Je nach Applikation können dann noch weitere Ventilatoreneigenschaften wichtig sein: Sind mehrere EC-Ventilatoren parallel im Einsatz, schützt z. B. eine optional erhältliche aktive Leistungsfaktorkorrektur (Aktiv PFC – Power Factor Correction) vor störenden Oberwellen. Die einschlägigen Anforderungen EN61000-3-2 lassen sich dann ohne weiteren konstruktiven Aufwand erfüllen.
Gebläsekonvektoren in Büroräumen, Hotelzimmern oder kommunalen Einrichtungen sind meist keine Einzelkämpfer, sondern werden oft in Parallelschaltung betrieben. Das Schaltungsprinzip der in diesen Geräten aus Gründen der Energieeffizienz und Geräuschoptimierung meist eingesetzten EC-Ventilatoren ist dann nicht völlig frei von Rückwirkungen auf das Netz. Durch den pulsförmigen Aufnahmestrom von EC-Ventilatoren entstehen Stromoberschwingungen. Diese belasten das Versorgungsnetz und können zu erhöhten Verlusten aufgrund von Blindleistung führen. Beim parallelen Betrieb mehrerer EC-Ventilatoren kann dies unter Umständen dazu führen, dass die zulässigen Grenzwerte nach EN61000-3-2 überschritten und andere Geräte im Anlagennetz negativ beeinflusst werden.
Aufwendige Entstörmaßnahmen, die sich vermeiden lassen
Hier Abhilfe zu schaffen, kann aufwendig werden: Die Betreiber müssen für eine ausreichende Blindleistungskompensation sorgen und zentrale Entstörfilter vorsehen, die natürlich Einbauraum beanspruchen. Letzteres ist oft Mangelware. Da die Oberwellen sich auch auf das interne Versorgungsnetz auswirken, sollte zudem auf ausreichende Kabelquerschnitte geachtet werden. Beim nachträglichen Einbau von Fan Coil Units oder Gebläsekonvektoren ist dann unter Umständen sogar eine neue Verkabelung nötig, die sich in der Praxis aber aus baulichen und ökonomischen Gründen meist nur schwer oder gar nicht realisieren lässt. Natürlich kann man auch jedem Ventilator einen externen Entstörfilter vorschalten, diese sind dann aber aufwendig und u. U. nicht exakt auf den jeweiligen Motor abgestimmt und damit nur bedingt ausreichend.
Den ganzen Aufwand können sich Planer und Betreiber jetzt sparen, denn der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst Mulfingen hat sich dieser Thematik angenommen: Die speziell für den Einsatz in Gebläsekonvektoren und Fan Coil Units ausgelegten EC-Radialventilatoren (Bild 1)sind jetzt auch mit Aktiv PFC erhältlich. Diese integrierte Leistungsfaktorkorrektur“ wandelt den pulsförmigen Aufnahmestrom der EC-Motoren in einen sinusförmigen Strom um. Im zweiten Schritt wird die Lage der Stromkurve so verschoben, dass sie gleichphasig zur Spannung ist. Somit werden die Oberschwingungsanteile im Eingangsstrom stark reduziert. Ebenso wird der Effektivwert des Eingangsstromes minimiert und es kann in vielen Anwendungsfällen ein kleinerer Leitungsquerschnitt für die Versorgungsleitungen der Ventilatoren gewählt werden. Bild 2 und Bild 3 zeigen die gleiche Motor-Ventilatorlaufrad-Kombination im gleichen Arbeitspunkt und bei identisch eingestellter Luftleistung mit und ohne Aktiv PFC. Probleme mit Oberschwingungen und Verlusten durch Blindleistung sind durch die integrierte und perfekt auf die Motoren abgestimmte Leistungsfaktorkorrektur nicht mehr zu befürchten. Die Anforderungen der EN61000-3-2 werden ohne zusätzliche Maßnahmen erfüllt.
Energiesparend und leise
Aber auch sonst haben die EC-Radialventilatoren einiges zu bieten. So werden Gebläsekonvektoren in der Regel mit langen Einschaltzeiten betrieben. Hohe Wirkungsgrade fallen deshalb besonders ins Gewicht. Hier können die EC-Ventilatoren ebenfalls punkten. Sie arbeiten mit Wirkungsgraden von an die 90 Prozent und da ihre GreenTech EC-Motoren bis zu 70 Prozent weniger Energie verbrauchen als herkömmliche AC-Motoren, macht sich das in den Betriebskosten deutlich bemerkbar (Bild 4). Hohe Wirkungsgrade bedeuten gleichzeitig auch, dass weniger Verlustwärme anfällt. Dies würde im Kühlbetrieb des Gebläsekonvektors zu zusätzlich aufzubringender Kühlleistung führen. Weiterhin wirken sich niedrige Motortemperaturen positiv auf die Lebensdauer der eingesetzten Kugellager aus. Moderne EC-Technik spart aber nicht nur im Volllastbetrieb. Gerade auch im Teillastbetrieb verlieren EC-Motoren weit weniger von ihrer Effizienz. Das heißt, die Energieeinsparungen machen sich auch dann bemerkbar, wenn die Ventilatoren in niedrigeren Drehzahlbereichen betrieben werden. Das rechnet sich für den Betreiber innerhalb kurzer Zeit.
Die EC-Radialventilatoren stehen als Einzel-, Zwillings- und Drillingsausführungen für Luftleistungen bis 2 500 m3/h im Leistungsbereich bis 250 W zur Verfügung. Alle Ausführungen sind speziell auf einen geräuscharmen Betrieb ausgelegt, sehr kompakt und lassen sich als steckerfertige Plug- and-play-Lösung einfach montieren. Der Ventilator wird am Ausblasflansch befestigt und über ein Stecksystem angeschlossen. Die verwendeten Kunststoffmaterialien sind leicht, aber dennoch widerstandsfähig und schalldämpfend. Dadurch und aufgrund der aerodynamischen Formgebung überzeugen die Ventilatoren durch einen geräuscharmen Betrieb.
Für unterschiedliche Ansprüche
Da der Anwender immer nur für die Technik bezahlen sollte, die er auch benötigt, gibt es zusätzlich zur Standard-Version, die optional mit der Leistungsfaktorkorrektur ausgestattet sein kann, auch eine Basis-Version. Auch sie bietet alle Vorzüge der GreenTech EC-Technologie und eignet sich für Anwendungen, bei denen für die stufenlose Drehstahlsteuerung ein PWM-Signal ausreicht. Für die unterschiedlichen Applikationen im Bereich der Gebläsekonvek-toren stehen damit effiziente EC-Radialventilatoren zur Verfügung, die sich durchaus auch für andere Einsatzgebiete eignen, bei denen ähnliche Anforderungen gelten. Ein Beispiel dafür sind Türluftschleier in Eingangsbereichen von Warenhäusern oder Fabrikhallen.
Dipl.-Ing. (FH) Uwe Sigloch,
Leiter Market Management Bereich Lüftungs- und Klimatechnik, ebm-papst, Mulfingen
B.Sc. Philipp Uebel,
Entwicklungsingenieur Elektronik, ebm-papst, Mulfingen
