Artikel ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG

Atemaussetzer im Schlaf, auch Schlafapnoe genannt, betreffen viele Menschen über 40 Jahren. Die Zahl der betroffenen liegt im zweistelligen Prozentbereich, das Verhältnis Männer zu Frauen etwa 5 zu 1, Tagesmüdigkeit und Aufmerksamkeitsdefizit sind die offensichtlichen Auswirkungen der Krankheit. Da sie unbehandelt auch zu eher versteckten Folgeerkrankungen wie Bluthochdruck, Herzinsuffizienz (verminderte Herzleistung), Herzrhythmusstörungen oder Herzinfarkt führen kann, muss man sie behandeln. Eine bewährte Therapieform unterstützt die körpereigenen Atmungsreflexe durch geregeltes Einblasen von Luft in die Lungen.

Ein neuer, hochdynamischer Radiallüfter unterstützt nun die Atmung durch die geregelte Zufuhr von frischer Luft. Der leichte, effiziente Kleinlüfter eignet sich auch gut für langen Akkubetrieb, beispielsweise für ein mobiles Schlaftherapiegerät. Weitere Einsatzmöglichkeiten in der Medizintechnik sind u. a. die Intensivbeatmung, die Schleimmobilisation und die mobile Luftfiltertechnik z. B. bei Atemschutzgeräten.

Bei medizinischen Geräten und deren Komponenten werden besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit  gestellt. Gerade beim Hausgebrauch von Apnoegeräten oder dem Einsatz als Beatmungsgerät auf der Intensivstation ist auch eine möglichst einfache Handhabung wichtig. Wird z. B. nachts ein Beatmungsgerät genutzt, muss ein solches Gerät natürlich ortsnah im Schlafzimmer am Bett stehen und darf dort durch Betriebsgeräusche den gesunden Schlaf nicht stören. Um diese Forderungen sicher umzusetzen, entwickelte der Lüfter- und Antriebsspezialist ebm-papst aus St. Georgen im Schwarzwald den Radiallüfter RV45 für Beatmungsgeräte und ähnlich dynamische Anwendungen, der diese Anforderungen erfüllt; sicher, zuverlässig, effizient und leise.

Wie funktioniert Beatmung?

Die Technik dahinter ist einfach zu verstehen: Ein vom Lüfter erzeugter Luftüberdruck bläst die Lunge auf und unterstützt so die eigene Atmung. Doch die Tücke liegt im Detail: Die Anwendung erfordert eine hohe Dynamik des Lüfters. Jedoch ist Laufruhe bei dynamischem Betrieb nicht einfach umzusetzen. Hintergrund der dynamischen Volumenstrom- und Druckregelung der Atemluft sind die biologischen Eigenschaften der Atmung. So ist es oft notwendig, bei Beginn der Beatmungssequenz kurzzeitig einen hohen „Aufblasdruck“ zu erzeugen. Dieser Druck hebt das schlaffe Gaumensegel an und erlaubt so der nachfolgenden Luft das Einströmen in die Luftröhre. Dieser „Aufblasdruck“ darf aber nur ganz kurz anliegen und er muss schnell, jedoch nicht schlagartig, ansteigen um dem Gewebe die nötige Zeit zum Ausdehnen bzw. Ausweichen zu geben.

Nach dem Öffnen des Gaumensegels muss der Druck schnell auf das vom Arzt vorgegebene Einatemniveau zurückgeführt und konstant gehalten werden. Je nach eigener Atmung des Patienten sind dazu die unterstützende Fördermenge und der Druck ständig anzupassen. Zum Ausatmen muss der Druck dann wieder schnell, doch auch hier nicht schlagartig abfallen, um ein ungehindertes Ausströmen der Atemluft zu erlauben. Dabei kann man für die Atem-Dynamik ungefähr von 200 ms Regelzeit bei Volumenströmen um etwa 150 l/min und Druckschwankungen von 400 Pa auf 2.000 Pa Überdruck ausgehen. Der Druck sollte dabei so niedrig wie möglich gehalten werden und keinesfalls über 3.500 Pa liegen, um Lungenschäden zu vermeiden.

Der einstellbare hohe Volumenstrom ist dagegen wichtig, um gegebenenfalls Leckagen, z. B. an der Atemmaske durch schlechten Sitz oder bei Bartträgern, sicher kompensieren zu können. Um die nötige Variation bei Volumenstrom und Druck in der Praxis zu regeln, muss daher die Drehzahl des Radiallüfters schnell hoch bzw. heruntergefahren werden. Der strömungstechnisch und motorisch auf Dynamik optimierte Kompaktlüfter RV45 liefert dazu die erforderliche Aerodynamik und Antriebstechnik. Trotz der stark schwankenden Fördermenge erfordert der Einsatz bei Nacht neben dem Bett absolute Laufruhe, Lärm würde die nächtliche Erholung des Patienten und gegebenenfalls die des Partners im Zimmer stören.

Technik im medizinischen Dienst

Wie lassen sich nun die unterschiedlichen Anforderungen in ein möglichst universell einsetzbares Produkt umsetzen? Grundvoraussetzung ist der Einsatz FDA-konformer Werkstoffe für medienberührenden Teile, die weltweit alle einschlägigen Vorschriften erfüllen. Parallel dazu wurde die gesamte Aerodynamik des Lüfters dem Einsatzzweck angepasst. Sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Drehzahlen wurden so die Strömungsgeräusche der Luft deutlich verringert. Der RV45 wurde für den Einsatz in CPAP-Geräten und Beatmungsgeräten mit automatischer Druckanpassung (APAP/auto APA und BiLevel/BIPAP) entwickelt. Dabei wurden die Mechanik, der Motor und die Aerodynamik so gestaltet, dass sie sich gegenseitig unterstützen, um die unterschiedlichen Anforderungen durch Synergien zu erreichen.

Je nach medizinischem Gerät kann der Anwender auch seine eigene, spezifisch optimierte Steuerung einsetzen.

Um das Radialgebläse für einen möglichst breiten Einsatzbereich optimal auszustatten, wählten die Schwarzwälder Spezialisten als Antrieb einen hochdynamisch ausgelegten, elektronisch kommutierten Innenläufermotor. Das geringe Trägheitsmoment des mit einem Neodymmagneten bestückten Rotors kommt der geforderten Dynamik entgegen. Die in aufwendiger Simulation und mit vielen Testläufen entwickelte Magnet- und Spulenauslegung optimiert diese Eigenschaft weiter. Gleichzeitig wurden das Rastmoment sowie die Körperschallanregung minimiert und die Effizienz verbessert. Da beim EC-Motor im Wesentlichen nur die Lager einem Verschleiß unterliegen, konnte durch den Einsatz wartungsfreier Kugellager mit spezieller Fettschmierung die Lebensdauer auf 50.000 Stunden L10IPC (25 °C) nach den verschärften, hauseigenen ebm-papst-Testbedingungen erhöht werden. Das entspricht rund 6.250 Nächten oder ca. 17 Jahren bei 8 Stunden Schlaf pro Nacht.

Weil bei einem Radiallüfterrad die Fördermenge (linear) und der Förderdruck (quadratisch)  mit der Drehzahl ansteigen, erlaubt die hohe Drehzahl von bis zu 50.000 U/min, den Lüfter sehr kompakt aufzubauen. Die Motorsteuerung ist extern vorgesehen und nicht im RV45 enthalten, das bietet Vorteile bei der Abstimmung des Lüfters auf die jeweilige Aufgabe. Je nach medizinischem Gerät kann so der Anwender auch seine eigene, spezifisch optimierte Steuerung einsetzen.

Für einen breiten Bereich an Standardaufgaben oder den schnellen Testbetrieb steht jedoch auch ein speziell auf den Motor abgestimmtes Ansteuermodul des Herstellers bereit. Dieses sogenannte „Power-Modul RV45“ eignet sich zur einfachen Ansteuerung und bietet so eine Plug & Play-Lösung für den Kunden. Dies ist hauptsächlich im Industriebereich gefordert wie zum Beispiel für die dynamische Belüftung von Brennstoffzellen, in der Luftfiltertechnik, bei Verpackungsmaschinen, Rauchmeldeanlagen, der Leiterplattenproduktion oder Abluftanlagen für Löt- und Schweißgase sowie Atemschutzgeräte und ähnlichem. Eine Ausführung des RV45 mit Hall-IC-Sensoren im Motor, für eine einfachere Eigenentwicklung der Ansteuerelektronik, ist als Kundenoption verfügbar.

Metallisch blau schimmert das Wasser rund um die Fähre Prinsesse Benedikte, als sie den Hafen Puttgarden auf der Insel Fehmarn hinter sich lässt und Kurs auf die dänische Hafenstadt Rødby nimmt. Was die wenigsten Passagiere wissen: Sie befinden sich auf einer Hybridfähre, die sowohl von Dieselgeneratoren als auch von Batterien mit Energie versorgt wird. Einer, der das ganz genau weiß, ist Carsten Johansen, der auf der Brücke des Schiffs steht und einen prüfenden Blick auf die Instrumente wirft, anstatt die Sonne über dem Fehmarnbelt zu genießen.

Johansen, der von seinen Kollegen auch liebevoll Energie­minister genannt wird, ist leitender Ingenieur bei Scandlines und dreht das Ruder der Reederei immer weiter in Richtung Effizienz. „Nach­haltigkeit begleitet mich nicht nur im Job, sondern bestimmt inzwischen auch meinen privaten Lebens­stil. Das lässt sich gar nicht verhindern, wenn man sich so intensiv mit diesem Thema beschäftigt.“ So ersetzte der 57-Jährige bei sich zu Hause die alte Öl­heizung durch eine effiziente Wärme­pumpe, installierte eine Solar­anlage auf dem Dach und stellte die gesamte Beleuchtung auf LED um.

In seinem Beruf arbeitet Johansen bereits seit 13 Jahren täglich daran, die Fähren zwischen Puttgarden und Rødby näher an das Ziel von null Emissionen heranzubringen. 2003 ersetzte er den ersten von fünf Dieselgeneratoren durch ein Elektroaggregat. Schnell war ihm klar, dass es nicht ausreichen würde, die Leistung der Schiffsdiesel Stück für Stück durch Energie aus Batterien zu ersetzen. Das Schiff musste auch Strom sparen, um die Anzahl und damit die Kosten der teuren Energiespeicher im Rahmen zu halten. Also tauschte Scandlines Wasserpumpen aus, stellte die Beleuchtung auf LED um und schickte die Kapitäne der Schiffe zu Trainings in energiesparender Fahrweise. 2015 nahm sich Johansen dann die Klimatisierung des Schiffs vor. „Der Verbrauch in diesem Bereich war enorm hoch, wir hofften, hier eine große Menge Energie einsparen zu können.“

Frische Luft für das Autodeck

So kommen Niels Knokgård und Torben Kirkholt zu einer kleinen Seereise, einmal Deutschland und zurück. Der technische Vertriebsmitarbeiter von ebm-papst in Dänemark und der Geschäftsführer waren von Johansen zu einer Besichtigung vor Ort eingeladen worden. Neben der Klimatisierung des Passagierbereichs nehmen die beiden auf dem Kurztrip vor allem die Klimatisierung des 12.000 Kubikmeter großen Autodecks genauer unter die Lupe. Hier sorgen acht große AC-Ventilatoren für den Luftaustausch. Während der Überfahrt bringen sechs Ventilatoren frische Luft von außen aufs geschlossene Deck, zwei befördern die verbrauchte Luft nach außen.

Im Hafen haben zwei Ventilatoren Pause, die anderen sechs entlüften das Schiff. Da bei den beiden Betriebsarten die Luft jeweils in die entgegengesetzte Richtung gefördert werden muss, laufen einige Ventilatoren rückwärts. „Das ist eine sehr ineffiziente Betriebsart für einen Ventilator“, gibt Knokgård dem „Energieminister“ zu bedenken, als die drei Herren vor dem AC-Koloss stehen. „Ja, genau das ist das Dilemma“, seufzt dieser. „Wenn wir die Ventilatoren nur umdrehen könnten!“ Der Satz geht Knokgård und Kirkholt nicht mehr aus dem Kopf.

Drehbare Ventilatoren

„Es war offensichtlich, dass wir einen Ventilator nicht so einfach umdrehen können“, sagt Knokgård. Nach einigem Tüfteln kommt er mit seinen Kollegen auf die Idee, dass sie die einzelnen Ventilatoren gar nicht selbst drehen müssen: Gemeinsam entwickeln sie eine schwenkbare quadratische Metallplatte, auf die vier Ventilatoren montiert werden. So können diese in beide Richtungen arbeiten, ohne rückwärtszulaufen. „Da am Schiff keine Umbauten gemacht werden dürfen, stand uns nur ein eng begrenzter Bauraum zur Verfügung. Die Ventilatoren können deshalb nicht exakt um 180 Grad gedreht werden“, erklärt Knokgård. Das Prinzip funktioniert aber trotzdem.

Doch damit sind die Ideen für mehr Effizienz noch lange nicht erschöpft. Fast schon auf der Hand liegt der Austausch des AC-Ventilators durch einen mit EC-Technologie. Dieser lässt sich stufenlos auf die tatsächlich benötigte Leistung anpassen und arbeitet daher extrem sparsam. Um im gleichen Bauraum noch mehr Druck aufzubauen, schlägt Knokgård zudem vor, statt einzelnen großen Ventilatoren FanGrids mit je vier kleineren Ventilatoren einzusetzen. So vergrößert sich die Fläche, über die die Luft gefördert wird, was den Luftaustausch auf dem Autodeck weiter optimiert. Als Johansen beim nächsten Treffen von der Idee hört, ist er begeistert und beauftragt einen Installateur mit der Umsetzung einer Testeinheit mit schwenkbarer Metallplatte und vier EC-HyBlade®-Ventilatoren.

Explosionsschutz inklusive

Ein Blick auf das Autodeck zeigt: Neben reisefreudigen Touristen und routinierten Pendlern nutzen auch jede Menge Lkw-Fahrer die Verbindung zwischen Dänemark und Deutschland. Einige der Lastzüge haben entzündbare Stoffe geladen. Dadurch ergibt sich eine weitere wichtige Anforderung an die Ventilatoren. „Natürlich war es für uns ein großer Pluspunkt, dass ebm-papst der einzige Hersteller ist, der EC-Ventilatoren in der explosionsgeschützten ATEX-Ausführung anbietet“, betont Johansen. Nach der Umrüstung der Testeinheit nimmt der leitende Ingenieur Vergleichsmessungen vor und stellt fest, dass die Einsparungen die erhofften Werte sogar übertreffen.

"Die Investition in den Umbau von AC- auf EC-Technologie amortisiert sich bereits innerhalb eines Jahres."

Carsten Johansen, Chefingenieur bei Scandlines

Eine Erkenntnis mit Folgen: Bei der nächsten Routinewartung der Fähre in den Docks lässt Johansen weitere drei drehbare FanGrids installieren. Zugleich geht die Reederei auch bei den Klimaanlagen im Passagierbereich auf EC-Ventilatoren über. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Insgesamt zwei Millionen Kilowattstunden spart Scandlines dank der Änderung in der Klimatisierung nun pro Jahr und Schiff, die Umrüstung amortisiert sich innerhalb eines guten Jahres. „Das ist ein riesiger Sprung für uns“, zeigt sich Johansen überzeugt. Nach dem erfolgreichen Pilotprojekt wird Scandlines die Lösung auch auf den anderen drei Fähren installieren lassen, die zwischen Puttgarden und Rødby verkehren.

Seine Prinsesse Benedikte hat inzwischen in Rødby angelegt. Johansen vertritt sich am Kai die Beine, während aus dem Schiff ein kontinuierlicher Strom von Autos und Lkw fließt. „Unser Ziel ist es, emissionsfreie und somit komplett elektrifizierte Überfahrten innerhalb der nächsten Jahre zu erreichen“, sagt er. „Wenn alles gut läuft, sind wir vielleicht schon 2019 so weit.“ Die Idee für den nächsten Schritt hat der „Energieminister“ schon — schließlich gibt es auf der Fähre noch ein zweites Autodeck …

Dann mäh doch alleine!

Der automatische Rasenmäher-Roboter von Sabo und John Deere nimmt Hobby-gärtnern viel Arbeit ab – und ist dank ebm-papst dabei besonders sparsam und leise

Rasenmähen: Für manche ist es die meditative Routine am Samstagmorgen, für andere eine schweißtreibende Plackerei in der kostbaren Freizeit. Allen Hobbygärtnern, die der zweiten Gruppe angehören, bieten das amerikanische Unternehmen John Deere und seine deutsche Tochter Sabo eine komfortable Lösung an: den Mähroboter. Das kleine Gerät fährt selbstständig über eine vordefinierte Grasfläche von bis zu 1.800 Quadratmetern und mäht sie dabei gleichmäßig ab. Betrieben wird es mit einem Akku, den es bei Bedarf selbstständig auflädt.

„Zusätzlich zu der Zeitersparnis, die unsere Rasenmäher-Roboter bieten, sind sie sehr effizient und leise“, erklärt Sven Hahnenkamp, Produktmanager bei John Deere. Zwei Vorteile, die auch auf ebm-papst zurückzuführen sind. „John Deere USA kam auf unsere amerikanische Niederlassung zu und fragte zwei Motoren mit Getriebe für die Radantriebe sowie einen Motor für den Antrieb des Rasenmähermessers an“, erinnert sich Markus Flaig, Projektleiter Entwicklung industrielle Antriebe bei ebm-papst St. Georgen.

"Jede Komponente, die besonders wenig Energie verbraucht, erhöht die Laufzeit des Rasenmähers."

Markus Flaig, ebm-papst

Diese Motoren müssen unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Die Radantriebe sollten auf kleinstem Raum hohe Leistung bringen und dabei nicht zu viel Energie verbrauchen. „Jede Komponente, die besonders wenig Energie verbraucht, erhöht die Laufzeit des Rasenmähers“, erklärt Markus Flaig. Schließlich entschieden sich die Projektpartner für einen kompakten ECI-42- Motor mit Getriebe, der in einem Pilotprojekt optimal auf die Anforderungen von John Deere angepasst wurde. Durch den hohen Wirkungsgrad der Motor-Getriebe-Kombination meistert der Roboter problemlos auch Flächen mit Unebenheiten und Steigungen bis zu 35 Prozent.

Beim Schnittantrieb spielt nun ein Motor aus dem ECI-63-Baukasten seine Stärken aus. Mit seiner hohen Dynamik startet er schnell und stoppt innerhalb der geforderten 2 Sekunden, wenn der Bediener den Roboter vom Boden aufhebt – eine wichtige Eigenschaft, die vor Verletzungen schützt. Dass die Messer rund laufen und nicht zu flattern anfangen, dafür sorgt die geringe Unwucht des Motors. Das schlägt sich besonders im Geräuschpegel nieder. Denn je geringer die Vibration der Messer, umso ruhiger geht das Mähen vonstatten. Der Rasenmäher-Roboter ist nun so leise, dass er zu jeder Tages- und Nachtzeit eingesetzt werden kann. Und seine Besitzer können den Sommer genießen, während sich der Roboter ganz alleine um den Rasen kümmert.

Was tun Sie gerade? Richtig, Sie lesen. Und sonst? Ihre Antwort lautet „Nichts“? Patrik Tedsjö hat also recht, wenn er sagt: „Wir atmen, ohne darüber nachzudenken. Und wir nehmen saubere Luft als gegeben hin.“ Wenn Tedsjö bei sich zu Hause in Mariestad auf dem Sofa sitzt oder am Wochenende in der schwedischen Natur unterwegs ist, atmet er oft ganz bewusst ein und aus. Aber auch in seinem Berufsalltag dreht sich für den 50-Jährigen alles um saubere Luft: Tedsjö ist CEO von Elfi.

Das 30-Mitarbeiter-Unternehmen entwickelt und fertigt Luftreiniger und Luftreinigungssysteme. Vom beschaulichen, knapp 50 Kilometer nordöstlich von Göteburg gelegenen Alingsås aus gehen davon jährlich Tausende in derzeit zehn Länder – Tendenz steigend. Denn, wie Tedsjö sagt: „Im Grunde sind wir überall da, wo es Probleme mit der Luft gibt.“ Die sind im öffentlichen Bewusstsein angekommen. „Vor 20 Jahren hat sich niemand darüber Gedanken gemacht. Heute ist saubere Luft ein großes Thema“, weiß Tedsjö.

Giftiger Cocktail

Einem aktuellen Bericht der Weltgesundheitsorganisation WHO zufolge atmen neun von zehn Menschen dreckige Luft – und das längst nicht nur, wenn sie sich draußen auf den Straßen einer Großstadt bewegen. Auch oder gerade in Wohnungen und Büros fliegt allerlei durch die Luft, bei dem es nicht nur Allergikern im Wortsinn den Atem verschlagen kann: Neben Staub, Pollen, Sporen und Bakterien finden sich auch eine Menge flüchtiger organischer Verbindungen, sogenannte Volatile Organic Compounds, kurz VOC, wie sie beispielsweise in Farbe, Köperpflege- oder Putzmitteln vorkommen. Denn diese Produkte sind chemisch und erdölbasiert. Im Innenraum verdampfen sie schnell und können im Verbund mit anderen Gasen Ozon oder Feinstaubpartikel entstehen lassen. Im Fachmagazin „Science“ warnten Wissenschaftler vor einem unzulänglich erforschten „chemischen Innenraum-Cocktail“.

Unsere Luftreiniger können bis zu 99,98 Prozent der Partikel aus der Luft filtern, aber auch Gerüche und Gas eliminieren.

PATRIK TEDSJÖ, CEO VON ELFI ELEKTROFILTER

Unerforscht vielleicht – aber nicht unvermeidbar. „Unsere Luftreiniger können bis zu 99,98 Prozent der Partikel aus der Luft filtern, aber auch Gerüche und Gas eliminieren“, sagt Tedsjö. Diese Effektivität liegt an der patentierten elektrostatischen Filtermethode, mit der Elfi-Luftreiniger und die der dazugehörigen Verbrauchermarke Woods arbeiten: der Ionisierung. Dabei werden die Partikel in der vom Gerät eingesogenen Luft leicht positiv aufgeladen. Die negativ geladene Filteroberfläche zieht daraufhin die ionisierten Partikel an. Die Luft strömt dabei ohne Druckverlust durch den HEPA-Filter (HEPA steht für High Efficiency Particulate Air Filter und bedeutet Schwebstofffilter).

