Beim konsequenten Einsatz moderner EC-Ventilatoren lassen sich nicht nur die Umweltbelastungen reduzieren, sondern auch die Betriebskosten senken. Möglich machen dies Energiespar-Motoren, die auf dem bewährten Außenläuferprinzip basieren. Gegenüber den sonst üblichen Spaltpolmotoren lässt sich der Wirkungsgrad verdreifachen. Durch den vermehrten Einsatz von Kunststoff kann zudem zukünftig auf Lackierarbeiten verzichtet werden, was die Umwelt weiter entlastet.
Für die meisten Menschen ist es mittlerweile selbstverständlich, mit den Ressourcen der Natur sparsam umzugehen. Auch Unternehmen sind dazu verpflichtet, mit ihren Produkten einen aktiven Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Bei Ventilatoren etwa besteht ein besonders hohes Energieeinsparpotenzial, das sich dank moderner EC-Ventilatoren mittlerweile auch ausschöpfen lässt. Dabei ist das, was ökologisch sinnvoll ist, heute für den Anwender durchaus auch ökonomisch interessant. Neue Werkstoffkombinationen und Konstruktionsmethoden haben die Grundlage dafür geschaffen.
Ein typisches Beispiel dafür liefern die Energiespar-Motoren (ESM), die von Ebm-Papst in Mulfingen als Antrieb für EC-Ventilatoren, vor allem in Hinblick auf Anwendungen in der Kältetechnik entwickelt wurden. Diese Energiespar-Motoren basieren auf dem bewährten Außenläuferprinzip, bei dem sich der Rotor um den innen liegenden Stator dreht. Gegenüber den sonst üblichen Spaltpolmotoren (Q-Motoren) lässt sich der Wirkungsgrad verdreifachen.
Höhere Wirkungsgrade bedeuten gleichzeitig aber auch, dass beim Betrieb weniger Verlustwärme an die Umgebung abgegeben wird. Dadurch ergeben sich weitere Energieeinsparungen, denn von vornherein muss weniger Energie für den Kühlprozess aufgebracht werden. Alles in allem amortisieren sich die etwas höheren Anschaffungskosten dadurch bereits innerhalb des ersten Jahres. Danach lohnt sich die Mehrinvestition nicht nur für die Umwelt, sondern auch für den Anwender – insbesondere angesichts der mit rund 40 000 Betriebsstunden vergleichsweise langen Lebensdauer der EC-Ventilatoren.
Kunststoffrotoren: Lackierung überflüssig
Darüber hinaus bieten die Energiespar-Ventilatoren einige Vorteile. Wegen des nach strömungstechnischen Kriterien optimierten neuen Rotors arbeiten sie sehr leise. Geplant sind zudem Ausführungen mit Kunststoffrotoren, die hier noch weitere Verbesserungen bringen werden und zudem – im Gegensatz zu den zur Zeit üblichen geschweißten Blechrotoren – dann ganz umweltfreundlich ohne Lackierung auskommen. Die Motordrehzahlen lassen sich bei den EC-Ventilatoren über eine Programmierschnittstelle einstellen, und die kompakte Bauform erlaubt eine platzsparende und vor allem einfache Installation.
Dank neuer Strategien ließ sich bei der Entwicklung der Energiesparventilatoren nicht nur die „Time-to-Market“ deutlich reduzieren. Gleichzeitig erhöhten sich auch Produktqualität und Funktionsvielfalt. Bereits bei der Konstruktion wurden von Anfang an auch fertigungstechnische Gesichtspunkte berücksichtigt. Ein typisches Beispiel dafür liefert der Aufbau des Stators. Das Blechpaket ist komplett mit einem Thermoplast umspritzt, was in der Praxis gleich mehrere Vorteile bringt. Zum einen sorgt das hochwertige Kunststoffmaterial für eine gute Isolation, zum anderen lassen sich bei der Fertigung gleich Kugel- und/oder Gleitlagersitze integrieren.
Sichere Funktion auch in feuchter Umgebung
Wandstärken und Abstände sind variabel gestaltbar, Toleranzen beim Blechpaket etwa lassen sich auf diese Weise einfach ausgleichen. Anschließend wird die komplette bewickelte Baugruppe mit Duroplast umpresst. Die Isolierung entspricht dadurch der Schutzklasse 2, es muss also beim Anschluss kein Schutzleiter vorgesehen werden. Dadurch wird auch verhindert, dass beim Parallelschalten mehrerer EC-Ventilatoren in der zwangsläufig feuchten Umgebung einer Kühltheke die Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) ausgelöst werden. Bei Geräten der Schutzklasse 2 beruht der Schutz gegen elektrischen Schlag nicht nur auf der Basisisolierung. Hinzu kommt eine zusätzliche Schutzmaßnahme, wie etwa eine doppelte oder verstärkte Isolierung. Damit ist auch keine Vorrichtung zum Anschluss eines Schutzleiters nötig.
Auch bei der Konstruktion der Gehäusekappe wurde auf größtmögliche Funktionalität Wert gelegt. Sie besteht aus zwei unterschiedlichen Kunststoffkomponenten (2-Komponententeil). Die Hartkomponente (PP – Polypropylen) dient der Stabilität und sorgt für die Abdeckung und den Schutz der integrierten Elektronik. Die weiche Elastomerkomponente übernimmt die Abdichtung gemäß IP55. Gleichzeitig nimmt die Gehäusekappe in Kombination mit dem Duroplast- umguss die zur Schwingungsentkopplung notwendigen Elastomer-Elemente auf. Der Steckanschluss ist bereits integriert.
Modularer Konstruktions- aufbau in Sandwichbauweise
Das Komplettsystem einschließlich Schaufelrad und Wandring ist so aufgebaut, dass es sich Teil für Teil in axialer Richtung montieren lässt. Bei diesem „Sandwich“ ersetzen Klammern und Clips die sonst üblichen Schraubverbindungen. Das erleichtert nicht nur die Fertigung, sondern auch eine spätere Demontage, bei der zum Recycling die Einzelteile wieder getrennt werden können. Der Hersteller bleibt durch die Sandwichbauweise sehr variabel, da sich bei Bedarf unterschiedliche Komponenten einfach miteinander kombinieren lassen. Fertigungsoptimierung, Flexibilität und Funktionsvielfalt gehen somit Hand in Hand. Nicht zuletzt ließ sich auf diese Weise auch ein zeitgemäßes Design realisieren. Die Energiespar-Motoren werden zur Zeit in Axialventilatoren mit 200 mm Durchmesser eingesetzt und eignen sich damit für zahlreiche Anwendungen im Bereich der Kälte- und Klimatechnik.
ESM-Energiespar-Motoren KEM 513
Außenläufermotore KEM 514
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