Psst, die Kinder atmen

Dass Elfi-Luftreiniger so effizient sind, liegt laut Tedsjö nicht allein an der Expertise seiner Mitarbeiter: „Die Ventilatoren von ebm-papst sind perfekt für uns.“ Um die Luft durch die Reiniger strömen zu lassen, verwendet Elfi 12-Volt-DC-Radial­ventilatoren mit Drehzahlregulierung. „Sie ermöglichen den geringen Energieverbrauch und das niedrige Geräusch­level unserer Luftreiniger“, sagt Tedsjö. Beide Vorteile sind nicht zu unterschätzen – man denke nur an ungestörten Kinderschlaf oder konzentriertes Arbeiten, sei es in einem urbanen Großraumbüro oder in der Verwaltung einer Ölraffinerie.

Auch Lars Kyrklund bescheinigt den ebm-papst Ventilatoren „eine unschlagbare Effizienz“. Der freie technische Berater entwickelt Luftfiltersysteme für Elfi. Bis vor Kurzem war er mit einem Projekt betraut, das zeigt, dass partikelfreie Luft nicht nur menschliche Lungen, sondern auch Zukunftsvisionen beflügelt. Kyrklund integrierte ein Elfi-Luftreinigungssystem in den Hologrammtisch des aus­tralischen Unternehmens Euclideon (siehe Seite 6).

Saubere Luft für Hologramme

Dieser Hightechtisch lässt 3-D-Modelle entstehen, beispielsweise Entwürfe von Architekten. Das funktioniert aber nur, wenn keinerlei Partikel die Projektion trüben. „Ich habe ein Elfi-Luftfiltersystem für den Tisch gewählt, weil es extrem energieeffizient ist. Wie viel reine Luft man bei einem Watt liefert, ist fantastisch – und das hat natürlich nicht nur etwas mit der Konstruktion zu tun, sondern vor allem mit den Ventilatoren. Denn bei einem Luftreinigungssystem hängt von ihnen der Energieverbrauch ab“, sagt Kyrklund.

Für den Hologrammtisch setzte Kyrklund die Ventilatoren ein, die Elfi für die Luftreiniger in Privatwohnungen verwendet. Patrik Tedsjö hat zu Hause in jedem Raum einen. Denn er weiß: „Es gibt keine guten Partikel in der Luft.“

Rechenzentren schießen heute wie Pilze aus dem Boden. In jedem davon wird so viel Abwärme erzeugt, dass etwa die Hälfte der insgesamt benötigten elektrischen Energie alleine für die Hardware­kühlung aufgewendet werden muss. Dabei hat sich das Informationszeitalter gerade erst „warmgelaufen“ und je größer das Datenvolumen, desto höher wird auch die nötige Kühlleistung und somit der Energieverbrauch. Dazu kommt noch der Wunsch nach mehr Rechenleistung auf derselben Grundfläche, was dazu führt, dass die Ventilatoren mehr Luft bewegen müssen – ohne aber im Durchmesser größer zu werden. Bei Präzisions­klimageräten beispielsweise sind die Querschnitte der Luftführung heute für größere Luftmengen ausgelegt, was die Kühlung verbessert und Strömungsverluste minimiert.

Optimiert für neue Anforderungen

Meist kommen in Rechenzentren sogenannte Präzisions­klimageräte zum Einsatz. Diese Geräte, auch Computer Room Air-Conditioning Units (CRAC) genannt, sorgen in Rechenzentren und Netzwerkzentralen für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Dabei kommen CRACs mit Wärmeübertrager zum Einsatz. Das Design der CRAC beeinflusst maßgeblich die Auswahl der passenden Ventilatoren. Diese müssen nun auch bei den deutlich niedrigeren Gegendruck­anforderungen im optimalen Betriebspunkt arbeiten, damit sie energieeffizient laufen und Betriebskosten sparen. Schließlich kommt es in Rechenzentren beim Rund-um-die-Uhr-Betrieb auf jedes Watt an. Der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst Mulfingen hat deshalb jetzt die bewährte RadiCal Baureihe ergänzt.

Um den Betriebspunkt der RadiCal Ventilatoren an den vom Markt gewünschten höheren Volumenstrom anzupassen, wurde das Laufrad strömungstechnisch überarbeitet.

Um den Betriebspunkt der RadiCal Ventilatoren an den vom Markt gewünschten höheren Volumenstrom anzupassen, wurde das Laufrad strömungs­technisch überarbeitet. Computational Fluid Dynamics (CFD) als leistungsfähiges Simulations­werkzeug war dabei hilfreich und im Zusammenspiel mit numerischen Optimierungs­ansätzen ergaben sich etliche Detailverbesserungen, die in Summe eine große Wirkung entfalten. So wurden Laufradbreite, Größe des Ansaugbereichs, Schaufelkontur und Schaufeldicke an den höheren Volumenstrom bei niedrigerem Förderdruck angepasst. Wie beim Vorgänger besteht das neue Laufrad aus glasfaser­verstärktem Polypropylen, Außendurchmesser und Einbauhöhe sind trotz der Opti­mierung gleichgeblieben. Der eng bemessene Bauraum in CRAC-Geräten wird so optimal ausgenutzt.

Mehr Volumenstrom bei hohem Wirkungsgrad

Bei der aktuellen Weiterentwicklung haben die Mulfinger Ingenieure einen Fokus auf Strömungstechnik gesetzt, das Resultat kann sich sehen lassen: Der neue RadiCal liefert nicht nur einen höheren Volumenstrom als sein Vorgänger, sondern arbeitet auch effizienter (Bild 4). Das neue RadiCal Laufrad ist Dank der rechnergestützten Optimierungs­methoden nicht nur deutlich besser als sein Vorgängermodell, sondern das derzeit beste Laufrad weltweit für diese Anwendung, also für diesen Luft­leistungs­bereich und das Wirkungs­grad­niveau. Sein Vorgänger erreicht seinen maximalen statischen Gesamtwirkungsgrad von 61,5 % bei einem Volumenstrom von 12.000 m³/h. Der neue RadiCal hat sein Maximum von 68,5 % bei einem Volumenstrom von 13.000 m³/h. Das neue RadiCal Laufrad kann auch in anderen Anwendungen zu Wirkungs­grad­verbes­serungen führen.

Der neue RadiCal hat einen maximalen statischen Wirkungsgrad von 68,5 % bei einem Volumenstrom von 13.000 m³/h.

Der Effizienzvorteil des neuen RadiCal Laufrads zeigt sich auch im eingebauten Zustand. Hierzu wurden in einem CRAC Gerät drei RadiCal Ventilatoren parallel betrieben und die bisherige und neue Lösung verglichen. Ergebnis: eine Reduktion der elektrischen Leistungsaufnahme für die Ventilatoren von über 10 %. Durch die verlustreduzierte Durchströmung des Laufrads, geringere Turbulenzen und Ablösungen ergibt sich zusätzlich ein angenehmeres Geräuschverhalten.

Effiziente GreenTech EC-Technologie

Das Laufrad ist perfekt auf den ebenfalls optimierten GreenTech EC-Motor abgestimmt und wird direkt mit dem Rotor des Motors verschraubt. Durch die aerodynamische Formgebung der Ventilatorräder und dem direkt im Laufrad integriertem EC-Motor stellen die Radialventilatoren eine effiziente und platzsparende Einheit dar (Bild 5). Die in den GreenTech EC-Motoren integrierte Leistungs­elektronik erlaubt eine bedarfsgerechte Drehzahlanpassung über 0-10-V-Steuersignal oder MODBUS-RTU. Auch bei Teillastbetrieb bleibt der hohe Wirkungsgrad erhalten. Bei Verwendung der MODBUS-RTU-Schnittstelle können neben der Steuerung auch zahlreiche Betriebsparameter im laufenden Betrieb abgefragt und überwacht werden. Der Betreiber kann Betriebsparameter bei Bedarf schnell anpassen, um zeitnah auf veränderte Anforderungen reagieren zu können. Gleichzeitig ermöglicht die Erfassung der Betriebsstunden eine präventive Wartung, womit Servicezeiten wirkungsvoll minimiert werden. Tritt dennoch ein Servicefall ein, sind die betroffenen Ventilatoren dank der MODBUS-RTU-Kommunikation einfach zu identifizieren. Die „Fail-Safe“-Funktion ermöglicht einen sicheren Betrieb auch bei fehlender BUS-Kommunikation, indem die Ventilatoren mit der aktuell eingestellten Drehzahl weiterlaufen.

Praxisgerecht und zukunftssicher

Die RadiCal Radialventilatoren sind für alle gängigen Netzspannungen und Frequenzen verfügbar. Auch die Montage ist einfach und praxisgerecht. So ist die Einbaulage der Ventilatoren durch die optionale „Befestigungs­spinne“ variabel – eine Montage mit horizontaler oder auch vertikaler Motorwellenlage ist möglich. Mit den neuen RadiCal-Ventilatoren steht damit für leistungsfähige, energie­­effiziente CRAC-Units eine praxisgerechte und zukunftssichere Lösung zur Verfügung.

Joe Conways Kopf steckt tief im Kühlregal. Er zählt alle Ventilatoren und jede einzelne Glühbirne. Dann kommt er wieder hervor, schreibt sich die Zahlen auf und holt den Zollstock aus der Tasche, mit dem er die Flächen in der Kühlwarenabteilung abmisst. So nimmt der kaufmännische Leiter der Cross Group den Spar-Supermarkt in Belfast unter die Lupe, wie er es vorher auch schon in Newcastle und Coleraine getan hat. Mehrere Monate lang inspiziert er so Nordirlands Supermärkte.

Denn Conway hat ein großes Projekt zu bewältigen: In nur drei Monaten soll der Experte für Kältetechnik 2.000 Ventilatoren und ebenso viele Glühbirnen in den Kühlregalen in 70 Supermärkten der Henderson Group austauschen. Das Unternehmen ist eine der größten Einzelhandelsmarken Nordirlands. Neben 85 firmeneigenen Filialen betreibt sie auch über 450 Geschäfte der Marken Spar und Eurospar. Die besondere Herausforderung für Conway: „Der Austausch sollte im laufenden Betrieb stattfinden. Das erforderte eine optimale Planung, um die Supermarktkunden nicht zu stören.“

Ich schaute mir jeden der 70 Supermärkte persönlich an. Nur so konnten wir herausfinden, womit wir es zu tun hatten.

JOE CONWAY, KAUFMÄNNISCHER LEITER DER CROSS GROUP  

Beeindruckendes Einsparpotenzial

Doch zurück zum Anfang: Die Idee zu dem Retrofit hatte Dr. Glen Crumley, Energiemanager der Henderson Group. „Es gehört zu meinem Job, jedes Jahr eine Maßnahme vorzuschlagen, die die Energiekosten und den CO2-Ausstoß der Gruppe senkt“, erklärt er. Als er Tony Wright von ebm-papst UK auf einer Konferenz in London kennenlernte, zeigte dieser ihm eine Möglichkeit. „Wright präsentierte dort, wie viel Energie man sparen kann, wenn man in Kühlsystemen AC-Ventilatoren durch EC-Ventilatoren ersetzt“, sagt Dr. Crumley. Da ­Kühlsysteme für 30 bis 60 Prozent des Energieverbrauchs eines Supermarkts verantwortlich sind, ist das ein wichtiger Ansatzpunkt.

„Ich war beeindruckt von den Zahlen, aber auch von der Qualität der Produkte, den Garantien und der Geschichte von ebm-papst. Also beauftragte ich die Cross Group mit dem Retrofit und forderte sie auf, die EC-Ventilatoren dafür von ebm-papst zu beziehen.“ Zeitgleich mit den Ventilatoren sollte sie alle Glühbirnen in den Kühlregalen durch LEDs ersetzen.

Alles genau überlegt

Nach der Genehmigung der Henderson-Geschäftsführung legte die Cross Group mit der Planung los. „Ich bekam Informationen von den Filialleitern“, sagt Conway, „aber die reichten nicht aus für eine exakte Planung. Also schaute ich mir jeden der 70 Supermärkte persönlich an. Nur so konnten wir herausfinden, womit wir es zu tun hatten.“ Für den Austausch selbst bildete die Cross Group sechs Subunternehmer aus. Diese versorgte Conway mit Plänen. „Darin stand zum Beispiel, wo sie parken sollen, um den Kunden nicht die Plätze wegzunehmen, und wie sie sich im Geschäft und im Umgang mit Kunden verhalten sollten“, erzählt er. In den Unterlagen stand aber auch, wie viele Ventilatoren in welche Kühltheken mussten, für welche sie Adapter brauchen und welche Sicherheitsvorkehrungen sie zu treffen hatten.

Der Retrofit lief völlig problemlos.

DR. GLEN CRUMBLEY, ENERGIEMANAGER DER HENDERSON GROUP

„In den Geschäften der Henderson Group ist sehr viel Betrieb, ständig kommen Leute rein. Da wollten wir nicht im Weg sein.“ Weil die Cross Group die Hilfe des Supermarktteams brauchte, um die Kühltheken vor ihrer Ankunft aus- und direkt danach wieder einzuräumen, konnte der Austausch nur tagsüber stattfinden. Manche Geschäfte der Gruppe sind ohnehin rund um die Uhr geöffnet.

Nach sechs Monaten Planung begannen die Subunternehmer mit dem Retrofit. Pro Laden tauschten sie 20 bis 60 Ventilatoren und Beleuchtungselemente aus und brauchten dafür jeweils ein paar Stunden bis maximal zwei Tage. „Der Retrofit lief völlig problemlos“, sagt Crumley rückblickend. „Es waren keine mechanischen Arbeiten am Boden der Kühlschränke nötig und die Ventilatoren konnten eins zu eins getauscht werden. Nur in 15 Prozent der Fälle waren Adapter notwendig. Und auch das Geschäft konnte größtenteils normal weiterlaufen.“ Nach drei Monaten war der komplette Retrofit umgesetzt.

Durch den Retrofit sank der Energieverbrauch der Henderson Group für Ventilatoren und Beleuchtung um 70 Prozent. Joe Conway erklärt: „Die EC-Ventilatoren sind nicht nur effizienter, sie geben auch weniger Wärme ab, wodurch weniger Kühlung benötigt wird. Das ermöglicht hohe Einsparungen.“

Umgerechnet über 200.000 Euro im Jahr spart die Gruppe durch die LED-Beleuchtung und den Austausch der Ventilatoren. 

Insgesamt verbrauchten die alten AC-Ventilatoren fast 800.000 Kilowattstunden im Jahr, bei den neuen EC-Axialventilatoren sind es nur noch knapp 150.000 Kilowattstunden. Durch den Austausch der Ventilatoren und die LED-Beleuchtung spart die Gruppe umgerechnet über 200.000 Euro im Jahr. Die Investition rechnete sich somit schon nach 20 Monaten. Zudem sind die neuen Ventilatoren zuverlässiger, leiser und langlebiger.

In Kühltheken, Kühlregalen und Bottle Coolern im kommerziellen Lebensmittelbereich werden Ventilatoren mit hoher Einschaltdauer betrieben; das birgt ein besonders großes Potential für Energieeinsparungen. EC-Ventilatoren mit ihren hohen Wirkungsgraden setzen deshalb hier mittlerweile Maßstäbe. Ausführungen, die der Europäischen Norm EN 60335-2-89 entsprechen, eignen sich auch dann, wenn brennbare Kältemittel eingesetzt sind, beispielsweise R290 (Propan), das im Störfall explosionsfähige Gemische mit Luft bilden kann. Intelligente Vernetzungsmöglichkeiten vereinfachen zudem Service und Wartung.

In Supermärkten sind Ventilatoren heute nicht mehr wegzudenken, denn nur mit ihrer Hilfe sind die kompakten Kühlmöbel für den Normal-Kälte-Bereich (NK) und Tief-Kälte-Bereich (TK) funktionsfähig. Die Ventilatoren sorgen einerseits für die Luftumwälzung im Gerät, also für eine gleichmäßige Kühlung der eingestellten Produkte, andererseits aber auch bei steckerfertigen Kühlmöbeln für die Wärmeabfuhr an die Umgebung oder – bei sogenannten Remotesystemen – an den zentralen Verflüssiger. Vor einigen Jahren galten Spaltpolmotoren noch als Standard für den Antrieb der Ventilatoren. Dafür gab es gute Gründe: Sie sind günstig zu fertigen, robust und langlebig. Allerdings sind ihre niedrigen Wirkungsgrade von lediglich um die 20 % heute nicht mehr tolerierbar. Der Stromverbrauch ist hoch und verursacht zusätzlich Abwärme, die aus dem Kühlmöbel abtransportiert werden muss. Der Einsatz von Spaltpolmotoren ist deshalb meist nur noch auf wenige Nischenanwendungen beschränkt.

Die Energiesparlösung: EC-Motoren als treibende Kraft

Moderne Ventilatorenkonzepte bauen stattdessen auf den viel effizienteren elektronisch kommutierten EC-Motor mit rund 70 % Energieeinsparung gegenüber dem alten Motorkonzept. Der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst hat mehrere dieser energieeffizienten Motorvarianten im Programm, die als Antrieb für Ventilatoren in Kühlmöbeln geradezu prädestiniert sind: Der Energie-Spar-Motor – auch ESM genannt – setzte bereits vor mehr als zehn Jahren neue Maßstäbe für die Ventilatorentechnik in Kälteanwendungen. Er arbeitet mit einem Wirkungsgrad von bis zu 70 % bei nur einem Drittel der Leistungsaufnahme eines vergleichbaren Spaltpolmotors und bietet noch dazu die Möglichkeit einer bedarfsgerechten Drehzahlregelung. Durch die geringere Verlustleistung des EC-Motors ergeben sich im Kühlmöbel weitere Energieeinsparungen. Die Lebenserwartung beträgt mehr als 40.000 Stunden, im Dauerbetrieb entspricht das ca. 5 Jahre.

Die kompakten EC-Motoren gibt es sowohl als OEM-Komponente zur Kombination mit einem separaten Laufrad sowie als Plug & Play-fähiges Komplettsystem, bei dem die Einzelkomponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind. Die Axial-Baureihe in den Baugrößen 130, 154, 172, 200, 230, 250 und 300 ist für den Einbau in Kühl- und Tiefkühlmöbeln unterhalb der Regale vorgesehen. Die Ventilatoren mit Diagonallaufrad in den Baugrößen 200 und 250 wurde hingegen speziell für den Einbau in die Rückwand von Kühlregalen konzipiert, da dort oftmals beengte Einbausituationen vorherrschen. Durch die extrem flache Bauweise passen diese Ventilatoren in enge Zwischenräume und kommen als Diagonalventilator auch mit dem höheren Gegendruck in dieser Einbausituation zurecht.

Ebenso bewährt und effizient für Kühlmöbelanwendungen sind seit Jahren Querstromventilatoren, die ebenfalls mit EC-Motoren arbeiten und die Kälte in Form eines Luftschleiers zirkulieren lassen. Sie sind dabei besonders platzsparend und leise. 

Selbst ein nachträgliches Umrüsten älterer Kühlmöbel kann sich im Hinblick auf die realisierbaren Energieeinsparungen lohnen. Für diesen Fall bietet ebm-papst den energiesparenden NiQ-Motor an. Die Lebensdauer des NiQ-Motors beträgt abhängig von den Umgebungsbedingungen mehr als 40.000 Stunden. Er ist mechanisch kompatibel zu den bestehenden Spaltpolmotoren, arbeitet mit einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 70 % und ermöglicht durch gleiche Einbaumaße einen einfachen 1:1 Austausch. Axiallaufräder mit 154 bis 254 mm Durchmesser können dann genauso auf dem NiQ-Motor montiert werden und stellen somit eine stromsparende Lösung dar.

Zuverlässigkeit: Die Ventilatoren im Blick behalten

Neben einem möglichst geringen Energieverbrauch ist bei Kühlmöbeln im Supermarkt die Zuverlässigkeit ein wichtiges Thema. In der Regel arbeiten in den 1,25 m langen Standardelementen jeweils ein bis zwei Ventilatoren. Fällt ein Ventilator aus, gilt es den Fehler schnell zu lokalisieren und zu beheben, möglichst ohne dass die Kühlkette beeinträchtigt wird und Lebensmittel verderben. Ebenfalls sinnvoll sind vorbeugende Wartungsmaßnahmen bzw. ein Monitoring der Ventilatoren.

Hier hilft die Vernetzung über die serielle Schnittstelle für die Kommunikation über MODBUS-RTU. Dank ihr können zahlreiche Monitoring-, Controlling- und Steuerungsfunktionen in Echtzeit per Fernüberwachung erledigt werden. So lässt sich zum Beispiel die Laufzeit der Motoren für präventive Wartungsmaßnahmen überwachen und im Service-Fall der betroffene Ventilator einfach lokalisieren. Die Vernetzung über das Kommunikationsprotokoll MODBUS-RTU ermöglicht gleichzeitig die schnelle Anpassung an veränderte Betriebsbedingungen, z. B. kann nach Abtauzyklen die Kühltemperatur durch Erhöhen der Ventilatordrehzahl schneller erreicht werden.

Muss es wirklich immer ATEX sein?

Ein weiteres Thema bei Kühlmöbeln ist das verwendete Kältemittel. Moderne Kältemittel müssen risikolos für die Umwelt sein, ein geringes Treibhauspotential haben und dabei mit einer guten Kälteleistung überzeugen. Seit dem 1. Januar 2015 gilt hierfür die Verordnung (EU) 517/2014, die auch als F-Gas-Verordnung bekannt ist. Als umweltfreundliche Alternative zu (teil-) halogenierten Kältemitteln setzen sich daher zunehmend natürliche Kältemittel wie Isobutan, Propan und Propen neben Ammoniak und CO2 durch. Die ungiftigen Kohlenwasserstoffe bilden aber im Störfall leicht explosionsfähige Gemische mit Luft.

Die Motoren und Komplettsysteme von ebm-papst entsprechen standardmäßig der Europäischen Norm EN 60335-2-89 (Haushaltsgerätenorm), um in diesem Bereich eine sichere Kühllösung bieten zu können. Dies reicht für die meisten Kühltheken völlig aus, da ihre Kühlkreisläufe mit den der Norm entsprechenden maximal 150 g Kältemittel auskommen. Hier ATEX-Komponenten einzusetzen macht kommerziell keinen Sinn. Außerdem genügt es nicht, nur einen Motor mit ATEX-Label einzusetzen. Der komplette Ventilator muss entsprechend zugelassen sein und der Betreiber muss einen Ex-Bereich definieren. Besonders letzteres ist in Supermärkten oft schwer zu realisieren.

Die Klinik Skaraborg im schwedischen Skövde bietet Patienten in etwa 30 medizinischen, chirurgischen und psychiatrischen Fachrichtungen Hilfe. Auf 165.000 Quadratmetern, in insgesamt 25 Gebäuden, stehen dafür 673 Betten bereit. Bei der medizinischen Versorgung setzt die Klinik auf moderne Technik, bei der Klimaanlage sah das bislang anders aus. „Das Gebäude wurde Ende der 60er Jahre gebaut, aus dieser Zeit stammte auch die Klimaanlage für zwei Gebäude“, sagt Göran Andersson, Verkaufsleiter bei ebm-papst Schweden. „Betrieben wurde sie von zwei riesigen Axialventilatoren.“ Als einer davon ausfiel, konnte die Anlage nicht mehr genug Luft liefern und das Krankenhaus brauchte Ersatz. Also bat es seinen Dienstleister Bravida um Hilfe, der ebm-papst ins Boot holte.

Mehr Luft, weniger Energieverbrauch

„Es wäre sehr schwierig gewesen, den großen Axialventilator durch einen neuen zu ersetzen“, erklärt Andersson. „Man hätte das Teil nicht durch die Türen in das Gebäude, durch das Treppenhaus und zu dem nur 4,2 Meter breiten Korridor gebracht, in dem die Axialventilatoren installiert waren. Zumal allein der Motor eines solchen Exemplars etwa 100 Kilo wiegt.“ Stattdessen empfahl ebm-papst beide Ventilatoren durch eine Fan-Grid-Wand mit 15 RadiPac EC-Ventilatormodulen zu ersetzen. Ein Vorschlag, den das Krankenhaus gerne annahm. Denn das erleichterte nicht nur den Einbau, sondern brachte auch andere Vorteile: „Die EC-Ventilatoren fördern mehr Luft in das Gebäude“, sagt Andersson.

„Das war nötig, da sich die Funktionen und somit die Anforderungen in den beiden Häusern geändert hatten.“

Gleichzeitig verbrauchen sie wesentlich weniger Energie und sind somit ein wichtiger Baustein, um die Klimaziele der Region Västra Götaland zu erfüllen. Nach ihnen soll das Krankenhaus seinen gesamten Energieverbrauch bis 2030 halbieren. Bei der Klimaanlage ist das bereits gelungen: 350.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr spart die Klinik durch den Retrofit ein. Ein weiterer Vorteil der neuen RadiPac Lösung: Sollte in Zukunft ein Ventilator kaputt gehen, können die anderen Module der FanGrid Wand ihre Luftleistung erhöhen und somit dessen Funktion übernehmen. Ein Ausfall der gesamten Klimaanlage ist somit ausgeschlossen.

Für die Zukunft gerüstet

Die Installation des neuen Systems dauerte nur wenige Tage. Währenddessen konnten die alten Ventilatoren fast die ganze Zeit weiterlaufen, die Klimaanlage stand nur wenige Minuten still. „Es war dem Krankenhausbetreiber sehr wichtig, die Stillstandszeit auf ein Minimum zu reduzieren, so dass der Krankenhausbetrieb normal weiterlaufen konnte“, sagt Andersson. Um die alten Axialventilatoren aus dem Gebäude zu bringen, zerschnitt Bravida sie in zahlreiche Einzelteile.

Mit der neuen Lösung ist das Krankenhaus Skaraborg nun auch bei der Klimatisierung vorne mit dabei – seine FanGrid Lösung war die erste in ganz Schweden. Damit ist die Klinik für die Zukunft flexibel aufgestellt: „Wenn sich die Bedarfe wieder ändern und das Krankenhaus zum Beispiel Spezialabteilungen verlegt, kann es einen Teil der 15 RadiPac in andere Gebäuden bringen und dort nutzen“, sagt Andersson.

„So werden die Patienten überall optimal mit Luft versorgt.“

Klimakomfort in Nutzfahrzeugen ist alles andere als eine Frage der Annehmlichkeit. Sowohl die Kühlung des Motors, des Transportguts als auch die möglichst stress- und ermüdungsfreie Fahrt in Bus und Lkw stellen hohe Ansprüche an die Klimatisierung und damit an die eingesetzten Ventilatoren.

Motorkühlung Ventilatoren für die Motorkühlung schützen Motoren von Hybrid- und Elektrobussen vor Überhitzung und sind in vielen Fällen sogar direkt dem Straßenschmutz ausgesetzt. ebm-papst stellt auf der IAA Nutzfahrzeuge einen Axialventilator vor, der als Neuheit mit zwei Befestigungsvarianten am Wandring ausgeführt werden kann. Dies erlaubt es, den Ventilator entsprechend seiner ausgelegten Förderrichtung einzubauen und damit den optimalen Wirkungsgrad auszunutzen. Egal in welcher Richtung montiert wird, der Wandring hat vier Befestigungspunkte, über die der robuste Ventilator wie gewohnt mit Schrauben befestigt werden kann. So kann ein einmal qualifizierter Ventilator vom Kunden für beide Förderrichtungen eingesetzt werden.

Klimatisierung von Fahrerkabinen  Als Ventilator in Kondensatoren für die Klimatisierung von Fahrerkabinen eignet sich der Axialventilator der Baugröße 250 mit nur 50 mm Höhe. Er wird Anforderungen aus dem Markt nach einer möglichst niedrigen Bauhöhe und geringem Gewicht bestens gerecht. Ein Schutzgitter kann ohne Zunahme der Bauhöhe und ohne zusätzliches Befestigungsmaterial einfach eingerastet werden.

Transportkälte  Auch für den Anwendungsbereich der Transportkälte hat ebm-papst rückwärtsgekrümmte Radialventilatoren für 24 VDC-Spannung im Programm. Diese ermöglichen Höchstleistungen auf kompaktem Einbauraum, sind regelbar und extrem leise. Die Gebläse können über eine lineare Spannung und PWM angesteuert, alternativ ist auch eine Ansteuerung über LIN-Bus realisierbar.

Kein Verschleiß dank bürstenlosem DC-Motor Ventilatoren von ebm-papst für den Einsatz in Nutzfahrzeugen sind mit bürstenlosen DC-Motoren ausgerüstet und arbeiten absolut verschleißfrei. Mit einer Lebensdauer von über 40.000 Stunden sind sie ebenso robust wie wirtschaftlich. Außer mit geringem Gewicht können die Ventilatoren mit einem hohen Wirkungsgrad, einer guten elektromagnetischen Verträglichkeit und geringer Geräuschemission punkten.

Damit Elektronik zuverlässig funktioniert, muss die im Betrieb entstehende Abwärme bestmöglich abgeführt werden. Dazu wird üblicherweise in der Gehäusetür ein Filterlüfter platziert, der kalte Luft gezielt nach innen bläst. Die Luft nimmt die Wärme im Gehäuseinneren auf, steigt hoch und gelangt durch ein Austrittsgitter nach außen oder wird mit einem weiteren Lüfter abgesaugt (Bild 1). Im praktischen Einsatz merkt man aber oft, dass es bei den eingesetzten Filterlüftern Leistungsunterschiede gibt. Insbesondere bei hohem Gegendruck, z. B. durch große Bauteildichte oder zunehmende Verschmutzung der Filtermatten, stoßen die oft verwendeten Axialventilatoren häufig an ihre Grenzen. Der Grund dafür liegt im Funktionsprinzip.

Wenn Axialventilatoren nicht mehr ausreichen

Da bei Axiallüftern der Luftstrom parallel (bzw. axial) zur Drehachse des Laufrads verläuft, liefern sie zwar große Luftmengen, allerdings nur bei niedrigem statischem Druck. Das heißt, sie eignen sich am besten für frei blasende Anwendungen. Außerhalb des passenden Arbeitsbereiches, d. h. bei zunehmendem Druckanstieg über den Sattelpunkt hinaus, steigt bei Axialventilatoren der Geräuschpegel deutlich an, da die Strömung am Laufrad abreißt und Turbulenzen bildet. Gleichzeitig sinkt der Wirkungsgrad des Ventilators. Ein häufiger Grund für einen solchen Druckanstieg ist eine verschmutzte Filtermatte. Verlangen Anwendungen eine größere Druckstabilität, sind deshalb meist Radialventilatoren die richtige Wahl. Hier wird das Lüfterrad in radialer Richtung zur Drehachse durchströmt. Weil die gesamte Strömung das Laufrad am Außendurchmesser verlässt und die dort höhere Umfangsgeschwindigkeit zur Energiezufuhr genutzt wird, erzeugt das Radialrad eine größere Druckerhöhung, die Luftmenge insgesamt ist allerdings niedriger.

Die Vorteile dieser beiden unterschiedlichen Ventilatoren-Konzepte hat der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst in einem neuen Diagonal-Kompaktmodul vereint (Bild 2). Aktuell gibt es das Modul in der Baugröße 200 mit identischen Abmessungen wahlweise mit Antrieben in AC-Technik und auch mit den besonders energieeffizienten GreenTech EC-Motoren. Beide Varianten sind speziell für den Einsatz in Filterlüftern abgestimmt. Weitere Baugrößen befinden sich aktuell in der Planungsphase und werden bei entsprechenden Marktbedarfen umgesetzt.

Axial plus radial ergibt diagonal

Bei Diagonalventilatoren fördert der Ventilatorflügel bei axialer Zuströmung sowohl axial als auch radial. Vorteil einer solchen Anordnung ist ein dem Axialventilator weitgehend entsprechender Luftstrom bei gleichzeitig stärkerem Druckaufbau. Die Kennlinie verläuft steiler und der Sattelpunkt liegt bei einem höheren Gegendruck. Im eingebauten Zustand unter Betriebsbedingungen ergibt sich so eine konstantere Luftleistung über einen weiten Bereich (Bild 3).

Bei Gegendruck bieten die regelbaren, mit GreenTech EC-Motoren ausgestatteten Module einen bis zu 50 % höheren Volumenstrom gegenüber klassischen Axialausführungen (bei gleicher Baugröße und in gleichem Betriebspunkt), weiterhin ein besseres Geräuschverhalten und eine um bis zu 49 % geringere Leistungsaufnahme bei gleichem Volumenstrom, was über die Zeit die Energiekosten für die Schaltschrank- oder Gehäusekühlung deutlich senkt (Bild 4) und den CO2-Ausstoß verringert.

Längere Wartungsintervalle für die Filtermatten und leiser Betrieb

Bei zunehmender Filterverschmutzung bietet das Diagonal-Kompaktmodul die für die Wärmeabfuhr erforderliche Luftleistung. Dadurch ist die Verlustleistung im Schaltschrank minimiert, was die Kühlung erheblich verbessert. Die druckstabile Kennlinie des Diagonal-Kompaktmoduls ermöglicht eine längere Gebrauchsdauer der Filtermatten und verlängert so auch die Wartungsintervalle (Bild 5). Durch die Drehzahlregelung der EC-Motoren über die 1-10 V-Schnittstelle bleibt auch bei Verschmutzung die Luftleistung konstant; die Kühlleistung passt sich dem jeweiligen Bedarf an und Abwärme kann immer in gleichem Maße abtransportiert werden, so dass die Leistungselektronik zuverlässig gekühlt wird. Gleiches gilt auch, wenn die Ansaugtemperatur der Kühlluft durch z. B. Tages- oder Jahres­zeiten schwankt.

Gleichzeitig arbeiten die Diagonal-Kompaktmodule bis zu 7 dB leiser als konventionelle Axiallösungen. Diese Geräuschreduzierung macht sich deutlich bemerkbar, vor allem wenn es viele Schaltschränke oder Elektronikgehäuse zu kühlen gilt. Der mit über 70 % ausgesprochen hohe Wirkungsgrad der EC-Motoren reduziert zudem die Eigen-Abwärme des Ventilators. Und Wärme, die nicht entsteht, muss auch nicht abtransportiert werden. Gerade in Kühlanwendungen ist das ein sehr begrüßenswerter Effekt.

Einfach Umrüsten

Aber auch darüber hinaus haben die Diagonal-Kompaktmodule einiges zu bieten: Sie lassen sich einfach auf dem Filterrahmen montieren und sind mechanisch zum bisherigen Marktstandard leicht austauschbar, weil die Außenabmessungen ähnlich sind wie bei der bekannten Axialausführung.

Außerdem ist der druck- oder saugseitige Einbau möglich. Wer die Filterlüfter unterschiedlich verbaut, muss sich also nicht mehrere Varianten auf Lager legen. Steckverbinder vereinfachen den elektrischen Anschluss. Dabei kann das Diagonal-Kompaktmodul um

4 x 90° gedreht montiert werden, je nach erforderlicher Steckerposition. Optionale Schutzgitter für die druck- oder saugseitige Montage runden die Vorteile des Diagonal-Kompaktmoduls ab. Die Schutzgitter sind nach strömungstechnischen Kriterien optimiert und lassen sich ohne Werkzeug einfach anklipsen. Für Filterlüfter zur Elektronikkühlung steht damit eine montagefreundliche, praxisgerechte und energieeffiziente Kühllösung für Elektronikgehäuse und Schaltschränke zur Verfügung.

Luftreinigungsgeräte basieren üblicherweise auf einem mehrstufigen mechanischen Filter- und Abscheideverfahren. Ventilatoren sorgen dafür, dass die verschmutzte Abluft von metallbearbeitenden Maschinen die unterschiedlichen Filtersysteme passiert (Bild 2). So werden Emissionen wie Öl- und Emulsionsnebel sowie Schwebstoffe sicher entfernt. Gefordert sind hier Ventilatoren, die bei eher niedrigem Volumenstrom einen relativ hohen Druck erzeugen.

Dieser ist nötig, um den Widerstand der Filter zu überwinden. Außerdem sollten sich die Ventilatoren möglichst einfach regeln lassen. Mit ihnen lässt sich das Absaugvolumen an den tatsächlichen Bedarf anpassen und ein energiesparender Teillastbetrieb wird möglich. Im Teillastbetrieb verlängern sich zudem die Standzeiten der Filter. Gleichzeitig bleibt bei entsprechender Regelung der Motordrehzahl auch bei zunehmender Filterverschmutzung das Absaugverhalten konstant. Auch kann man Leistungsreserven für zukünftige Anlagenerweiterungen schaffen, da sich Drehzahl und Luftleistung entsprechend nachregeln lassen.

AC-Motoren stoßen an ihre Grenzen

Als praxisgerechte Ventilatorenantriebe galten bei Luftreinigungsgeräten bisher frequenzumrichtergespeiste AC-Motoren. Mittlerweile hat sich das jedoch geändert, da diese oft nicht mehr den aktuell gültigen Anforderungen der ErP-Richtlinie (Ökodesign-Richtlinie) entsprechen. Als ErP-konforme Alternative bieten sich heute deshalb in vielen Fällen moderne EC-Ventilatoren an (Bild 3). Die von ebm-papst entwickelte, innovative GreenTech EC-Technik beispielsweise kann bei Luftreinigungsgeräten all ihre Stärken ausspielen: Die EC-Motoren sind vom Prinzip her permanentmagneterregte Synchronmotoren. Bei ihnen folgt ein magnetischer Rotor synchron einem Drehfeld, das elektronisch erzeugt wird. Über die Ansteuerelektronik lassen sich beliebige Betriebsdrehzahlen realisieren, auch oberhalb der von der Netzfrequenz vorgegebenen Grenzen von 3.000 U/min für Asynchronmotoren.

Hoher Wirkungsgrad, ruhiger Lauf und Vernetzung

EC-Ventilatoren arbeiten mit wesentlich höheren Wirkungsgraden als Asynchronmotoren. Die optimierte Kommutierung erlaubt einen Teillastbetrieb bis 1:10, ohne dass der Wirkungsgrad sinkt. Der Volumenstrom ist dabei bedarfsgerecht über einen 0-10 V-Linear- oder PWM-Eingang regelbar. Ein PID-Regler ist in der Motorelektronik integriert. Per MODBUS lassen sich zudem mehrere Ventilatoren komfortabel miteinander vernetzen und dann zentral z. B. gekoppelt mit einer Raumluftüberwachung ansteuern. Gleichzeitig lassen sich über den BUS natürlich auch Diagnose- und Warnfunktionen nutzen.

Die hohen Taktfrequenzen sind akustisch nicht wahrnehmbar – folglich sinkt die Geräuschemission. Die „Leiseläufer“ eignen sich dadurch auch für Einsatzbereiche, in denen Lärmschutzbestimmungen zu beachten sind, und der Hersteller kann unter Umständen Dämmmaterial einsparen.

Man kann jedoch noch einen Schritt weiter gehen. Luftbewegung geht stets mit einer gewissen Geräuschentwicklung einher. Kombiniert man nun die EC-Ventilatoren mit einem saugseitig platzierten Vorleitgitter (Bild 4) reduziert sich die Geräuschemission drastisch, Verwirbelungen und störende niederfrequente Töne werden minimiert. Gerade, wo sich Mensch und Technik Räume teilen, kommt es dadurch sonst oft zu Reibungspunkten.

Einfache Installation und Inbetriebnahme

Die Ventilatoren von ebm-papst mit rückwärts gekrümmten, nach strömungs­technischen Kriterien optimierten Aluminium­laufrädern für den Einsatz in Luft­reinigern stehen in den Bau­größen 250 und 310 zur Verfügung (Bild 5). Sie decken mit Antriebs­leistungen zwischen 250 W und bis zu 12 kW ab.

Bei kurzen Lieferzeiten bieten sie flexible Montage­möglichkeiten, denn sie lassen sich mit vertikaler oder horizontaler Motorwelle einbauen. Durch die kompakten Abmessungen eignen sie sich auch für ein Retrofit, z. B. wenn bei Nachrüstungen Energie gespart werden soll oder mehr Luftleistung aus kleinem Bauraum gewünscht ist. Meist sind bei einem solchen nachträglichen Austausch dann, wenn überhaupt, nur geringe Anpassungen notwendig.

Da bei den EC-Ventilatoren Elektronik und Motor eine Einheit bilden, spart der Anwender Einbauraum und die Installation vereinfacht sich. Weil Motor und Elektronik im Motorsystem bereits perfekt aufeinander abgestimmt sind, werden auch zusätzliche elektronische Filter und geschirmte Kabel überflüssig.

Zudem ist ein externer Motorschutzschalter nicht notwendig. Kostenintensive Abstimmungen bei der Inbetriebnahme in den Luftreinigungsgeräten entfallen genauso wie Erdungs- und Schirmungsmaßnahmen. Damit sind die energieeffizienten und ErP-konformen EC-Ventilatoren für zentrale und dezentrale Luftreinigungsgeräte in vielerlei Hinsicht eine lohnende Alternative. 

Eine fundierte Planung und detaillierte Analysen sind für Danielle Owen das A und O ihrer Arbeit und ein wichtiger Erfolgsfaktor für all ihre Projekte. Owen ist Geschäftsführerin für Business Development Engineering beim Energiedienstleister ENGIE Services U.S. (ehemals OpTerra Energy Services). Ihre Projekte bestehen darin, Kunden Möglichkeiten zum Energiesparen beim Betrieb verschiedenster Gebäude aufzuzeigen — sei es bei Klimatisierung, Beleuchtung oder Heizung. Auch ein Projekt mit einem großen Betreiber für Colocation-Rechenzentren begann daher mit einer detaillierten Bestandsanalyse. „Unser Kunde unterhält Rechenzentren an mehr als 40 Orten, verteilt über das gesamte Land“, berichtet Owen.

Von uns wollte er wissen, wo sich welche Maßnahmen am meisten lohnen würden.

Also werteten Owen und ihr Team Stromrechnungen, aktuelle Hard- und Softwarekonfigurationen sowie Verbrauchsdaten aller Rechenzentren aus. Diese Daten stellten sie den Energiepreisen und den Energiesparprogrammen in den verschiedenen Bundesstaaten gegenüber. „Da gibt es große Unterschiede, sodass es wichtig ist, genau zu wissen, welche Zuschüsse es in welchen Staaten für Energiesparprojekte gibt und wie sie zu bekommen sind.“ So identifizierte ENGIE drei Rechenzentren, bei denen sich Umbauten für mehr Energieeffizienz besonders lohnen würden, eines davon im Bundesstaat New Jersey. Dann ging die Arbeit erst richtig los.

Genau geprüft

Vor Ort sammelte ENGIE weitere Daten und nahm die vorhandene Hardware sowie das Steuerungssystem genauer in Augenschein. Auf dieser Grundlage entwickelte das Unternehmen einen Vorschlag, der aus verschiedenen passiven und aktiven Maßnahmen zur Kühlung des Rechenzentrums sowie einem Austausch aller Lampen bestand. Den gesamten Plan hinterlegte ENGIE mit Zahlen zu den voraussichtlichen Einsparungen. „Bei Projekten, in denen wir für unseren Kunden eine Förderung beantragen, ist das besonders wichtig“, erläutert Owen.

Der gesamte Vorschlag inklusive aller Zahlen wird bereits vor dem Projekt von unabhängigen Dritten geprüft. Denn selbst wenn die Förderung genehmigt wurde, wird sie nur ausgezahlt, wenn die Einsparungen später auch tatsächlich erreicht werden.

In unseren Projekten müssen wir alle Maßnahmen mit harten Zahlen hinterlegen, die auch nach dem Projekt auf ihre Richtigkeit geprüft werden.

DANIELLE OWEN, GESCHÄFTSFÜHRERIN FÜR BUSINESS DEVELOPMENT ENGINEERING BEI ENGIE

Als der Kunde und auch die Prüfstelle das Projekt freigegeben hatten, legten die Montageteams von ENGIE los. Dabei setzten sie parallel verschiedene Maßnahmen um. So stellten sie zunächst die Beleuchtung im gesamten Rechenzentrum auf LED-Lampen um. Etwas komplexer wurde es bei der Verbesserung der Luftführung durch das Rechenzentrum. Hier arbeitete ENGIE sowohl mit passiven als auch mit aktiven Maßnahmen.

Zu den passiven Maßnahmen gehörten die Einrichtung von Kühlgängen und die Montage von Blindplatten, die überall dort montiert werden, wo sonst durch nicht komplett gefüllte Serverracks Löcher in den Kühlgängen entstehen würden. Die wichtigste aktive Maßnahme war die Einführung sogenannter aktiver Bodenfliesen. An diesen perforierten Bodenplatten sind Lüftereinschübe mit je vier EC-Ventilatoren montiert, die die kalte Luft aus dem Unterboden gezielt an bestimmten Stellen zu den Serverracks leiten. Insgesamt 324 solcher Elemente installierte ENGIE in dem Rechenzentrum.

Was macht den EC-Trommelläufer aus?

Der EC-Trommelläufer-Ventilator vereint Energieeffizienz und hohe Leistungsdichte mit schnellem Hochlauf. Seine Ansteuerungselektronik ist so optimiert, dass der Ventilator innerhalb kürzester Zeit auf Touren kommt. In nur drei bis vier Sekunden läuft er hoch und erreicht dann Volumenströme von bis zu 3.000 m3/h. Seine Leistungsaufnahme ist um bis zu 30 Prozent geringer als bei vergleichbaren AC-Ventilatoren.

Wo sind solche Ventilatoren gefragt?

Überall dort, wo man Ventilatoren mit schnellem Hochlauf braucht. Das ist vor allem in Personenschleusen vor Reinräumen in der Elektronikfertigung und in Torluftschleiern zum Beispiel im Bereich von Lkw-Verladerampen der Fall. Aber auch zur Kühlung von Leistungselektronik können diese Ventilatoren eingesetzt werden. Üblicherweise arbeiten in diesen Bereichen AC-Ventilatoren, die aber oft den Anforderungen der ErP-Richtlinie nicht mehr genügen.

Welche weiteren Vorteile bietet der EC-Trommelläufer?

Dank der vielen vorwärtsgekrümmten Lamellen des Laufrades ist er leise. Besonders im niederfrequenten Bereich ist sein Geräusch angenehmer als das vergleichbarer Ventilatoren. Außerdem ist er sehr robust und langlebig. Dafür sorgt das Gehäuse aus sendzimirverzinktem Stahlblech. Die am Spiralgehäuse angebaute Steuerelektronik ist gegen Feuchtigkeit und Staub geschützt. Das Elektronikgehäuse ist aus Alu-Druckguss und taucht teilweise in das luftführende Spiralgehäuse des Ventilators ein. Dadurch wird die Elektronik sehr gut gekühlt, was die Leistungsdichte und die Lebensdauer deutlich erhöht.

Ventilatoren für Luftschleusen und Torluftschleier werden oft in Parallelschaltung betrieben. Ist das bei EC-Ventilatoren nicht problematisch?

Bislang konnte das aufgrund störender Oberwellen schwierig sein. Ein Betrieb von parallel arbeitenden EC-Ventilatoren war nur mit Zusatzmaßnahmen wie Entstörfiltern möglich. Nun haben wir mit der integrierten „Leistungsfaktorkorrektur“ eine Lösung entwickelt. Die aktive PFC reduziert die Oberwellen und sorgt dafür, dass die Anforderungen ohne weitere Zusatzmaßnahmen eingehalten werden können.

Wie sieht es mit der Überwachung aus?

Hier bietet unsere Busvernetzung große Vorteile, besonders wenn in Torluftschleiern mehrere Ventilatoren im Einsatz sind. Über den Bus können die Ventilatoren gesteuert und überwacht werden. Zum Beispiel kann der zuständige Betreiber von einem zentralen PC aus auf die Ventilatoren zugreifen und den Betriebszustand überwachen, Fehler erfassen und diagnostizieren und eventuell notwendige Wartungsarbeiten einleiten. Weiterhin steht eine smartphonefähige Überwachungssoftware zur Verfügung, mit der sich die vernetzten Ventilatoren kabellos überwachen lassen.

Um das zu vermeiden, werden häufig Dunkelstrahler eingesetzt, die das Prinzip der Sonne nutzen. Aber auch die hatten bislang Verbesserungspotenzial.

Tor auf, Wärme raus: Würden Logistikzentren, Flughafenhangars oder hohe Fabrikhallen konventionelle Heizungen einsetzen, ginge die Heizwärme jedes Mal verloren, wenn Tore geöffnet werden oder produktionsbedingt Luft in großen Mengen abgesaugt wird. Deswegen kommen hier meist Dunkelstrahler zum Einsatz, die nicht die Luft erwärmen, sondern nach dem Prinzip der Sonne heizen.

Dunkelstrahler sind unter anderem gasbetriebene Heizgeräte, die Wärme durch Infrarotstrahlung abgeben. Sie hängen meist in vier bis zwölf Meter Höhe unter der Decke und erwärmen Gegenstände, Wände, Böden, aber auch Menschen mittels der „Wärmewellen“. Dazu wird ein temperaturbeständiges Rohr auf bis zu 580 Grad erhitzt, ein Reflektor oberhalb des Rohres lenkt die Infrarotstrahlung in Richtung Fußboden und Aufenthaltsbereich der Mitarbeiter.

Konstante Luftzufuhr

Die Firma Schwank, Weltmarktführer für Gas-Infrarotstrahler, erzeugte dafür bis vor Kurzem mit einem Brenner eine Flamme innerhalb eines Stahlrohrs. Um das richtige Verbrennungs-Luft-Gas-Verhältnis zu erzeugen, wird der Flamme über ein Gebläse Luft zugeführt. Die Leistung wurde allein über die Menge des zugegebenen Gases reguliert.

„Ich habe schon häufig mit ebm-papst zusammengearbeitet. Sie waren immer eine Nasenlänge voraus.“

PROF. DR. FRIEDHELM SCHLÖSSER, GESCHÄFTSFÜHRER DER SCHWANK GMBH

„Hält man bei der Modulation die Luftmenge konstant und reduziert nur die Gasmenge, führt das bei niedrigen Leistungsbereichen zwangsläufig zu einer ineffizienten Verbrennung und weniger Leistung“, erklärt Prof. Dr. Friedhelm Schlößer, Geschäftsführer der Schwank GmbH. „Das ist zwar besser, als gar nicht zu modulieren, wird aber den heutigen Anforderungen der EU an die Effizienz von Produkten nicht mehr gerecht.“ Ein Grund, weshalb sich das Unternehmen vor eineinhalb Jahren entschloss, zusammen mit ebm-papst eine bessere Lösung zu erarbeiten.

„Ich habe schon häufig mit ebm-papst zusammengearbeitet“, sagt Schlößer. „Sie waren immer eine Nasenlänge voraus. Beim Dunkelstrahler deltaSchwank setzen wir für kleinere Leistungen auf den Gas-Luft-Verbund NRV 118, für größere Leistungen auf den NRV 137 von ebm-papst. Beide bestehen jeweils aus einer Gasarmatur, einem EC-Gasbrennwertgebläse und einem Gas-Luft-Mischer, dem sogenannten Venturi-Rohr. Damit sind wir der erste Dunkelstrahler-Hersteller weltweit, der EC-Gasbrennwertgebläse verwendet.“

Wirkungsgrade von 95 Prozent

Diese Lösung bringt einige Vorteile. Da das EC-Gebläse stufenlos zwischen drei und 30 Kilowatt modulieren kann, können die Dunkelstrahler ihre Leistung dem tatsächlichen Wärmebedarf der Halle anpassen, ohne dass sich ihre Effizienz durch Luftüberschuss verschlechtert. Die Dunkelstrahler erreichen so beachtliche Wirkungsgrade von bis zu 95 Prozent.

Davon profitiert auch die Umwelt: „Gerade in den Übergangszeiten Herbst und Frühjahr oder in einem milden Winter, wenn nicht 100 Prozent der Leistung gebraucht werden, punkten modulierende Geräte. Durch den Gas-Luft-Verbund können wir nun über alle Leistungsbereiche den besten Wirkungsgrad realisieren. Damit reduziert sich der Gasverbrauch nochmals deutlich.“

„Wir sind der erste Dunkelstrahler-Hersteller weltweit, der EC-Gasbrennwertgebläse verwendet.“

PROF. DR. FRIEDHELM SCHLÖSSER, GESCHÄFTSFÜHRER DER SCHWANK GMB

Durch die sauberere Verbrennung stoßen die Strahler 20 Prozent weniger CO2 und 55 Prozent weniger Stickoxide aus. So übererfüllt Schwank die strengen EU-Richtlinien, wie beispielsweise die Ökodesign-Richtlinie ErP, und kann seinen Kunden ein zukunftsfähiges Produkt bieten. Dank EC-Motor verbrauchen die Strahler zudem bis zu 72 Prozent weniger Strom.

Alles aus einer Hand

Bislang kaufte Schwank jede Komponente von einem anderen Hersteller, jetzt beziehen sie den gesamten Gas-Luft-Verbund von ebm-papst. „Das gibt uns mehr Zeit, uns um das Heizungssystem zu kümmern“, sagt Schlößer. „Und natürlich auch, um an weiteren Neuheiten zu arbeiten.“

„Baden-Württemberg. Where ideas work.“ So steht es auf der Kaffeetasse mit Landeswappen, aus der Peter Herrmann gerade einen Schluck nimmt. Er sitzt in seinem Büro. Neben dem Schreibtisch mit der Baden-Württemberg-Flagge steht ein Kinderbett für Tage, an denen der Nachwuchs mit zur Arbeit kommt. Schnell wird deutlich: Hier ist ein schwäbisches Familienunternehmen am Start. „Wir sind eigentlich ein klassischer Systemdienstleister für große Medizin­technik­unter­nehmen“, sagt der Bemotec-Juniorchef dann auch mit schwäbischem Akzent. Sein Vater Siegfried Herrmann hat das Unternehmen in der Garage gegründet und auf heute 60 Mitarbeiter ausgebaut. So weit eine ziemlich klassische Geschichte, wie sie zahlreiche Mittelständler erzählen können. Doch Peter Hermann hat noch eine besondere Story in petto. Er hat ein Start-up gegründet, um ein eigenes Produkt auf den Markt zu bringen: einen Rollator mit Elektroantrieb, den „beactive +e“.

Tüftel-Leidenschaft

Eigentlich beginnt die Geschichte auf dem Golfplatz. „Als begeisterter Golfspieler besitzt mein Vater einen Trolley mit Elektromotor“, erzählt Peter Herrmann. „Auf der Heimfahrt vom Golfen überlegte er, dass so ein Antrieb auch an einem Rollator möglich sein müsste. Die Mobilität von Senioren beschäftigte ihn schon länger.“ Der Tüftler in Siegfried Herrmann war geweckt. Zu Hause musste darum sein geliebter Trolley daran glauben. „Den haben wir auseinandergebaut, im lokalen Sanitätshaus einen klassischen AOK-Porsche geholt, die Rädle wegmontiert und die Steuerung des Trolleys drangebaut“, erinnert sich sein Sohn und muss lachen. Schnell war klar: Die Idee ist gut, die Umsetzung aber nicht ganz so einfach. Die Rohrkonstruktion des Standardrollators erwies sich als zu instabil und die Bedienung für ältere Menschen als zu kompliziert.

Durchdachte Details

Eine zufällige Begegnung rettete das Projekt: Auf den Innovationstagen der örtlichen Industrie- und Handelskammer traf Peter Herrmann auf die Tricon Design AG. Das Unternehmen ist auf Transportation Design spezialisiert und gestaltete unter anderem die U-Bahnen in Hamburg und Schanghai. „Mir war gleich klar: Mit denen müssen wir sprechen!“ Damit nahm der E-Rollator so richtig Fahrt auf. Gemeinsam mit den Experten erarbeitete Bemotec eine Design-Studie. Antrieb, Ergonomie und Bedienaspekte standen dabei besonders im Fokus.

„Ich dachte mir, ein Antrieb wie bei meinem Golftrolley müsste auch an einem Rollator möglich sein.“ SIEGFRIED HERRMANN, BEMOTEC

Für das Team war das weitestgehend Neuland. „Bei unseren Kundenaufträgen steigen wir erst zu einem späteren Punkt ein und müssen uns mit grundsätzlichen Fragen nicht beschäftigen“, erklärt Peter Herrmann. Drei oder vier Räder? Wie machen wir den Rollator stabil? Wie muss der perfekte Griff aussehen? Auf diese Fragen suchten die Entwickler Antworten. Das Ergebnis: vier Räder, ein stabiler Rahmen aus rechteckigen Rohren und ein ergonomischer Griff.

Zwischen 3.000 und 3.500 Euro kostet der „beactive +e“, 20 Kilo bringt er auf die Waage — und sieht ziemlich futuristisch aus, wenn er leise schnurrend ins Zimmer rollt. „Er soll aber nicht wie ein Technikwunder daherkommen, denn ältere Menschen lassen sich davon schnell abschrecken“, merkt der Juniorchef an. Darum steckt die Technik komplett unter der Haube.

Starke Stütze für die Therapie

Die Stabilität des Rahmens ist für Herrmanns größte Kundengruppe besonders wichtig: „Wir sind momentan zu 80 Prozent in der Therapie unterwegs“, erklärt er. „Schlaganfall-, Multiple-Sklerose- oder Parkinson-Patienten leiden häufig unter Gleichgewichtsstörungen und die Betroffenen haben einen unsicheren Gang. Da ist ein Leichtgewicht-Rollator genau das Falsche.“

Beim Antrieb entschied sich das Bemotec-Team für einen EC-Motor von ebm-papst ZEITLAUF mit Winkelgetriebe. Das passten die Spezialisten auf die individuellen Anforderungen der Reutlinger an. Denen lag ein optimaler Leichtlauf besonders am Herzen. „Patienten oder Rentner müssen den Rollator ja auch ohne Motorunterstützung fahren können. Mit dem angepassten Winkelgetriebe geht das problemlos. Man hört ganz leise, dass es mitläuft, spürt es aber nicht“, erklärt der Juniorchef. „Aufgrund der Reichweite war auch die Energieeffizienz entscheidend.“

Der Akku hat eine Laufzeit von bis zu zehn Stunden. Einen kompletten Therapietag hält der Rollator also ohne Stromtanken zuverlässig durch. Dank seinem kompakten Design ließ sich der Motor außerdem einfach in das Gestell des Rollators integrieren, ohne den Bewegungsfreiraum des Anwenders einzuschränken. Die einzelnen Komponenten wählten Herrmann und seine Entwickler aus dem ebm-papst Baukasten aus. Für sie war das eine einfache und komfortable Lösung...

Sie wollen mehr über den Rollator mit Elektroantrieb erfahren? Dann besuchen Sie unser Online-Kundenmagazin "mag".

ebm-papst Zeitlauf ist bereits seit vielen Jahren für seine Kompetenz im Bereich der Getriebetechnik, insbesondere im Bereich der Planetengetriebe (Performax-und Noiseless-Baureihe) bekannt. Diese zeichnen sich durch ihre extreme Leistungsstärke und eine exzellente Laufruhe aus. Im Bereich der industriellen Antriebstechnik entwickeln sich die Marktanforderungen im Bereich der Technik aktuell in zwei Richtungen. Einerseits soll die Funktionalität der Antriebseinheiten erweitert werden, um die Projektierung und Realisierung der Kundenapplikation zu beschleunigen. Andererseits soll die Abgabeleistung aus bestehendem Bauraum insbesondere im dynamischen Bereich weiter erhöht werden. Um letzteres realisieren zu können, muss die geforderte höhere Leistung in jedem einzelnen Modul einer Antriebseinheit (Getriebe, Motor, Elektronik) signifikant steigen.

Anforderungen an Robustheit und Überlastfähigkeit

Für die elektronisch kommutierten Innenläufermotoren (ECI) bedeutet dies, dass höhere Anlaufdrehmomente bei gleichzeitig verminderten Rotorträgheitsmomenten gefordert werden, um das dynamische Verhalten deutlich zu verbessern. Speziell für das Getriebe stellt dies eine große Herausforderung dar. Um der höheren Leistung und der mechanischen Robustheit gerecht zu werden, legen die Getriebespezialisten hohen Wert auf die optimale Auslegung der Verzahnung und Lagerung der Abtriebswelle sowie die Wahl der eingesetzten Werkstoffe. Mit der neuen Getriebebaureihe Optimax stellt sich ebm-papst genau diesen Anforderungen an Robustheit und Überlastfähigkeit. Als erste Baugröße wird das Getriebe Optimax 63 mit einem Kantenmaß von 63 mm verfügbar sein. Die langjährige Erfahrung in der Auslegung von Verzahnungen für Planentengetriebe zahlte sich hier aus. Es kommt dabei nicht nur auf die Größe der Zähne (den „Modul“) oder die Wahl der Zähnezahlverhältnisse, sondern entscheidend auf die Gestaltung des Wälzverhaltens der Räder im Getriebe an. Auf Grund der möglichen Freiheitsgrade bei der Auslegung einer Verzahnung steht dem Entwickler hier eine quasi unbegrenzte Anzahl möglicher Lösungsansätze zur Verfügung. Die Kunst liegt darin, aus all diesen Möglichkeiten das perfekte „Setting“ zu finden. Im Falle des Optimax standen die Forderungen, hohe Dauer­drehmomente zu übertragen, wie auch kurzzeitig Stoßbelastungen ertragen zu können, im Fokus. Zudem galt es, die Optimax-Baureihe ganzheitlich zu betrachten und diese hinsichtlich Bauteil-Mehrfachverwendungen und einer strategisch günstigen Untersetzungsreihe intelligent aufzubauen.

Vier statt drei Planetenräder

Um möglichst große Leistungen übertragen zu können, werden in den Optimax-Getrieben Zahnräder mit sehr großer Radbreite verbaut. Somit wird, trotz hoher Drehmomente, die Flächenpressung und damit der Verschleiß an den Zahnflanken minimiert, wodurch wiederum eine lange Lebensdauer erreicht wird. Eine weitere Besonderheit beim Optimax-Getriebe stellen die vier anstelle der üblichen drei in einer Getriebestufe verbauten Planetenräder dar. Durch die Kraftverteilung auf vier Planeten kann noch einmal rund 30 % mehr Drehmoment übertragen werden.

Bauraum in den Ecken nutzen

Die Leistungsfähigkeit eines Getriebes (also die Höhe des übertragbaren Momentes) wird immer an dessen Baugröße/Platzbedarf gemessen. Auch hierauf wurde bei der Entwicklung des Optimax-Getriebes geachtet: Im annähernd quadratischen Querschnitt wird das Kantenmaß 63 mm bestmöglich durch eine große Hohlradverzahnung ausgenutzt. Für die Verschraubung der Getriebeteile wird der Bauraum im Bereich der „Ecken“ genutzt. Die Getriebeabtriebswelle ist zweifach kugelgelagert – mit besonders großen Kugellagern für Radiallasten von bis zu 500 N (bei einer Lebensdauer von 20.000 Stunden). Die beiden Flansche greifen formschlüssig in die Verzahnung des Hohlrades ein und gewährleisten damit sowohl die Ausrichtung der Bauteile zueinander, als auch die Drehmomentabstützung unter den Gehäusekomponenten (Zwischenflansch – Hohlrad – Gehäuseflansch). Die Funktion der verwendeten Axialschrauben reduziert sich auf die Verspannung der Gehäuseteile gegeneinander. In der Optimax-Getriebebaureihe sind nahezu alle Einzelteile für einen formfallenden Herstellprozess ausgelegt. Durch den intelligenten Einsatz von Sinter-, Zink- Druckguss- und Kunststoff-Spritzgusstechnik können alle Bauteile kostenoptimal mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt werden: Geräuschdämpfende Planeten­räder aus Kunststoff für die erste Getriebestufe, alternativ hochfeste Planetenräder aus Sinterstahl für den Einsatz im Überlastbereich, ein robustes, abriebfestes Hohlrad aus gehärtetem Sinterstahl und komplexe Flansch- bzw. Gehäusegeometrien mit hoher Maßhaltigkeit aus Zink-Druckguss.

Vom Standard abweichende Untersetzungen möglich

Durch diesen Einsatz von formfallenden Teilen und einer über viele Jahre optimierten Fertigungstechnik können die Getriebe sowohl bei kleineren Stückzahlen, als auch bei größeren Serien zu wettbewerbsfähigen Preisen angeboten werden. Die verwendeten Materialien und die eingesetzten Schmiermittel ermöglichen den Betrieb in einem weiten Temperaturbereich (-20 bis +90 °C). Die Standardausführung bietet die Schutzart IP 50, höhere Schutzarten bis IP 65 sind konstruktiv realisiert und können durch Zusatzmaßnahmen einfach erreicht werden. Trotz hohem Anteil an formfallenden Teilen behält man sich ein großes Maß an Flexibilität bei: Durch den Einsatz von spanend hergestellten Planeten- und Sonnenrädern sind vom Standard abweichende Untersetzungen möglich. Desweiteren sind an die Kundenschnittstelle angepasste Abtriebswellen realisierbar.

Beschleunigungs- und Bremsmomente reduzieren Zykluszeiten

Dank der Robustheit und Überlastfähigkeit des Optimax-Getriebes sind hohe Beschleunigungs- und Bremsmomente realisierbar, die eine entscheidende Reduzierung von Zykluszeiten in den Kundenapplikationen ermöglichen. Die Standard-Untersetzungsreihe des Optimax reicht im einstufigen Bereich von 3:1 über 5:1 (Vorzugstyp) bis hin zu 9:1. Die zweistufige Ausführung ist mit Untersetzungen 15:1, 25:1 (Vorzugstyp) sowie 45:1 erhältlich. Die Getriebe der Baureihe Optimax 63 können mit den leistungsstarken und überlastfähigen Motoren der Baureihe ECI 63 und ECI 80 kombiniert werden (Bild 4). Diese Antriebslösungen zeichnen sich durch eine hohe Überlastfähigkeit und hohe Abgabeleistungen aus. Eine Antriebseinheit bestehend aus Motor ECI 63 K4 und Getriebe Optimax 63 dürfte in puncto Funktionalität, Kompaktheit, Überlastfähigkeit und Effizienz keine Kundenwünsche offenlassen. Interessenten können die Dokumentation der neuen Antriebslösungen (technische Daten, Zeichnungen, 3D-Modelle) im ebm-papst Zeitlauf Online-Portal einsehen und bei Bedarf ausdrucken bzw. herunter­laden. Selbstverständlich sind die Optimax-63-Vorzugstypen künftig im Online-Portal enthalten und damit innerhalb von 48 h nach Eingang der Bestellung versandfertig. 

Moderne Gebäude benötigen immer weniger Heizenergie, die Heizung kann daher für einen effizienteren Betrieb je nach Gebäudegröße und Dämmung kleiner ausgelegt werden als bisher.

Ändern sich die Außentemperaturen oder muss zusätzlich Brauchwasser aufgeheizt werden, ist jedoch vorübergehend eine höhere Leistung gefordert. Gasheizungen bieten hier eine schnelle Energiezufuhr bei geringer Umweltbelastung. Um für alle denkbaren Szenarien immer eine optimale Verbrennung mit besten Verbrauchs- und Schadstoffwerten sicherzustellen, ist ein Gasgebläse mit einem möglichst breiten Leistungsbereich die beste Voraussetzung dafür. Durch die Leistungsmodulation kann einerseits der Boilerhersteller mit nur einem Modell eine große Anwendungsbandbreite abdecken. Der Endanwender andererseits hat einen höheren Komfort durch die Ab­deckung hoher Leistungsanforderungen mit einem in Summe effizienteren Gerät, das durch den hohen Modulationsgrad geringere Aufheiz- und Abkühlverluste aufweist. Beides spart Zeit wie Geld und reduziert den CO2-Fußabdruck bei der Gebäudeheizung.

Heizungen müssen sich heute dem vorhandenen Platzangebot im Gebäude unterordnen. Gerade im kleineren Leistungsbereich sind die Endanwender nicht mehr bereit, einen ganzen Raum nur für die Heizung zu opfern. Dem tragen die Hersteller von Brennwertthermen und Gaskesseln Rechnung – ihre Modelle bieten hohen Komfort bei minimalen Abmessungen und sind dabei umweltschonend. Einen Nachteil einer solchen individuellen Vielfalt stellte bisher die Anforderung an das Gasgebläse dar. Entweder setzten die Hersteller auf eine breite Palette von Gebläsen, die jeweils zu den Thermenkonzepten passten, oder man verzichtete auf die letzte Optimierung der Therme, um mit nur einem oder zwei Gasgebläsen die gewünschte Bandbreite der Heizleistung  abdecken zu können. Mit einem Gasgebläse, das sich jetzt einfacher an die unterschiedlichsten Einbauszenarien und Heizleistungen anpassen lässt, ersparen sich die Thermenhersteller einiges an Aufwand.

Variable, kompakte Bauform

Erdgas als umweltfreundliche Brennstoffvariante ohne Platzbedarf für den Brennstoffvorrat ist weltweit sehr gefragt. Zur Anpassung an die heute vielfältigen Anforderungen moderner Gebäude bietet ebm-papst Landshut nun ein völlig neu entwickeltes Premix-Gasgebläse für Gasthermen an. Das VG 100 Gebläse ist das erste einer neuen Gebläsebaureihe, die eine Leistungsbandbreite von 1,5 kW bis 150 kW abdecken wird. Es arbeitet mit einer Modulation von mehr als 1:10 im Bereich von 3 bis 50 kW und bietet gegenüber dem Vorgängermodell weitere Vorteile wie z.B. den rund 5 % höheren Wirkungsgrad, die es für den Einsatz in der modernen, effizienten Wärmeerzeugung prädestinieren. Im neuen Gebläse ist das Seitenteil aus Blech ausgeführt anstelle des üblichen Aludruckgusses. Die neue Lösung erlaubt eine optimale, kundenspezifische Steckerpositionierung. Dabei sind Venturieinheit und Seitenteil getrennt, sodass sich kundenspezifische Lösungen wie gehabt leicht auf der Gehäuseseite realisieren lassen. Zusätzlich wurde die Aerodynamik verbessert, sodass das Gebläse nun deutlich kompakter baut. Dies verbessert die Integrationsmöglichkeiten in den Gasthermen deutlich. Damit erreicht das Gebläse trotz kleinerer Abmessungen eine höhere Förderleistung als sein Vorgängermodell.

Kleiner, leistungsfähiger Motor

Parallel dazu wurde für die Gebläseplattform ein neuer Motor entwickelt. Ziel war die Verbesserung des Wirkungsgrades bei gleichzeitiger Reduzierung des Materialaufwandes. Der Motor mit wartungsfreien Kugellagern bietet eine dem höheren Leistungsbereich angepasste Mehrleistung für die Luftförderung und das bei kleineren Abmessungen. Dazu tragen u.a. ein geändertes Magnetmaterial und eine verbesserte Statorgeometrie bei. Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt war die Geräuschoptimierung. Neben der Reduzier­ung des Luftschalls lag besonderes Augenmerk auf der Reduktion der Vibrationen (Körperschall), dabei wurden modernste Entwicklungstools eingesetzt.

Die Schwingungsentkopplung konnte so optimiert und schwingungstechnisch verbessert werden. Als Ergebnis liegt die Schallleistung deutlich unter dem Wert des Vorgängergebläses (Bild 4). Das führt zu noch höherer Akzeptanz einer Gasbrennwertheizung beim Endverbraucher.

Die Elektronik wurde grundlegend überarbeitet und ist über optionale Busschnittstellen leicht in digitale Systeme einzubinden. So können Betriebszustände wie Leistung, Servicezustand, Temperaturen, Betriebsspannung und andere in den Steuerungen der Gebläse gespeicherten Daten abgerufen werden, was ein vorbeugende Wartung oder Fehler(fern)diagnose bzw. Einbindung in die Thermensteuerung ermöglicht. Dabei kommt die neue Ausführung mit deutlich weniger (Platinen-)Material aus. Durch den Einsatz des bereits in anderen Produkten bewährten Kühlkonzeptes liegt die Elektronik zudem im Kühlluftstrom, was deren Lebensdauer und Zuverlässigkeit erhöht. Alle Antriebskomponenten sind von einer fest mit dem Gehäuse verbundenen Motorschutzkappe umschlossen. Die stabile Ausführ­ung der Motorabdeckung sorgt durch deren Entkoppelung vom Motor für niedrige Geräuschwerte und widersteht dem oftmals robusten Handling im weiteren Montageprozess.

Fazit

Als erster Vertreter einer neuen Generation von effizienten Gasgebläsen bietet das VG 100 mit seiner hohen Modulationsrate bei gleichzeitig extrem kompakten Abmessungen eine Reduzierung der Varianz bei Gasgebläsen. Mit einem deutlich verbesserten Wirkungsgrad und einer reduzierten Geräuschemission ist das Gasgebläse die Antwort auf die modernen Anforderungen des Gas-Brennwerttechnik-Marktes im Leistungsbereich bis 50 kW.

Herzhafte Grillwürste, knusprige Pommes oder ein Nudelgericht vom Thailänder. In der Mittagspause oder für den Hunger zwischendurch sind diese Leckereien willkommene Sattmacher. Doch was den einen schmeckt, stinkt den Nachbarn solcher Lokalitäten gewaltig: ständiger Brat- und Frittiergeruch in der Wohnung. Gut, wenn es in solchen Fällen Unternehmen wie oxytec gibt.

DIE REINIGUNGSEXPERTEN

Die oxytec GmbH bietet verschiedene Lösungen für die Luft- und Wasseraufbereitung an, die in vielen Bereichen eingesetzt sind: vom privaten Wohnraum, über Industrie- und Gewerbeanwendungen bis hin zu Kreuzfahrtschiffen. Rund 30 Mitarbeiter beschäftigt das Unternehmen aus Hamburg.

„Seit 2004 bieten wir Lösungen für die Luftaufbereitung in unterschiedlichen Anwendungen. Unsere Geräte befreien die Abluft von lästigen Gerüchen sowohl in Großunternehmen, Kantinen aber auch in privaten Küchen“, sagt Geschäftsführerin Anja Toussaint. Was dem Markt bisher allerdings fehlte, war eine Geräteklasse für kleinere Gastronomiebetriebe oder mobile Imbissbuden.

Wir haben diese Lücke erkannt und ein kompaktes Luftreinigungsgerät entwickelt, das pro Stunde 600 Kubikmeter Abluft reinigen kann

ANJA TOUSSAINT, GESCHÄFTSFÜHRERIN OXYTEC

In vier Stufen zu sauberer Luft

Das Reinigungsgerät sitzt wie eine normale Abzugshaube direkt über der Kochstelle und nutzt die sogenannte Plasmatechnologie, auf die oxytec schon seit vielen Jahren setzt. „Diese Technologie basiert auf einem physikalischen Prinzip und kommt ganz ohne Chemie aus“, erklärt Toussaint. Dabei durchläuft die Abluft vier Stufen: In der Vorabscheidung werden durch einen Gestrickfilter zunächst grobe Verschmutzungen wie Fettpartikel herausgefiltert. Nach dieser ersten Reinigung bricht ein Elektrostatfilter die Geruchsmoleküle mittels elektrischer Spannung auf.

Danach kommt es zu einem Reaktions- und Oxidationsprozess durch das Nieder-Temperatur-Plasma (NTP) . In diesem Teilchengemisch werden die aufgebrochenen Geruchsmoleküle weitestgehend neutralisiert. Verbindungen, die in dieser Phase keine Reaktion eingegangen sind, hält in der vierten Stufe ein Aktivkohlefilter (Speicherreaktor) zurück. Bei der Luft, die das Gerät anschließend verlässt, muss niemand mehr die Nase rümpfen. Die einzigen Abfallstoffe, die bei diesem Prozess entstehen, sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.

Passgenaue Luftleistung

Neben diesem ausgeklügelten Filterkonzept ist der Ventilator eine zentrale Komponente des Reinigungsgeräts. Er muss die Luft ansaugen und die Druckverluste über alle vier Filterstufen ausgleichen. Groß darf er dabei nicht sein: Der Ventilator muss in das vorgegebene Konstruktionsdesign passen. Zudem war oxytec eine hohe Schutzklasse wichtig, da in Küchen die Wärme- und Feuchtigkeitsentwicklung hoch ist.

Wir haben verschiedene Ventilatoren getestet, am Ende hat der EC-Radialventilator von ebm-papst am besten zu unseren Anforderungen gepasst – und besonders energieeffizient ist er auch.

ANJA TOUSSAINT, GESCHÄFTSFÜHRERIN OXYTEC

"Wir haben verschiedene Ventilatoren getestet, am Ende hat der EC-Radialventilator von ebm-papst am besten zu unseren Anforderungen gepasst – und besonders energieeffizient ist er auch“, so Toussaint. Davon profitieren vor allem kleine Unternehmen wie Imbiss-Lokale, für die niedrige Energiekosten enorm wichtig sind. Der neue CAP 600 hilft jedoch nicht nur bestehenden Imbiss-Lokalen sondern eröffnet auch Chancen: „Es kommen jetzt auch Standorte in Frage, an denen wegen der Geruchsentwicklung vorher nicht gekocht werden durfte“, sagt Toussaint.

Herr Bjørklund, Sie sind Schornsteinfeger und gleichzeitig Erfinder. Wie kam es dazu?

Schornsteinfeger bin ich schon seit 41 Jahren. In dieser Zeit bin ich auf mehr als 120.000 Dächer gestiegen. Diese Zahl allein hat aber eigentlich nichts weiter zu bedeuten. Viele Erfahrungen habe ich gemacht, weil ich neugierig bin: Ich habe jeden Tag mit meinen Kunden gesprochen, genau hingesehen und viele Fragen gestellt. So kenne ich die Sorgen und Probleme. In Dänemark gibt es besonders viele niedrige Dächer. Wenn der Rauch aus dem Schornstein nicht nach oben abzieht, ist das extrem störend. Außerdem lässt sich ohne vernünftigen Abzug der Ofen schlechter anzünden und wenn er dann doch mal brennt, entwickeln sich Ruß und Rauch — eine Belästigung für den Hausbesitzer drinnen und den Nachbarn nebenan. Also hatte ich vor fünf Jahren die Idee, einen speziellen Rauchsauger für den Schornstein zu entwickeln.

Was genau ist das, ein Rauchsauger?

Morten Bjørklund hat als Schornsteinfeger jeden Tag mit seinen Kunden gesprochen, genau hingesehen und viele Fragen gestellt. Jetzt ist er Erfinder. (Foto | Bent Grønlund)

Der BlueChimney ist ein Aufsatz, der auf jeden Schornstein gesetzt werden kann. Er saugt mithilfe eines Lüfters den Rauch aus dem Kaminofen, mischt ihn mit der Außenluft, um ihn zu kühlen und zu verdünnen, und stößt den Rauch dann kraftvoll wieder aus. So bleibt der Rauchabzug frei, die Rauch- und Rußentwicklung vergleichsweise gering und die Nachbarschaft wird nicht vom Rauch gestört. Auch die Emission von Feinstaubpartikeln wird durch den Blue Chimney reduziert. Das ist eine Lösung, die sehr gefragt ist: Im letzten Winter haben wir in Dänemark schon 1.000 Sauger verkauft.

Was ist denn so besonders an der Erfindung?

Der BlueChimney ist sehr benutzerfreundlich. Weil er mit Niedrigstrom läuft, kann jeder ihn problemlos selbst montieren. Außerdem lässt sich der optimale Zug des Schornsteins mit einer kleinen Fernbedienung bequem vom Sessel aus kontrollieren. So ist es möglich, das Feuer klein und die Flamme ruhig zu halten. Auf diese Weise können bis zu 20 Prozent Holz gespart werden. Hinzu kommt, dass der Rauchsauger durch seinen kleinen EC-Motor wenig Energie verbraucht, auch weil er über einen intelligenten Motor verfügt, der sich automatisch abschaltet, wann immer es sich anbietet.

So funktioniert der Blue Chimney:

Der Aufsatz des Rauchsaugers passt auf jeden Schornstein. Der Lüfter zieht seitlich Luft an und ein patentiertes doppeltes Kühlsystem sorgt dafür, dass der Motor im Gehäuse weitestgehend kühl bleibt. Dadurch kann der BlueChimney hohen Temperaturen standhalten und hat eine lange Lebenserwartung. Der Rauch wird zudem zehn- bis 25-mal verdünnt, bevor er kraftvoll aus dem Schornstein ausgestoßen wird. Üblicherweise kommen iQ-Motoren in der Kältetechnik zum Einsatz.

Motor: iQ2 3620 Spannung: 24 VDC Gewicht: 6,8 kg

Wie sind Sie bei der Umsetzung Ihrer Idee vorgegangen?

Zu Beginn einer Erfindung gibt es viele Dinge, von denen man selbst überhaupt nichts versteht. Das macht aber nichts, solange es gelingt, zu jedem Thema einen Profi zu finden, den man fragen kann. ebm-papst in Dänemark war so jemand für mich. Die Leute konnten mir mit ihrem reichen Erfahrungsschatz in Sachen Lüfter und Motoren weiterhelfen. Ich habe mich regelmäßig mit ihnen getroffen. Das war die Voraussetzung, um zusammen einen geeigneten Motor zu entwickeln. Eine wirkliche Herausforderung war es, gemeinsam ein Material zu finden, das den hohen Temperaturen des Rauchs — bis 700° Celsius — standhält. Der Motor, der Ventilator, seine Elektronik und die Programmierung sind die wichtigsten Bausteine des BlueChimney. Die gute Partnerschaft hat die Entwicklung der Erfindung deutlich weitergebracht und besteht bis heute.

Arbeiten Sie ansonsten allein?

Nein, nicht mehr. Vor dreieinhalb Jahren habe ich mir den perfekten Partner gesucht: Pauli Joensen. Er war zuvor Geschäftsführer einer großen Firma und kennt sich mit dem aus, was ich nicht kann: dem Geschäftlichen. Zusammen haben wir unsere Firma BlueChimney aufgebaut. Heute haben wir vier Mitarbeiter und uns wird nicht langweilig. Ich selbst gehe mittlerweile leider gar nicht mehr aufs Dach. Das vermisse ich schon sehr. Aber wir arbeiten gerade an einer neuen spannenden Idee. Worum es da genau geht, kann ich noch nicht verraten. Aber auf das nächste Jahr darf man schon gespannt sein!

Wie wird sich der BlueChimney weiterentwickeln?

In Schweden, Norwegen und Deutschland starten wir unseren Verkauf zur nächsten Saison. Zwar gibt es in Deutschland im Gegensatz zu Dänemark oft zweistöckige Häuser und noch dazu strengere Gesetze zur Zulassung von Feuerstellen, die Nachfrage nach sauberer Luft ist trotzdem hoch. Wir konzentrieren uns in der nächsten Zeit auf den gesamten Norden Europas. Seit etwa einem Jahr haben wir eine neue Partnerschaft mit einer dänischen Firma, die Kamine herstellt. Dadurch können Kunden unser Produkt jetzt sogar in sämtlichen europäischen Baumärkten kaufen. Unser Plan ist, innerhalb der nächsten vier Jahre bis zu zehntausend Rauchsauger in Europa zu verkaufen. Unsere Zielgruppe ist eigentlich überall, wo es im Winter kalt wird und die Menschen mit Holz oder Pellets heizen. Auch in Amerika — dort war ich neulich im Urlaub — gibt es meiner Meinung nach einen Markt für den BlueChimney. Ein Patent für die USA und Kanada habe ich mir bei der Gelegenheit gesichert.

Trägt der BlueChimney dazu bei, dass sich die Nachbarn besser vertragen?

Anhand der Bestellungen können wir leider nicht nachvollziehen, ob der Kunde den Rauchsauger für sich selbst oder seinen Nachbarn kauft. Aber bei einem Gewinnspiel, das wir zu Weihnachten gemacht haben, hat die Gewinnerin ihren BlueChimney an den Nachbarn verschenkt. Als wir davon hörten, haben wir ihr einen weiteren zu einem Sonderpreis angeboten. Darüber haben sich alle gefreut. Es wäre eine schöne Idee, über eine „Liebe-deinen-Nachbarn“-Aktion nachzudenken.

Mmh, das riecht aber lecker! Der Duft von frisch gebratenem Fleisch erfüllt den Raum und lässt dem Kunden das Wasser im Mund zusammenlaufen. Nur rund zwei Minuten muss er sich gedulden, bis sich auf dem Steak eine appetitlich braune Kruste gebildet hat, die den saftigen rosa Kern umschließt. Zusehen kann der wartende Genießer dabei allerdings nicht, auch wenn sich der Grillvorgang praktisch direkt vor seinen Augen abspielt. Er sitzt auch nicht in einem Steakhaus. Das perfekt zubereitete Steak gibt es in seinem Tankstellen-Shop.

Oje, denkt jetzt aufgeschreckt der echte Fleischliebhaber, das kann unmöglich gut sein! Ist es aber: Das vom Gastronomie-Experten Aichinger hergestellte Grillsystem Roll’n’Grill — kurz ROG — überzeugte und begeisterte im Frühjahr dieses Jahres das Fachpublikum der EuroShop in Düsseldorf ebenso wie das der Internorga in Hamburg.

„Wir haben erwartet, dass das Produkt gut ankommen würde, aber mit einem solch großen Interesse haben wir nicht gerechnet“, erzählt Sebastian Holzberger, Marketingleiter der Aichinger GmbH. Über 1.000 Anfragen werden derzeit im Verkauf in Wendelstein bearbeitet. „Und da sprechen wir nicht von Einzelbestellungen“, betont Holzberger. „Neben Bäckereien und Metzgereien möchten ganze Burger- und Supermarktketten und eben auch Tankstellen unseren Grill haben.“

Ein heißer Durchlauf

Die Idee des Walzengrills ist nicht ganz neu. Schon vor 20 Jahren baute die Firma Palux ein entsprechendes Gerät, entwickelt von Peter Gutekunst. Das Gerät wurde unter dem Namen Rotimat mehrere Jahre erfolgreich vermarktet, bevor die Produktion vor circa 20 Jahren aufgrund zurückgehender Nachfrage eingestellt wurde. „Die Idee war gut, aber wahrscheinlich war einfach die Zeit noch nicht reif“, vermutet Holzberger.

So funktioniert der Roll’N’Grill:

2015 holten die Konstrukteure der Aichinger GmbH das Konzept wieder aus der Schublade und machten sich an die Arbeit. Das Herzstück des Roll ’n’ Grill sind drei rotierende, horizontal angeordnete und gleichmäßig beheizte Bratflächen aus Edelstahl, das Grillgut durchläuft diese rotierenden Bratflächen und fällt nach dem Grillvorgang servierfertig auf einen Auffangrost. Die Rollen sind umgeben von einem kompakten Gehäuse mit einer obenliegenden Öffnung, in die der Bediener Fleisch, aber auch Fisch, Meeresfrüchte, Gemüse oder Tiefkühlburgerpattys einlegt.

Anschließend stellt er am Bedienpanel die Durchlaufgeschwindigkeit ein und kann nach wenigen Sekunden alles fertig gegrillt der Auffangschale am unteren Ende des Gerätes entnehmen. „Das ist selbst für ungeübte Kräfte ein Kinderspiel und entscheidend für den Erfolg des ROG, denn die Gastronomie sucht händeringend nach einfachen, intuitiv zu bedienenden Geräten, für die kein Fachpersonal nötig ist“, erklärt Sebastian Holzberger. Bis zu 80 Portionen pro Stunde schafft der kompakte ROG und das zuverlässig in stets gleichbleibend hoher Qualität.

Die Entdeckung der Langsamkeit

Dreh- und Angelpunkt der ROG-Technik sind der Motor und das Getriebe, die die Rollen in Bewegung setzen. „Schon im Ursprungsmodell kam ein Getriebe von ZEITLAUF und ein Motor von ebm-papst zum Einsatz. Klar, dass diese Firmen, die heute zusammengehören, unsere erste Anlaufstelle waren“, so Holzberger.

Für die Experten von ebm-papst stand schnell fest, dass der vorgesehene Spaltpolmotor den Anforderungen nicht mehr gerecht wird. „Aufgrund der Einbausituation, der geforderten Laufruhe und der niedrigen Antriebsdrehzahl kam nur ein kompaktes Stirnradgetriebe infrage“, erklärt Hans-Georg Konnerth, Market Manager Industrial Drive Technology bei ebm-papst ZEITLAUF. „Damit lässt sich eine sehr hohe Untersetzung realisieren, die einen Drehzahlbereich von zwei bis drei Umdrehungen pro Minute am Getriebeabtrieb ermöglicht.“ Die Wahl der Experten fiel auf das Stirnradgetriebe Flatline 85 mit einer Untersetzung von 1.028 : 1.

„Gewünscht waren unter anderem unterschiedliche Drehzahlen — eine für den Grill- und eine für den Reinigungsmodus“

MATTHIAS BRAUN, EBM-PAPST VERTRIEB IN LANDSHUT

Motorseitig kommt der EC-Motor BG 4310 zum Einsatz. „Gewünscht waren unter anderem unterschiedliche Drehzahlen — eine für den Grill- und eine für den Reinigungsmodus“, so Matthias Braun vom ebm-papst Vertrieb in Landshut. Der mit Netzspannung betriebene EC-Motor lässt sich hervorragend regeln, ist energieeffizient und liefert die passende Steuerungselektronik. Die ist aufgrund der Hitzeentwicklung im Grill abgesetzt — also nicht direkt am Motor angebracht — und durch Kabel mit ihm verbunden. Zwei kleine Lüfter, die ebm-papst in St. Georgen beisteuerte, sorgen zusätzlich für Kühlung. Der in Landshut produzierte Motor wird in Lauf mit dem Stirnradgetriebe zusammengeführt und als geprüfte Getriebemotoren­einheit inklusive Elektronikbox an den Kunden ausgeliefert.

Darüber, dass der neue Grill so hervorragend funktioniert, freut sich Sebastian Holzberger, der bei der Beschreibung des Geschmacks des Grillguts geradezu ins Schwärmen kommt. Eine Erfahrung, die Hans-Georg Konnerth und Matthias Braun erst noch machen müssen, denn in den Genuss eines Steaks aus dem ROG sind sie bisher nicht gekommen. Aber das kann sich ja bald ändern. „Wir planen, die ersten Geräte im Oktober auszuliefern“, verspricht Sebastian Holzberger, und dann duftet es häufiger ganz unverhofft nach Gegrilltem.

In den meisten Fällen punkten deshalb Lampen und Leuchten mit langlebigen LED-Modulen in unterschiedlichen Leistungsklassen. Deren hohe Leuchtdichte erlaubt eine gezielte Lichtführung bei insgesamt niedrigem Stromverbrauch. Wie bei jedem Halbleiter muss jedoch die Abwärme effizient abgeführt werden, denn diese führt trotz hohem Wirkungsgrad auf der kleinen LED-Chipfläche schnell zu schädlich hohen Temperaturen. Moderne Kühllösungen mit aktiver Belüftung durch spezielle LED-Kühlmodule als Ersatz für passive Kühlkörper erlauben nun eine gezielte Wärmeabfuhr bei geringeren Abmessungen und weniger Materialeinsatz als bisher.

ebm-papst hat speziell für die marktüblichen Bauformen der neuen, leistungsstarken LEDs eine Serie aktiver Kompaktkühlung entwickelt.

So können einerseits völlig neue Designvarianten realisiert und andererseits die Wartung auch komplexer Beleuchtungsanlagen, z. B. in Museen, Theatern, Kultstätten, Lagerhallen, Straßenlampen oder Stadien, auf ein Minimum reduziert werden. Die Aktivkühlung öffnet damit neue Horizonte für die effiziente LED-Lichttechnik.

Die Wahl der richtigen Leuchtmittel

Das richtige Licht bestimmt maßgeblich, wie wir die Welt wahrnehmen. Nicht umsonst gibt es den Beruf des Beleuchters, der Dinge „ins richtige Licht setzt“. Doch bei der Wahl der richtigen Leuchtmittel wird es auch für Fachleute oft schwierig. Idealerweise ist ein Leuchtmittel universell einsetzbar, benötigt dabei wenig Platz und Strom. CoB-Leuchten (Chip on Board) erfüllen eine ganze Palette der einschlägigen Forderungen. Ihr Halbleiterchip muss aber gezielt gekühlt werden, um Lebensdauer und Farbtreue zu erhalten. ebm-papst hat daher speziell für die marktüblichen Bauformen der neuen, leistungsstarken LEDs eine Serie aktiver Kompaktkühlung entwickelt, die den Anforderungen der CoBs entspricht. Sie spart Platz und erlaubt völlig neue Beleuchtungsmöglichkeiten.

LED-Leuchtmittel – kompakt und effizient?

Geht man bei CoB-Leuchtmitteln ins Detail, so ergeben sich schnell Probleme. Als Halbleiter darf ein LED-Chip nur bis zu einer vorgegebenen Sperrschicht-Temperatur betrieben werden. Steigt die Temperatur darüber, macht LED in kürzester Zeit Probleme. Dazu gehört zum Beispiel die Verschlechterung des CRI (color rendering index = Farbwiedergabeindex), der Effizienz und vor allem einer Verkürzung der Lebensdauer.

Doch auch schon bei niedrigeren Temperaturen altert das Material schnell, die Leuchtdichte und Effizienz sinken, das Farbspektrum verschiebt sich – kurz, die nutzbare Lebensdauer sinkt. Trotz hohem Wirkungsgrad sind die Abwärme der LED-Flächen und die hohe Leistungsdichte der LED Lichtquelle beachtlich. Diese Wärmemenge muss gezielt abgeführt werden, entweder durch konventionelle (oft überdimensionale) passive Kühlung oder über gezielte aktive Wärmeabfuhr (vgl. Kasten).

Grundsätzlich ist dabei Folgendes zu berücksichtigen: Energie (Wärme) fließt immer von heiß nach kalt. Bei Kühllösungen zählt der Gesamtwärmewiderstand, also die Summe der einzelnen Wärmeübergänge. Hier zeigt sich dann schon ein wesentlicher Unterschied zwischen passivem und aktivem Kühlkonzept: Der „Kühlungsweg“ LED-Chip – Träger – Kühlkörper – Luft ist zwar immer gleich, der Materialeinsatz für die gleiche Entwärmeleistung variiert jedoch stark. Denn je mehr Material benötigt wird, desto größer ist der benötigte Kühlkörper.

Kleinere LEDs bei gleicher Leistung und passiver Kühlung ergeben noch keine kleineren Leuchten, denn sie benötigen große Kühlkörper, da der Wärmeübergang zur Luft der begrenzende Faktor für den Wärmetransfer ist. Passiv gekühlte LEDs benötigen daher einen hohen Materialeinsatz und sind also meist weder kompakt noch umweltschonend. Hier können Aktiv-Kühlkonzepte gleich mit mehreren Vorteilen aufwarten.

Zukunftssichere Aktivkühlung

Da der Wärmeübergang vom Kühlkörper zu Luft der Hauptwiderstand bei der Energieabfuhr ist, kann man hier auch die größten Kühlreserven freisetzen. Wesentliches Merkmal der aktiven Kühlung ist die gezielte Luftzuführung zum Kühlkörper. Am Kühlkörper wird dafür eine erzwungene Konvektion oder genauer gesagt eine turbulente Strömung erzeugt, die den Wärmeübergang von der thermischen Masse des Kühlkörpers selbst zum Luftreservoir, welches den Leuchtkörper umgibt, erheblich verbessert.

In der Regel arbeitet ein System wie folgt: Die kleine, hoch belastete LED wird mit Wärmeleitpaste an einen Kühlkörper befestigt. Dieser ist wegen der wesentlich geringeren thermischen Beständigkeit, die eine größere Wärmeübertragung von der LED in den Leuchtkörper ermöglicht, vier- bis sechsmal kleiner und trägt den Lüfter, der für kalte Frischluft sorgt. Die Spezialisten für Elektronikkühlung aus St. Georgen haben jetzt Kühlkörper und Lüfter zu einem Kompaktmodul für gängige LED-Kühllösung vereint, was die Montage erleichtert. Die kleinere Bauform spart neben Material auch Gewicht, und der gezielte Luftstrom sorgt zusätzlich noch dafür, dass Ablagerungen wie Staub, die den Wärmeübergang verschlechtern können, erst gar nicht anhaften.

Den gesamten Text können Sie in unserem online Kundenmagazin lesen.

Bisher werden vielfach einzelne große Heizkraftwerke außerhalb dicht bebauter Gebiete genutzt, um Heißwasser per Fernwärmeversorgung zum Verbraucher zu bringen. Bei steigenden Energiepreisen und Umweltstandards ist diese Methode angesichts der Wärmeverluste zumindest für Neubauten nicht immer die optimale Lösung. Stattdessen geht der Trend hin zu umweltfreundlichen Gas-Heizzentralen vor Ort. Ein entscheidender Vorteil ist dabei, dass auch über weite Entfernungen der Energieverlust, der bei Fernwärme trotz Isolierung der Rohre über lange Strecken zwangsläufig auftritt, damit der Vergangenheit angehört.

Der zweite Pluspunkt dieser Vorgehensweise sind Einsparungen bei der In­­frastruktur. Eine einfache Gasleitung kann ein Vielfaches an Energie gegenüber einer viel größeren Fernwärmeverrohrung mit isolierter Vor- und Rücklaufleitung bewältigen. Zudem ist leicht einzusehen, dass eine isolierte Rohrleitung beim Bau und später im Betrieb mit Wartung und Instandhaltung deutlich teurer ist als eine nahezu wartungsfreie Erdgasleitung.

Trend zur Nahbereichsversorgung

Der Trend von herkömmlicher Fernwärmetechnik hin zur Nahbereichsversorgung wird dabei noch von weiteren Faktoren begünstigt. Aus ökologischer Sicht ist die Stoffbilanz sowohl beim Bau als auch beim Betrieb der Heizung mit Erdgas deutlich besser als beispielsweise Fernwärmekonzepte. Vor allem der Kohlendioxidausstoß ist heute für die Bewertung maßgeblich. Erdgas ist der fossile Energieträger mit dem kleinsten CO2-Fußabdruck und schont daher das Klima.

Hinzu kommt: je weniger zusätzliche Rohre verlegt werden müssen, umso schneller lassen sich Projekte umsetzen. Bei großen Gebäuden wie Hochhäusern kann man mit der Wärmezentrale vor Ort so deutlich Kosten einsparen und die Umweltbelastung reduzieren. Selbst bei der Versorgung von Wohngebieten kann durch eine Nahwärmeversorgung die Umweltbilanz deutlich verbessert werden. Bei der Erschließung neuer Gebiete lässt sich außerdem das Nahverteilernetz schnell und plangemäß im neuen Baugrund verlegen, ohne zu sehr auf bestehende Infrastruktur Rücksicht nehmen zu müssen.

Variable Leistung verbessert Betriebsbilanz

In modernen Gebäuden sind heute ungefähr 2 MW Leistung nötig, um Häuser mit 50 Etagen oder Siedlungen mit ca. 100 Einfamilienhäusern mit Heiz- und Brauchwasser zu versorgen. Eine moderne Gas-Feuerungstechnik in Premixtechnologie punktet dabei durch ihre homogene Gemischaufbereitung mit niedrigeren Verbrennungstemperaturen und vollständiger Brennstoffausnutzung. So werden nur sehr geringe Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden ausgestoßen. Eine gleitende Wärmebereitstellung durch modulierenden Brennerbetrieb erhöht zudem den Wirkungsgrad der Gesamtanlage. Gerade bei stark wachsenden Boomstädten ist daher die moderne Erdgas-Nahwärmeversorgung eine echte Alternative zur Fernwärme in punkto Ökobilanz, Wirtschaftlichkeit und schnellem Baufortschritt.

Installationsaufwand senken

Bild 3: Das neue Premix-Gebläse G3G 315 von ebm-papst Landshut bietet modulierbare Wärmeleistung von 250 bis zu 2.000 kW.

Bisher gab es jedoch einen Nachteil: für größere, per Einzelkessel benötigte Wärmelasten über 1 MW waren keine geeigneten, hocheffizienten und gleichzeitig über einen breiten Bereich modulierbare Gasgebläse am Markt verfügbar. Um diese Leistungen zu erreichen, mussten vor Ort mehrere in Kaskade betriebene Kessel installiert werden. Neben zusätzlichem Installationsaufwand bedeutete das auch erhöhte Wartungskosten. Mit dem neuen Premix-Gebläse G3G 315 von ebm-papst steht für die Wärmeversorgung größerer Einheiten nun ein breit modulierendes Gasgebläse zur Verfügung, das für Heizleistungen von bis zu 2 MW eingesetzt werden kann.

Selbstverständlich können damit ausgestattete 2 MW-Boiler für noch höhere Wärmelasten auch in Kaskade betrieben werden. Dies ermöglicht z. B. die Nahwärmeversorgung von deutlich größeren Hochhauskomplexen, wie sie speziell im asiatischen Raum immer häufiger gebaut werden. So reduzieren sich die Investitionen und laufenden Betriebskosten der Wärmeversorgung mittels Erdgas deutlich.

Gutes verbessert und angepasst

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Das neue Gasgebläse baut auf der langjährigen Erfahrung der Gebläsespezialisten aus Landshut auf. Es eignet sich für Gas-Brennwertgeräte und kann daneben auch andere Einsatzbereiche mit hohem Luftbedarf wie z. B. in der Filtrations- oder Prozesslufttechnik abdecken. Bei der Entwicklung konnten die Spezialisten auf bewährte Motorenkomponenten aus ihrem Gebläse-Portfolio zurückgreifen und sie den speziellen Anforderungen im Heizungsbereich anpassen. Die Aerodynamik des Laufrades und die Motorcharakteristik ließen sich so optimal aufeinander abstimmen.

Eine neue Motor-/Elektronik-Konfiguration erlaubt nun Drehzahlen bis zu 6.000 U/min, zusammen mit dem effizienten Laufrad und der optimierten Luftführung des Ventilators ergibt sich ein breiter Modulationsbereich des Gebläses von bis zu 1:8. Damit deckt das Gebläse als erster Vertreter seiner Klasse einen Wärmebereich von 250 bis 2.000 kW in einer Einheit ab. Das reicht aus, um auch einem stark schwankenden Wärmebedarf wirtschaftlich folgen zu können. Für noch größere Heizleistungen sind weitere Gasgebläsebrenner in der Entwicklung und werden demnächst die Leistungsgrenze der modulierenden Gas-Premix-Kessel weiter nach oben verschieben.

Neben der Effizienz der Verbrennung war auch die leichte Einbindung in moderne Steuerungssysteme ein Entwicklungsziel. Eine standardisierte Schnittstelle in der Motoransteuerung erlaubt daher die Übertragung aller wichtigen Daten, z. B. über PWM- oder 0-10 V-Signal bzw. MODBUS-RTU. Mit 380 bis 480 VAC und 50/60 Hz Drehstrom fördert der G3G 315 bis zu 4.300 m³/h (im Freistrahlbetrieb) und baut einen maximalen Gegendruck von 6.200 Pa (bei Volldrosselung) auf. Die Fördermitteltemperatur darf dabei bis zu 50 °C betragen, die max. zulässige Motorumgebungstemperatur liegt bei 60 °C. Die Leistungsaufnahme des GreenTech EC-Motors beträgt bis zu 6 kW. Gehäuse und Lüfterrad des 530 x 550 x 365 mm (L x B x T) messenden Gebläses sind aus Aluminium gefertigt. Eine robuste Abdeckhaube schützt Motor und Elektronik.

Im Fritz-Felsenstein-Haus in Augsburg werden rund 300 Kinder und Erwachsene mit körperlichen Beeinträchtigungen auf ganz unterschiedliche Art und Weise gefördert. Ziel des interdisziplinären Angebots ist es, dem Einzelnen ein selbstbestimmtes Leben zu ermöglichen. Einen wichtigen Platz nimmt dabei die Musiktherapie ein. Sie hilft den Teilnehmern sich auszudrücken und regt Lernprozesse an.

Dabei erklingt seit Kurzem ein einzigartiges Instrument in den Räumen des Fritz-Felsenstein-Hauses: eine elektronisch gesteuerte Panflöte, die auch von Menschen mit körperlicher Beeinträchtigung gespielt werden kann. Entwickelt wurde das „Peter Panflöte“ getaufte Instrument als studentisches Projekt vom Mechatronik-Nachwuchs der Hochschule Augsburg. Den Part, den normalerweise eine geschürzte Lippe übernimmt, besorgt hier ein Lüfter von ebm-papst. 

Die wichtigsten Fakten zum Projekt

Steuerung

Die Klienten des Fritz-Felsenstein-Hauses haben ganz verschiedene Bewegungseinschränkungen. Deshalb ist die Steuerung von „Peter Panflöte“ variabel gehalten. Per USB können Joystick, Tracking-Ball oder eine Maus ganz unkompliziert angeschlossen werden. Die Eingaben werden direkt an Schlitten und Gebläse übertragen, um Bewegung beziehungsweise Luftstrom zu steuern.

Bewegung

Um dem „echten“ Flötenspielen möglichst nahe zu kommen, entschieden sich die Studenten dagegen, jedes Röhrchen der Panflöte über eine eigene Düse anzusteuern. Stattdessen bewegt sich die Panflöte auf einem Schlitten entlang der künstlichen Lippen von „Peter Panflöte“. Der Spieler kann so den Ton beliebig modulieren.

Tonerzeugung

Die Studenten beschäftigten sich mit verschiedenen Möglichkeiten, Töne zu erzeugen. Letztlich kamen sie zum Schluss, dass mit einem Gebläse das authentischste Ergebnis zu erzielen sei. Neben dem benötigten Druck (circa 30 Millibar) war vor allem eine geringe Lautstärke des Gebläses ein wichtiges Auswahlkriterium. Das Radialgebläse CPAP von ebm-papst, ursprünglich für Beatmungsgeräte entwickelt, erfüllte beide Anforderungen.

Anton van den Broek hatte den Einfall für den kleinen Helfer bereits vor sieben Jahren. „In meiner Nachbarschaft leben viele Menschen in alten, sehr schlecht isolierten Häusern“, erzählt er. „Diese Leute haben nicht viel Geld, müssen aber viel für Energie zahlen. Ich wollte ihnen helfen, diese Kosten zu senken, indem ich ihren Energieverbrauch reduziere.“ Seine Idee: Ein Heizungslüfter, bestehend aus drei Ventilatoren, der unter dem Heizkörper montiert wird und von dort die Wärme aus der Heizung schnell und gleichmäßig im Raum verteilt. Doch die Realisierung seiner Idee scheiterte erst mal am Geld.

Vor zweieinhalb Jahren erzählte er am Mittagstisch seinem Kollegen Pieter van der Ploeg, Geschäftsführer der Firma „GO!“, die Wohnhäuser energieeffizienter macht, von seiner Idee. Van der Ploeg war gleich überzeugt: „Ich beschloss, die Idee aufzugreifen und zu realisieren.“ Gemeinsam mit den beiden Ingenieuren Arnold Halbertsma und Henk de Groot machte er sich an die Arbeit und entwickelte den Heizungslüfter SpeedComfort. Jeden Dienstagnachmittag kamen die drei zusammen, um an dem Produkt zu tüfteln.

Europäisch und umweltfreundlich produzieren

Die Wahl des Herstellers für das Herzstück der Anwendung, die drei Ventilatoren, fiel dabei sofort auf ebm-papst. Die beiden Ingenieure hatten lange in der Lufttechnik gearbeitet und kannten den Ventilatorenspezialisten gut. Zudem wollte das Start-up europäisch und umweltfreundlich produzieren.

Das Produkt der Wahl war ein DC-Axialventilator. „Beim Kühlen eines Raumes braucht man viel Luftstrom, doch wenn man die Luft in einem Raum nur besser verteilen will, möchte man dabei keinen Wind spüren“, erklärt van der Ploeg. Um die Drehzahl möglichst niedrig zu halten, legte ebm-papst in St. Georgen daher die Wicklung neu aus. Außerdem baute das Team die Ventilatoren, die normalerweise in der LED-Kühlung zum Einsatz kommen und ein rundes Gehäuse haben, für die Anwendung in ein rechteckiges Gehäuse ein.

Alles ging dabei sehr schnell: Im Frühling 2015 waren van der Ploeg und die beiden Ingenieure noch an der Planung, im Juli begann die Umsetzung mit ebm-papst, im November bekam der Prototyp des Heizungslüfters SpeedComfort bereits den Preis für die grünste Idee Hollands verliehen. Das setzte die Unternehmen unter Zugzwang. „Wir starteten den Verkauf im Webshop bereits im Dezember — zwei Monate früher, als ursprünglich geplant“, sagt van der Ploeg. „Das war zwar stressig, aber auch ein Zeichen dafür, dass der Markt auf ein Produkt wie dieses gewartet hatte.“ Im Januar 2016 lief dann die Serienproduktion an.

Einfache Installation

Ein Schlüssel zum Erfolg ist sicher die einfache Installation des Produkts. Mithilfe von vier Magneten kann es jeder einfach unter dem Heizkörper festklicken und an den Strom anschließen. Der Heizungs­lüfter hat einen eingebauten Temperatursensor und beginnt zu laufen, sobald die Heizung 35 Grad warm ist. Die drei Ventilatoren beschleunigen die herausströmende warme Luft und verteilen sie gleichmäßig im Raum. Das ist kaum zu hören und erhöht den Komfort in der Wohnung. Der SpeedComfort selbst verbraucht Energie für weniger als 16 Cent pro Jahr.

Läufer aus insgesamt 16 Nationen waren bei dem von ebm-papst und dem Polizeisportverein Hohenlohe organisierten Event im Kochertal mit dabei. 

Als erster Läufer überquerte Florian Röser die Ziellinie in Niedernhall. Zum dritten Mal trat der Konstanzer über die zehn Kilometer an. 31:03 Minuten war er dabei unterwegs. Der Zweitplatzierte Jacob Heink brauchte rund zwei Minuten länger. Die Kurzstrecke gingen auch Sonja Huber aus Jagstberg und Cornelia Schmitt aus Seidelklingen an. Sie waren zwei Läuferinnen der von ebm-papst initiierten Laufgruppe 0-10-21. Knapp 60 Teilnehmer wurden dabei von Stephan Vuckovic, Olympia-Silbermedaillen-Gewinner im Triathlon, seit Mai trainiert und auf den Lauf vorbereitet.

„Es war toll. Ich bin begeistert, dass ich es geschafft habe“, sagte Sonja Huber. Zusammen mit Cornelia Schmitt hatte sie im Februar mit dem Laufen begonnen und sich später der Gruppe angeschlossen. „Das hat viel gebracht. Es war eine zusätzliche Motivation“, so Huber. „Wir sind schneller gelaufen als gedacht“, stimmte Schmitt ihr zu: „Die vielen Läufer ziehen einen mit.“ Rund eine Stunde brauchten sie.

Vuckovic hatte sich auch mit auf die Strecke begeben, es aber langsam angehen lassen. „Zunächst war ich hinten mit dabei“, sagte er. Er arbeitete sich dann immer weiter nach vorne, um den Mitgliedern der Laufgruppe Tipps zu geben. „Ich persönlich kann nur ein positives Fazit ziehen“, sagte er. „Alle sind angekommen. Ich habe die Gesichter im Ziel und auf der Strecke gesehen. Dafür macht man das doch.“ So schaffte Carmen Ehrler aus Westernhausen unter seiner Anleitung ihren ersten Halbmarathon: „Es war super. Bekannte oder Trommler an der Strecke haben einen noch zusätzlich angespornt“, findet die 27-Jährige und merkt an: „Es wäre cool, wenn es eine solche Aktion wieder gibt.“ Etwas mehr als zwei Stunden war sie auf den 21 Kilometern unterwegs.

Da war Bettina Englisch (TSG Heilbronn) bereits im Ziel. Sie gewann zum vierten Mal in Folge. 1:20:57 Stunden war die Siegerzeit. „Nachdem ich auf allen Plakaten war, wollte ich dieses Jahr schon wieder dabei sein und gewinnen“, sagte sie. „Ich wurde von vielen Läufern auch auf der Strecke darauf angesprochen.“ Mit Michael Chalupsky (TSG Heidelberg) benötigte der schnellste Mann auf der Halbmarathon-Strecke 1:13:49 Stunden.

Schnellster Marathonmann war Martin Schwab (Rothenburg ob der Tauber) in 2:47:41 Stunden. „Die Strecke hier ist schon anspruchsvoller geworden. Dafür aber abwechslungsreicher“, fand Schwab. „Die 400 Höhenmeter muss man erst einmal bewältigen. Das schlägt sich schon in der Zeit nieder. Aber die Aussicht in den Weinbergen entschädigt dafür.“ Als schnellste Frau überquerte Sandra Gruidl (Sterzach) in 3:40:42 Stunden die Ziellinie.

Wie seit einigen Jahren üblich, wurde auch die 22. Auflage des ebm-papst Marathons bereits am Samstag von den Nordic Walkern eingeläutet. Die größte Gruppe unter den 356 Teilnehmern bildeten Tanjas Stars mit 51 Walkern. Als Erster kam Peter Wunder ins Ziel: „Ich bin mindestens zum achten Mal dabei“, sagte er. „Es war ein prima Lauf. Nicht mehr so steil und nicht mehr so heiß wie im vergangenen Jahr.“ Wie in jedem Jahr war es schon beim Auftakt ein internationales Feld. Aus Deutschland, Frankreich, Italien, Schweden, Tschechien, Ungarn und Finnland kamen die Walker.

Jukka Blafield reiste beispielsweise extra aus Helsinki an: „Ich bin schon zum siebten Mal dabei. Die Strecke war nicht so leicht, aber sehr angenehm. Nicht zu viel Sonne, kaum Regen und kein Wind.“ Aus Stockholm ist Klas Alner angereist: „Es ist ein schönes Event“, findet er. Beim Nordic Walking war er allerdings nur als Zuschauer mit dabei. Er ging am Sonntag über die zehn Kilometer auf die Strecke. Den Abschluss am Nachmittag bildeten dann die Handbiker und Inline-Skater.

Auf dem Marathongelände war das ganze Wochenende über für die rund 10.000 Zuschauer einiges an Rahmenprogramm geboten, vom Streckenrand jubelten sie zahlreich den Teilnehmern des ebm-papst Marathons zu. „Es ist schön zu sehen, wie die Veranstaltung angenommen wird“, sagte Hauke Hannig, Pressesprecher von ebm-papst. „Wir freuen uns, dass die Zuschauer- und Teilnehmerzahl über die letzten Jahre so konstant geblieben ist.“

Ist der Ventilator überdimensioniert, verbraucht er unnötig viel Energie. Der FanScout von ebm-papst unterstützt Planer und Anwender dabei, den passenden Ventilator für ihre individuelle Anwendung zu finden.

In Rechenzentren kann eine falsche Ventilatorenauswahl teuer zu Buche schlagen. Denn dort macht die Kühlung rund 37 Prozent der Energiekosten aus. Die optimale Auslegung von parallelbetriebenen Ventilatoren, sogenannten FanGrids, ist daher ein Muss. Der Parallelbetrieb mehrerer kleiner Ventilatoren gegenüber großen Einzelventilatoren hat in der Raumlufttechnik enorme Vorteile. Die gleichmäßigere Durchströmung der Wärmeübertrager oder Filter führt zu einer besseren Wärmeübertragungsleistung sowie zu einer effizienteren Filterung der Luft. Außerdem ist der Platzbedarf mehrerer kleiner Ventilatoren deutlich geringer und das senkt die Kosten der Anlage.

Echte Messwerte als Basis

Um negative Auswirkungen durch unpassende Produkte zu verhindern, bietet ebm-papst eine zuverlässige Software zur Ventilatorauswahl an: den ebm-papst FanScout. Er unterstützt Planer und Hersteller in der Klima- und Lüftungstechnik dabei, in wenigen Schritten das optimale Produkt für jede individuelle Anwendung zu finden. Die Software berücksichtigt bis zu fünf verschiedene Betriebspunkte und arbeitet mit echten Messwerten. Die Abweichung der berechneten Betriebsdaten zu real gemessenen Daten sind so gering, dass der TÜV SÜD der Software die höchste Genauigkeitsklasse bestätigt. Die Anwender bekommen so absolut zuverlässige und vor allem genaueste Daten. Dabei wird nicht die Leistung der einzelnen Ventilator-Komponenten gemessen, sondern der Ventilator als ganzheitliches System bestehend aus Ventilatorlaufrad, EC-Antriebsmotor und integrierter Steuerelektronik, getreu dem Prinzip „Wire-to-Air“ (vom elektrischen Anschluss bis zur verfügbaren Luftleistung).

Passgenaue Auswahl

Wie einfach sich mit dem FanScout beispielsweise ein FanGrid auslegen lässt, zeigt ein exemplarischer Auswahlprozess. Nach einem ersten Fachgespräch übernimmt ebm-papst zunächst die Vorauswahl der in Frage kommenden Ventilatoren und erstellt eine sogenannte FanScout Kollektion. Zusammen mit der eigentlichen Software kann der Anwender bereits Ventilatoren auswählen. Es besteht nun die Möglichkeit bis zu fünf verschiedene Betriebspunkte einzugeben. Mit den jeweiligen Betriebszeiten in diesen Betriebspunkten über das Jahr gesehen, ergibt sich das Nutzungsprofil, das dann als Basis für die Berechnung verwendet wird. Mit diesem Verfahren wird der Jahresenergieverbrauch und somit die zu erwartenden Betriebskosten zuverlässig dargestellt. Dies ist deutlich genauer als das heute übliche Verfahren, anhand des nur selten erreichten Maximalbetriebspunkts die Berechnung vorzunehmen.

Redundanz für mehr Betriebssicherheit

Damit die Bereitstellung der benötigten Luftmenge im Gebäude jederzeit gegeben ist, kann das FanGrid oft redundant ausgelegt werden. Dieser Parameter gibt an, wie viele Ventilatoren abgeschaltet werden können, ohne dass der geforderte Volumenstrom unterschritten wird. Dabei gilt es zwei wichtige Punkte zu berücksichtigen. Zum einen muss die Reserve der verbleibenden Ventilatoren so groß bemessen sein, dass die fehlende Luftmenge der außer Betrieb befindlichen Ventilatoren kompensiert werden kann. Zum anderen muss auch die Luftmenge kompensiert werden können, welche durch die stehenden Ventilatoren zurückströmt. Man unterscheidet dabei die Variante mit vorhandener Rückströmklappe, also keine Rückströmung, und ohne Rückströmklappe. Auch dies wird im FanScout abgebildet.

Zudem lassen sich auch die Einbauräume festlegen, die für die Montage zur Verfügung stehen. Diese Option ist besonders dann hilfreich, wenn der zur Verfügung stehende Einbauraum für die Ventilatoren sehr beengt ist. Denn diese Funktion berücksichtigt Druckverluste die entstehen, wenn Ventilatoren zu nah an Wände oder andere Ventilatoren angebaut werden. Optional können im Anschluss der gewünschte Ventilatortyp, sowie die Anzahl der insgesamt zu verbauenden Ventilatoren eingegrenzt werden.

Ausführliche Infos zu möglichen Optionen

Auf Grundlage der eingegebenen Parameter berechnet der FanScout verschiedene mögliche FanGrid-Kombinationen und sortiert diese nach ihrer Energieeffizienz.. Neben dem Energieverbrauch gibt die Ergebnistabelle Auskunft über den empfohlenen Ventilatortyp, die Anzahl der parallel arbeitenden Ventilatoren und den Drehzahlfaktor. Dieser gibt an, wie weit die Betriebsdrehzahl der ausgewählten Ventilatoren von der Nenndrehzahl der Ventilatoren abweicht und ist somit ein Maß für die „Reserven“ der Auswahl.

Für jede Ventilatorkombination werden die Luftleistung, die Aufnahmeleistung und der Wirkungsgrad grafisch als Kennfeld dargestellt. In den Kennfeldern sind zudem die vorgegebenen Betriebspunkte eingetragen und ihre anteilige Betriebsdauer wird über die Größe der Punkte visualisiert. Auch Informationen über das Geräusch bietet der FanScout für die möglichen Ventilatorkombinationen. So zeigt er für jeden Betriebspunkt die Schallleistung eines Ventilators – wahlweise saug- oder druckseitig – an. Dieses Feature ist dann besonders nützlich, wenn ein FanGrid in geräuschsensiblen Bereichen wie Büros oder Wohngebieten eingesetzt werden soll.

Lebenszykluskosten im Blick

Um die Bewertung der verschiedenen Optionen für den Anwender noch aussagekräftiger zu machen, bietet der FanScout zusätzlich die Möglichkeit, die Lebenszykluskosten der in Frage kommenden Kombination zu ermitteln.

Dazu wird die Aufnahmeleistung der Ventilatoren in den jeweiligen Betriebspunkten mit der Betriebszeit und den Stromkosten multipliziert und aufaddiert. Ergebnis sind die reinen Betriebskosten der Anlage über einen vorgegebenen Zeitraum. Durch zusätzliche Eingabe der Beschaffungs-, Installations- und Servicekosten werden die Gesamtkosten des FanGrid über die Zeit dargestellt. So hat der Anwender bereits eine belastbare Kostenaufstellung, die eine zuverlässige Basis für Investitionsentscheidungen darstellt.

LED statt herkömmlicher Beleuchtung, Hybridantriebe, Abgaswäscher, neue Wasserpumpen, Lehrgänge zur sparsamen Fahrweise: Die Reederei Scandlines setzt konsequent auf Nachhaltigkeit. Dazu gehört auch eine effiziente Klimatisierung des Autodecks der Fähre, die neben dem Antrieb selbst sehr viel Energie verbraucht. Da auf der Fähre auch Lkw mit entzündbaren Stoffen den Fehmarnbelt überqueren, müssen die Ventilatoren explosionsgeschützt sein.

Potentiale in der Belüftung Die Fähren sind mit zwei Brücken ausgestattet, so müssen sie außerhalb der Häfen nicht wenden. Vor der Überarbeitung sorgten bei der Überfahrt insgesamt acht große AC-Ventilatoren für die Frischluftzufuhr des 12.000 Kubikmeter großen geschlossenen Autodecks. Für die Zu- und Abluft liefen jedoch immer einige Ventilatoren rückwärts. Diese Betriebsart ist besonders ineffizient, da Ventilatoren immer für eine Förderrichtung ausgelegt sind und im Rückwärtsbetrieb drastisch mehr Energie verbrauchen.

Frische Luft im Autodeck Zusammen mit ebm-papst in Dänemark entwickelte die Reederei deshalb ein ganz neues Konzept: Je vierexplosionsgeschützte EC-Axialventilatoren sind als FanGrid auf eine schwenkbare Metallplatte montiert. Die Platte mit den Ventilatoren kann so einfach in die benötigte Förderrichtung gedreht werden. Dadurch fördern die Ventilatoren die Luft immer in die Richtung, für die sie optimal ausgelegt sind und arbeiten so mit maximaler Effizienz. Dass nun vier Ventilatoren die Arbeit eines einzigen übernehmen, hat auch den Vorteil, dass die Fläche über die die Luft gefördert wird, vergrößert wird. Das optimiert den Luftaustausch auf dem Autodeck weiter. Am Schiff mussten außerdem keine Umbauten vorgenommen werden.

Immense Einsparungen Die Maßnahmen ermöglichen pro Schiff Einsparungen von zwei Millionen Kilowattstunden pro Jahr, was dem Jahresverbrauch von über 65 Einfamilienhäusern entspricht. Mittlerweile hat die Reederei ebenfalls die Ventilatoren für die Kabinenklimatisierung durch EC-Ventilatoren ersetzt. Ein Upgrade für drei weitere Fähren, die auch zwischen Puttgarden und Rødby fahren, ist bereits geplant.

Volle Kraft voraus Sie wollen noch mehr zu diesem Thema wissen?  Hier geht es zum Artikel aus dem ebm-papst Kundenmagazin mag, in dem auch Scandlines Chefingenieur Carsten Johansen zu Wort kommt.

Im Diamond Light Source Synchrotron im britischen Oxfordshire forschen jährlich rund 3.000 Wissenschaftler an hochkomplexen Projekten (siehe Kasten). Ihre Disziplinen: Medizin, Archä­ologie, Maschinenbau, Biologie oder Chemie. Ihr Werkzeug: rasend schnelles Licht aus dem riesigen Speicherring der Forschungsanlage. „Da hier Tag für Tag Spitzenforschung betrieben wird, legen wir Wert darauf, auch die Technik immer auf dem neusten Stand zu halten“, sagt Lee Walters, Instandhaltungsleiter bei Diamond Light Source. „Effizienz ist dabei ein wichtiger Faktor.“ So hatte er auch gleich ein offenes Ohr, als ihm Phil Taylor, Global Strategic Accounts Manager beim Klimaexperten Stulz, vorschlug, vorhandene Einheiten zur Kühlung von sensibler Elektronik umzurüsten und so eine große Menge Energie einzusparen.

Großes Potenzial

Um das genaue Potenzial auszuloten, trafen sich die beiden mit James Cooper, Produkt­manager bei ebm-papst UK, zu einem Ortstermin in der Hightech­forschungs­einrichtung. Dort inspizierten sie 27 von Stulz verbaute Computer-Room-Air-Conditioning (CRAC)-Einheiten. Statt einen Server­raum kühlen sie Elektronik zur Steuerung von Magneten, die den Lichtstrahl durch den Speicherring leiten. In allen Einheiten liefen ursprünglich riemen­getriebene AC-Ventilatoren. Gemeinsam mit seinen Partnern stellte James Cooper fest, dass sich ein Wechsel auf RadiCal® EC-Ventilatoren lohnen würde. „Wir rechneten mit einem Einspar­potenzial von ungefähr 39 Prozent“, so Cooper. „Um den Kunden jedoch restlos zu überzeugen, bekamen wir zunächst den Auftrag, in einem Testlauf eine einzelne CRAC-Einheit umzurüsten.“ Eine Aufgabe, an die sich ebm-papst gemeinsam mit dem Installateur Cinque Energy Solutions machte.

Maßgeschneiderter Einbau

Die größte Heraus­forderung stellte dabei der kleine Bauraum in den CRAC-Einheiten dar. „Da diese auf einem soliden Betonboden stehen, kam die sonst übliche Montage der EC-Ventilatoren am Boden nicht infrage“, erklärt Phil Taylor. Des­halb entwickelte ebm-papst in Zusammenarbeit mit dem Installateur ein spezielles Metallgestell, das es ermöglicht, die Ventilatoren trotz des knapp bemessenen Platzes in die Einheiten einzubauen. Zudem positioniert das Gehäuse die Ventilatoren in einem passenden Winkel, um einen optimalen Luftfluss durch die Kühleinheit zu gewährleisten. Die Fertigung der Spezialgehäuse übernahm ebm-papst in der hauseigenen Produktion und stellte so eine schnelle Umsetzung der maßgeschneiderten Lösung sicher.

Grünes Licht für Umrüstung plus

Sobald die Techniker die Umrüstung der ersten Einheit abgeschlossen hatten starteten sie einen Testlauf – mit positivem Ergebnis: Die Energieersparnis übertraf die Prognosen um fast fünf Prozent. Besonders wichtig für die Betreiber der Diamond Light Source war dabei, dass die Temperatur im zu kühlenden Technikraum konstant blieb. Um das zu gewährleisten, sind die EC-Ventilatoren mit einem einfach zu bedienenden Controller von null bis zehn Volt ausgestattet. So lassen sich alle Einheiten individuell auf die Anforderungen der Räume anpassen. Und die Testumrüstung offenbarte noch weiteres Potenzial für Verbesserungen. „Der Luftstrom ließ sich durch die Vergrößerung des Lochs im Gehäuse unter den Ventilatoren zusätzlich optimieren“, erinnert sich Cooper. Der Testlauf und die zusätzlichen Effizienzverbesserungen überzeugten die Verantwortlichen bei Diamond Light Source vollkommen, also gaben sie grünes Licht.

Eine Frage der Zeit

Für das Umrüstteam begann nun ein sportlicher Zeitplan: Da sich der Tausch der Ventilatoren nur innerhalb einer kurz bemessenen Offlinezeit des Synchrotrons realisieren ließ, blieben dem Team des Installateurs gerade einmal 14 Tage, um die verbleibenden 26 Kühleinheiten umzurüsten. Die Techniker arbeiteten deshalb in zwei Dreierteams parallel am Upgrade. Um Verzögerungen zu vermeiden, lieferte ebm-papst alle 54 EC-Ventilatoren direkt bis an die CRAC-Einheiten. Dort baute der Installateur zunächst die alten, riemengetriebenen AC-Motoren aus. Dann schnitten die Monteure die Bodenplatte mit einem Spezialwerkzeug weiter auf, um den Luftstrom zu verbessern, ehe sie die individuell angepassten Radialventilatoren RadiCal® von ebm-papst einbauten. Nachdem sie alle Anschlüsse wieder verbunden und den manuellen Geschwindigkeitscontroller angepasst hatten, war der Umbau eines Systems abgeschlossen. Nach diesem Prinzip arbeiteten sich die Techniker von einer Einheit zur nächsten, sodass beim Hochfahren der Anlage alle CRAC-Einheiten wieder voll funktionsfähig waren.

Einer der Mitarbeiter macht nun immer einen Kuscheltest, um zu sehen, ob die Anlage wirklich läuft. Vorher war das durch die starken Vibrationen und den Lärm auf den ersten Blick sicht- und hörbar.

LEE WALTERS, DIAMOND LIGHT SOURCE

Im Alltagsbetrieb spart die Diamond Light Source mit den RadiCal®-Ventilatoren nun 55 Prozent Energie im Vergleich zu den alten AC-Ventilatoren. Das entspricht einer jährlichen CO2-Einsparung von 46 Tonnen und schlägt sich auch in den Betriebskosten nieder: Dank dem Upgrade gibt Diamond Light Source pro Jahr 40.000 Euro weniger für Energie aus. „Diese Ergebnisse sind beeindruckend. Zudem spricht es für sich, dass der Umbau den Betrieb in keiner Weise beeinträchtigt hat“, sagt Lee Walters. Neben der hohen Energieeinsparung profitiert Diamond Light Source nach dem Upgrade auch von deutlich reduzierten Vibrationen und Geräuschen – eine wichtige Verbesserung gerade im Umfeld sensibler Hightechgeräte. Walters: „Einer der Mitarbeiter macht nun immer einen Kuscheltest, um zu sehen, ob die Anlage wirklich läuft. Vorher war das durch die starken Vibrationen und den Lärm auf den ersten Blick sicht- und hörbar.“

Geoff Barker dreht den Wasserhahn auf und freut sich. Nicht so sehr, weil warmes Wasser aus der Leitung kommt – das kann er schließlich von einem neuen Boiler erwarten. Nein, weil er weiß, dass er dabei Geld spart.  

Das Gerät, das bei Barker platzsparend an der Wand hängt, unterscheidet sich äußerlich nicht von einem ganz gewöhnlichen Gasboiler: Es ist kompakt und spendet Wärme für Wasser und Heizung. Doch nebenbei produziert es auch noch Strom. Ein derart einfaches Mikro-Blockheizkraftwerk hat es bisher noch nicht gegeben. Der kleine Wunderkasten der Firma Flowgroup aus Chester im Nord­westen Englands ist seit Anfang des Jahres unter dem Namen Flow auf dem britischen Markt und ist für größere Haus­halte gedacht. Wäre Barker ein ganz normaler Kunde, müsste er für das Gerät nicht einmal bezahlen. Der Deal: Wer sich für den Flow entscheidet, muss nur die Installations­kosten tragen.

Zur Finanzierung des Boilers schließen die Kunden einen Vertrag mit der Flowgroup ab, die zugleich Gas und Strom liefert. Danach erhalten die Kunden einen Rabatt auf ihre Stromrechnung, der die Kosten der Finanzierung deckt — möglich macht das die kosten­günstige lokale Energie­erzeugung. Nach fünf Jahren ist der Flow abbezahlt und der dann produzierte Strom führt zu Kosten­einsparungen von rund 50 Prozent.

Vom Start-up zum Heizungsbauer  

Barker jedoch ist kein normaler Kunde, bei ihm hängt das Gerät nur zu Testzwecken. Er ist Business Development Director bei der Flowgroup und war von Anfang an beteiligt an der Entwicklung des Flow. Bis zur Serienreife war es jedoch ein langer Weg: Das Unternehmen startete 1998, mit dem Geschäftsmodell, neue Energietechnologien zu entwickeln, die es dann an andere Firmen weiterverkaufte.

„Ursprünglich wollten wir nur eine neue, kostengünstige Technologie für ein Mikro-Blockheizkraftwerk entwickeln, die wir an Heizgerätehersteller weiterverkaufen wollten. Doch während der Entwicklung haben wir uns entschlossen, die komplette Produktion und Vermarktung selbst in die Hand zu nehmen“, erläutert Barker.

Für ein Unternehmen, das selbst noch nie einen Boiler hergestellt hat, kein ganz einfaches Unterfangen. Zumal die zugrunde gelegte Technologie in dieser Form noch nicht zum Einsatz kam.

Der umgedrehte Kühlschrank  

Die ähnelt dem Kühlkreislauf eines Kühlschranks – und der hat mit einem Gasboiler bekanntlich wenig gemein: Während der eine Wärme entzieht, soll der andere möglichst viel davon produzieren. Die Konstrukteure stellten das Kreislaufprinzip auf den Kopf und der Flow-Boiler arbeitet nun genau umgekehrt – mit dem sogenannten Organic Rankine Cycle. Ein Verfahren, das bereits bei Geothermie- oder Solarkraftwerken zum Einsatz kommt. Andere Hersteller setzen bei diesen Geräten auf teure Lösungen wie Stirlingmotoren oder Brennstoffzellen.

"Während der Entwicklung haben wir uns entschlossen, Produktion und Vermarktung selbst in die Hand zu nehmen."

GEOFF BARKER, BUSINESS DEVELOPMENT DIRECTOR DER FLOWGROUP

Der Flow hingegen funktioniert im Prinzip wie ein normaler Gasbrennwertkessel, nur dass die Verbrennungswärme nicht Wasser, sondern eine spezielle Flüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt erhitzt. Diese entspricht der Kühlflüssigkeit im Kühlschrank. Der Dampf, der dabei entsteht, treibt eine Spirale an, die wie ein kleiner Generator Strom erzeugt. Hat der Dampf diese Aufgabe erfüllt, gelangt er in einen Wärmetauscher, um dort das Wasser zu erhitzen. Dadurch verflüssigt es sich wieder und der Kreislauf kann von vorne beginnen. Eine Pumpe sorgt dafür, dass er in Gang bleibt.

„Am meisten Arbeit mussten wir in die Entwicklung der Pumpe stecken, sie ist eine Schlüsselkomponente für den Kreislauf“, erklärt Barker.

Denn der Druck und die Geschwindigkeit, mit der sie die Flüssigkeit antreibt, sind entscheidend für die Leistung des Flow. Der Motor für die Pumpe muss daher mit hohen und niedrigen Drücken zurechtkommen, sollte dabei aber nicht zu heiß werden. Da der Siedepunkt der Flüssigkeit sehr niedrig ist, darf der Motor sie nicht zu stark aufheizen, denn die dabei entstehenden Dampfblasen würden Schäden an der Pumpe erzeugen.

Know-how vom Festland  

Etwa zur gleichen Zeit tüftelten die Ingenieure bei ebm-papst in Landshut an einem neuen Motor für Ventilatoren. Als Paul Prescod, kaufmännischer Leiter bei ebm-papst Automotive & Drives UK, bei einer Präsentation von diesem Projekt erfuhr, dachte er gleich an den Antrieb für die Pumpe, den die Ingenieure der Flowgroup bei ihm angefragt haben.

„Der Motor aus Landshut war zwar ursprünglich nicht für solche Anwendungen gedacht, aber seine Eigenschaften passten ziemlich gut zu den Anforderungen“, erinnert sich Prescod.

Seine Kollegen in Landshut waren schnell gewonnen und fertigten einen Prototyp des Motors an, der später als BG 43 auf den Markt kommen sollte. Der EC-Motor überzeugte sofort. „Genau danach hatten wir gesucht: nach einem sehr effizienten Motor, der nur wenig Platz einnimmt“, betont Barker. Eine intensive Zusammenarbeit begann. „Wir haben viele verschiedene Prototypen des Flow entwickelt und ebm-papst hat uns bei jedem neuen Entwicklungsschritt mit seinem Know-how unterstützt“, erzählt Barker. Für die Pumpe wurde am Ende ein italienischer Hersteller gewählt. „Da wir auch in Italien präsent sind, konnten wir diesen Schritt problemlos mitgehen und auch dort die Arbeit unterstützen“, hebt Christian Diegritz, Head of Sales Department im Landshuter Werk, hervor. Der Standort hat die Entwicklung des Projekts maßgeblich unterstützt.

Neben dem Motor entschied sich die Flowgroup auch beim Gebläse für ebm-papst: für den NRG 118. Das freute Steve Durant, Senior Consultant bei ebm-papst UK, der für diese Komponente verantwortlich war: „Wir konnten nun Motor und Gebläse im Paket anbieten, was die Kosten für den Flow weiter senkte.“ Kein unwesentliches Kriterium, denn immerhin sollte der Flow für jeden erschwinglich bleiben.

Clevere Geschäftsidee  

Nach zahlreichen Tests und Zertifizierungen machte das Mikro-Blockheizkraftwerk immer weitere Fortschritte. Nun, im Jahr 2013, stand bei der Flowgroup die Frage im Raum: Wie kommt das kleine Kraftwerk am besten in die Haushalte? Die etwas ungewöhnliche Antwort lautete: über ein eigenes Energieunternehmen! „Wir gründeten also ein Tochterunternehmen, das Kunden mit Gas und Strom versorgt. So bauten wir einen Kundenstamm auf, der als potenzieller Abnehmer für den Flow infrage kam“, erläutert Barker die etwas andere Geschäftsidee.

Von der profitieren die Kunden seit Anfang 2015 in vielerlei Hinsicht. Das Gerät nimmt wenig Platz ein und die Installation ist simpel. „Wir haben den Flow so konstruiert”, erklärt Barker, „dass Heizungsinstallateure ihn nach einer kurzen Schulung einfach an die Wand montieren können.“ Dort produziert er ganz nebenbei pro Jahr etwa 2.000 Kilowattstunden Strom. 

In einem ersten von zwei Bauabschnitten soll bis Juli 2018 ein Neubau mit rund 4.600 m² Fläche für Produktion und Logistik entstehen.

Stefan Brandl, Vorsitzender der Geschäftsführung der ebm-papst Gruppe:

„Wir wollen unseren aktuellen Automobilumsatz von 150 Mio. € in den nächsten fünf Jahren verdoppeln. Unsere hochmotivierte Belegschaft hat uns bestärkt, unsere Kapazitäten hierfür in Herbolzheim weiter auszubauen“.

Der Standort Herbolzheim, der dem Tochterunternehmen ebm-papst St. Georgen zugeordnet ist, hatte in den vergangenen Jahren die Transformation von einer Kompaktventilatorenfertigung zu einem hochmodernen Automobilstandort erfolgreich umgesetzt. Rund 30 Mio. € hatte der Technologieführer von Ventilatoren und Antrieben in den letzten drei Jahren in sein Leitwerk für Automobiltechnik investiert.

In Herbolzheim produziert ebm-papst u.a. Antriebe zur Lenkunterstützung, Ölpumpenantriebe für die Start Stopp-Automatik, AdBlue Pumpen zur Stickoxidreduktion und Lüfter für die Kühlung von Navigationssystemen und Motormanagementbaugruppen.

Der Neubau wird, wie bei ebm-papst üblich, nach den firmeneigenen GreenTech-Leitlinien modern und umweltfreundlich gestaltet und mit Wärmepumpen und einer Photovoltaikanlage ausgestattet.

Maßgeschneiderte Lösungen

Gemeinsam mit Anwendern entwickelt ebm-papst maßgeschneiderte Lösungen für viele unterschiedliche Branchen wie der Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik, Haushaltsgeräte, Heiztechnik, Automotive, Antriebstechnik oder Industrieanwendungen. Das Kundenmagazin „mag“ spiegelt die enorme Bandbreite und Vielseitigkeit des Weltmarktführers wider. Besonderen Wert legt das Redaktionsteam auf abwechslungsreich erzählte und gestaltete Beiträge um die Vielfalt der Anwendungsbereiche zu vermitteln. Auch ungewöhnliche und kreative Lösungen werden im Heft vorgestellt.

Katrin Lindner, Projektleiterin des Kundenmagazins bei ebm-papst:

„Das war eine tolle Überraschung als unser Magazin zum Gewinner gekürt wurde. Das ganze Team steckt viel Arbeit und Herzblut in jede Ausgabe. Wir versuchen das Heft so vielseitig und interessant wie möglich zu gestalten und wurden nun dafür mit dem Gold-Award belohnt.“

Thomas Borst, Geschäftsführer Vertrieb und Marketing der ebm-papst Gruppe ergänzt:

„Wir freuen uns, dass wir neben unseren ausgezeichneten Produkten nun auch einen Award für das Kundenmagazin bekommen haben. Solche Erfolge stärken unsere Marke und festigen auch unsere Kundenbeziehungen. Kundennähe ist bei ebm-papst Alltag.“

Das Kundenmagazin mag von ebm-papst erscheint seit 2008 zweimal jährlich in Deutsch und Englisch als Print- und Onlineversion. 2016 wurde das Magazin inhaltlich und gestalterisch überarbeitet, ist nun noch bildstärker und großzügiger gestaltet. Zielgruppe des Hefts sind in erster Linie Entscheidungsträger und Ingenieure bei Kunden und potenziellen Kunden, Fach-, Wirtschafts- und Regionalpresse, Mitarbeiter und Interessierte. Das Magazin entsteht in Zusammenarbeit mit der Stuttgarter Agentur pr+co. Die Onlineausgabe mag.ebmpapst.com war ebenfalls für den BCM nominiert.

Das Kundenmagazin mag erscheint zweimal im Jahr in Deutsch und Englisch und bietet spannende Anwendergeschichten aus der Welt der Strömungs- und Antriebstechnik. Bestellen können Sie das Magazin hier: 

Der bewährte Energiesparventilator von ebm-papst ist nun auch mit diagonalem Laufrad für besonders beengte Platzverhältnisse in Rückwänden von Kühltheken verfügbar.

Optimal für beengte Platzverhältnisse Die Axialventilatoren von ebm-papst sind für den Einbau unterhalb der Regale von Kühl- und Tiefkühlmöbeln konzipiert. Die neuen Diagonalventilatoren hingegen sind für den Einbau in der Rückwand von Kühlregalen geeignet. Dort sind die Einbausituationen oft sehr beengt, mit seiner flachen Bauweise passt der Diagonalventilator optimal in den schmalen Zwischenraum und fördert die Luft trotz der relativ hohen Gegendrücke sehr effizient.

Hohe Ausfallsicherheit Der neue Diagonalventilator zeichnet sich besonders durch sein geräusch- und volumenstromoptimiertes Laufverhalten im mittleren Druckbereich bei 65 Pa und 500 m³/h aus. Durch seinen effizienten GreenTech EC-Motor kommen weitere Vorteile hinzu: ein höherer Wirkungsgrad gegenüber AC-Ventilatoren, eine kompakte Bauweise sowie eine bedarfsgerechte Regelbarkeit über eine Programmierschnittstelle oder das optionale ESM-Aufsteckmodul. Durch die geringere Eigenerwärmung des EC-Motors ergeben sich weitere Energieeinsparungen. Die Lebenserwartung beträgt mehr als 40.000 Stunden, im Dauerbetrieb entspricht das ca. 4,5 Jahre und stellt somit eine hohe Ausfallsicherheit für den Betreiber dar. Darüber hinaus überzeugt die komplette, aufeinander abgestimmte Funktionseinheit durch eine einfache Montage und Inbetriebnahme per Plug & Play.

Einsatz in Deckenluftkühler Ebenso eignet sich der Energiesparventilator mit Diagonallaufrad für den Einsatz in Deckenluftkühler z. B. in kleineren gewerblichen Kühlräumen wie in Metzgereien oder Bäckereien. Durch die diagonale Anordnung der Schaufeln wird die angesaugte Luft radial in Richtung Ausblas umgelenkt. Die flache Bauweise und die hohe Druckstabilität sind auch für diese Anwendung ein wichtiger Pluspunkt. Ein zusätzlicher Einsatz des Vorleitgitters FlowGrid auf der Ansaugseite kann die Geräuschemisisonen weiter reduzieren. Der Ventilator ist in den Baugrößen 200 und 250 ab sofort verfügbar.

Ganz schön viel Überzeugungsarbeit musste Torben Lintrup Kirkholt im dänischen Farum leisten. Und das nicht nur wie üblich bei den für die Auftragsvergabe verantwortlichen Ingenieuren. Für diesen Auftrag verhandelte der Managing Director von ebm-papst Denmark sogar direkt mit Vertretern der Eigentümerversammlung der Wohnanlage „Farum Midtpunkt”.

Es war aber auch kein kleines Projekt, das er da auf dem Tisch hatte: Das Lüftungssytem des Gebäudekomplexes war in die Jahre gekommen. Insgesamt 283 alte, stromfressende AC-Ventilatoren aus den 1970er-Jahren sollten durch neue, energiesparende RadiPac EC-Module ersetzt werden. Die größte Hürde: Das geplante Sanierungskonzept musste zuerst von der Mehrheit der 4.100 Bewohner beschlossen werden. Und die waren vor allem wegen der Kosten skeptisch. Insgesamt 2,7 Millionen Euro sollten die umfangreichen Sanierungsarbeiten kosten. „Wir waren aber sicher, dass wir die Energieeinsparungen, die wir den Bewohnern versprochen hatten, erzielen würden und sich die Anlage damit schnell rechnet”, erinnert sich Kirkholt. Darum griff er zu einem ungewöhnlichen Mittel: „Wir haben die Einsparungen vertraglich garantiert. Falls wir diese nicht erzielen würden, müssten wir die Differenz erstatten. Das hat die Eigentümergemeinschaft überzeugt.”

Langfristig gerechnet

Die hohen Energieeinsparungen waren bei der Auftragsvergabe von Anfang an entscheidend: „Natürlich wollten wir eine Lösung, die in erster Linie eine besser Be- und Entlüftung der Wohnungen ermöglicht”, betont Alex Rytt, Senior Consultant der zuständigen Wohnungsverwaltung KAB. „Aber wir wollten nicht um jeden Preis die günstigste Variante. Für uns stand bei der Modernisierung auch eine Reduzierung des Energiebedarfs im Fokus.”

Den Auftrag bekam darum YIT Denmark. Denn das Unternehmen legte bei seinem Sanierungsvorschlag ein besonderes Augenmerk auf Energieeinsparungen durch den Einsatz von EC-Ventilatoren von ebm-papst. Außerdem versprachen sich die Projektbeteiligten von den Ventilatoren einen reduzierten Wartungsbedarf und ein geringes Geräusch. Die Mitarbeiter machten sich ans Werk: Über einen Zeitraum von zwei Monaten ersetzten sie die 283 AC-Ventilatoren auf dem Dach der Wohnanlage durch 283 RadiPac EC-Ventilatoren, reinigten alle Lüftungsschächte und tauschten die Dunstabzugshauben in den einzelnen Wohnungen aus.

Energiebedarf halbiert

Was die Modernisierung gebracht hat, ermittelten die Verantwortlichen über den Zeitraum einer Woche, indem sie die Verbrauchsdaten vor und nach der Installation direkt an den alten und neuen Geräten erfassten. Mit einem beeindruckenden Ergebnis: Die Messungen zeigten Einsparungen von 52 Prozent. „Das Resultat übertrifft selbst unsere größten Erwartungen“, sagt Rytt begeistert. Freuen dürften sich darüber auch die Bewohner des Farum Midtpunkt Areals, denn für sie halbieren sich die jährlichen Energiekosten durch die effizienten Ventilatoren von mehr als 134.000 Euro auf rund 68.000 Euro. Das heißt, die Kosten für die neuen Ventilatoren werden sich in etwa zehn Jahren bereits amortisiert haben. Für Torben Lintrup Kirkholt ist das Ergebnis außerdem ein Beweis dafür, dass es sich lohnt auch mal ungewöhnliche Wege zu gehen: „Vor allem der direkte Kontakt zu den Endverbrauchern war für dieses Projekt mit entscheidend.”

Wer sein Auto auf dem Parkplatz der im März eröffneten Elektronikfertigung von ebm-papst in St. Georgen-Hagenmoos abstellt, ahnt wahrscheinlich nicht, dass sich unter seinen Füßen eine mit 500 Kubikmeter Eiswasser gefüllte Zisterne befindet. Sie misst rund 16 Meter im Durchmesser, ist vier Meter tief und dient als Wärmespeicher, der das komplette Gebäude versorgt.

Wärme aus Eis?

Klingt paradox, doch die Anlage macht sich das physikalische Prinzip der Kristallisationswärme zunutze. Sie entsteht, wenn Wasser vom flüssigen in den festen Aggregatzustand übergeht.

Die beim Gefriervorgang freigesetzte Energie — die Schmelz­wärme — wird dem Wasser mit einem Wärmetauscher entzogen und zur Warmwasseraufbereitung genutzt. Ein sogenannter Regenerationswärmetauscher, der sich ebenfalls im Tank befindet, taut mit aus Abluft gewonnener Wärme das Wasser wieder auf und schließt somit den Kreislauf. Ist bei wärmeren Außentemperaturen keine Heizung, sondern eine Kühlung des Gebäudes nötig, leitet eine Umwälzpumpe das abgekühlte Wasser durch die Heizungsrohre.

Gewartet wird der Eistank über einen Revisionsschacht. Taucher können sich bis zu dreißig Minuten im kalten Wasser des Tanks aufhalten, um anfallende Arbeiten auszuführen — und um den zweiten Tank mit dem ersten zu koppeln, wenn bis Mitte 2017 der zweite Bauabschnitt umgesetzt sein wird. Mit der Anlage ist dann die Energieversorgung für den kompletten Neubau im Hagenmoos gewährleistet.

„Dieses Energiekonzept ist geradezu prädestiniert für energieintensive Produktionsbetriebe“, erklärt Tobias Maurer, geschäftsführender Gesellschafter der H. Maurer GmbH + Co. KG, verantwortlich für die Konzeption und den Bau des Eisspeichers. „Sie sind ganzjährig auf gleichbleibende Raumtemperaturen und Raumfeuchtebedingungen angewiesen und erzeugen ein hohes Maß an Abwärme, die wir für das Auftauen des Eisspeichers nutzen können.“

Nicht nur für ihn ist der Eisspeicher ein Energiekonzept mit Zukunft. Auch Peter Metzger, Leiter Geschäftsfeldentwicklung und Marketing am Standort St. Georgen, ist begeistert: „Wenn im zweiten Bauabschnitt der zweite Eisspeicher mit weiteren 500 Kubikmeter Wasser in Betrieb genommen wird, ergeben sich 63 Prozent CO2-Einsparungen gegenüber einem konventionellen Energiekonzept. Das ist ein Wert, der uns voll überzeugt hat.“ Daher nimmt das strategisch auf Energieeffizienz ausgerichtete Unternehmen auch in Kauf, dass sich die Baukosten erst nach zwölf Jahren amortisieren. 

Zwölf Partner aus Industrie und For­schung ent­wickeln ihn. Projekt­leiter Andreas Trenklevom Karlsruher Institut für Tech­nologie über die Chancen des Gefährts.

Herr Trenkle, ein flexibles Transportsystem wie KARIS — wer braucht das?

Alle, die für innerbetriebliche Transporte mehr Flexibilität benötigen. Automatisierte Logistiksysteme sind nicht nur teuer, sondern auch starr und die Inbetriebnahme kostet viel Zeit und Geld. Deshalb werden heute viele Transporte noch händisch durchgeführt — auf Bodenrollern, mit Staplern oder Milkrun-Zügen. KARIS PRO plant die Routen selbst und transportiert das Material autonom zum Ziel. 

Setzt schon jemand Ihre Fahrzeuge ein?

Wir starten gerade mit zwei Pilotprojekten. In der Produktion des Audi R8 beim Zulieferer Quattro holen fünf KARIS-Fahrzeuge Teile aus dem Lager: Ein Fahrzeug fährt unter einen Warenkorb, auf dem alle Teile für einen bestimmten Produktionsschritt vorbereitet sind, dockt sich an und bringt ihn zum richtigen Zeitpunkt an den Montageort. Muss eine komplette Palette transportiert werden, verbinden sich vier Fahrzeuge zu einer Einheit.

Bei Bosch Diesel Systems transportieren unsere Fahrzeuge Teile aus verschiedenen Produktionsbereichen zu einem Messraum und wieder zurück. Es ist ein weitläufiges Gelände, das sich über zwei Hallen erstreckt. Zuvor erledigte das ein Routenzug, der nach einem Fahrplan die einzelnen Stationen abfuhr. Das Fahrzeug kommt jetzt bei Bedarf und sucht sich die beste Route selbst. Taxi statt Zug, sozusagen. Das hat den Vorteil, dass die Mitarbeiter das Material früher bekommen.

Woher wissen denn die Fahrzeuge, was sie gerade tun sollen?

Mitarbeiter geben die Aufträge in ein Tablet ein. Per WLAN erfahren sämtliche Fahrzeuge davon und verhandeln miteinander, wer den Auftrag ausführt — es gibt also keine zentrale Leitsteuerung. Das Fahrzeug mit dem kürzesten Weg zum Ziel und ausreichendem Akku übernimmt den Auftrag dann. Statt über die manuelle Eingabe könnte das Fahrzeug KARIS PRO die Aufträge auch direkt aus einem SAP-System oder per RFID-Tags an den Kisten erhalten.

Wie stellen Sie sicher, dass Ihr Fahrzeug keinem Produktionsmitarbeiter ans Schienbein fährt?

KARIS PRO hat einen Sicherheits-Laserscanner, der ständig die vordere Umgebung abtastet – ein Auge sozusagen. Mit dessen Daten kann es Hindernisse erkennen und um sie herumfahren. Ist ein Objekt — etwa ein laufender Mensch — auf Kollisionskurs, stoppt das Fahrzeug augenblicklich.

Die komplexen Antriebseinheiten überwachen sich ständig selbst und überprüfen die Drehzahl und die Position der Lenkantriebe. So weiß das Fahrzeug immer, mit welcher Geschwindigkeit es in welche Richtung fährt. Muss das Fahrzeug einmal rückwärtsfahren, werden die Motorströme des Antriebs genutzt, um Kollisionen taktil zu erkennen. Der Antrieb merkt es, sobald es an ein Hindernis stößt, und bremst sofort ab. Auf diese Weise sparen wir uns zusätzliche Sensoren.

Wie soll es mit KARIS weitergehen?

So richtig spannend wird es, wenn unsere Fahrzeuge in einer flexiblen Produktion eingesetzt werden, wo es die Maschinen sind, die mit KARIS kommunizieren und sagen: „Hol mir mal dies, bring das mal dorthin.“ Mit dieser Dynamik und diesen Schwankungen soll KARIS PRO zurechtkommen. Derzeit sind wir mit Unternehmen im Gespräch, um KARIS PRO zu industrialisieren und zu vermarkten.

Egal ob verdorbene Lebensmittel aus Supermärkten oder Speisereste aus Großküchen – sogenannte organische Siedlungsabfälle sind nicht mehr zum Verzehr geeignet und landen deshalb auf dem Müll. Welches Potenzial in ihnen schlummert, zeigt die Hybag Automationen AG aus Linden im Schweizer Kanton Bern. Sie produziert Systeme, die Abfälle in Biomasse umwandeln – den Treibstoff von Biogasanlagen für die Produktion von Strom.

Eine besondere Herausforderung dabei: Die Biomasse darf keine Verpackungsreste enthalten. Oft werden Lebensmittel jedoch vor dem Wegwerfen nicht von Plastik, Pappe oder Schnüren getrennt. Deshalb sortiert das System „Tutto“ während der Produktion der Biomasse solche nicht-biogenen Abfälle direkt aus. Ein Ventilator von ebm-papst spielt dabei eine wichtige Rolle.

Patentiertes Trennsystem

Nachdem die Rohwaren in einer Kippmulde angeliefert wurden, befördert sie eine Spirale in einen Zwischenbunker. Dort mischen zwei weitere Spiralen die Abfälle durch, bevor diese in die Separationshammermühle kommen. „Hier trennt ein patentiertes System die Verpackung vom Biomaterial“, erklärt Anton Berger, Geschäftsführer der Hybag AG. „Die einzelnen Hämmer zerkleinern die gesamte Rohmasse und wirbeln die leichten Verpackungsstücke in die Luft.“ Sobald die Störstoffe dort schweben, werden sie von einem Luftstrahl erfasst, der sie in einen separaten Behälter austrägt.

Raus mit den Störstoffen

Um eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit des gesamten Systems zu gewährleisten, ist es wichtig, dass die Verpackungen schnell aus der Separationshammermühle geblasen werden. Deshalb unterstützt ein doppelseitig saugender kompakter Radialventilator von ebm-papst den Luftzug, den die Rotation der Hammermühle bereits erzeugt. „Wir haben uns für ebm-papst entschieden, da der Ventilator die geforderte Leistung bringt und dabei sehr kompakt ist. Zudem war der Einbau in das System sehr einfach“, begründet Berger die Wahl.

Der verstärkte Luftzug bläst alle künstlichen Materialien in einen Auffangcontainer, von dem aus sie recycelt werden können. Unten an der Maschine kommt reines, biogenes Substrat heraus, das – je nach geplantem Einsatzzweck – noch wärmebehandelt wird, bevor es dann zur Abholung bereit ist. So erzeugt der vermeintlich nutzlose Müll am Ende in Biogasanlagen Energie.

An jeder Haltestelle müssen Straßenbahnen beschleunigen und bremsen. Letzteres ist gerade bei Nässe gar nicht so einfach. Deshalb sind viele Straßenbahnen mit Sandstreuern ausgestattet, die das Bremsen erleichtern, wenn die Schiene selbst keine ausreichende Reibung bietet. Das Prinzip: Per Knopfdruck bläst der Zugführer feinen Sand aus den Sandstreuern direkt vor den Rädern auf die Schiene. Dadurch erhöht sich die Reibung und die Bremsen greifen selbst auf nassen oder vereisten Schienen wieder sicher.

Kompakt und zuverlässig

Auch wenn die Sandstreuer im Eisenbahn­alltag wichtige Helfer sind, so sollen sie trotzdem so kompakt wie möglich sein, um keinen unnötigen Platz im Passagier­raum wegzunehmen. Deshalb setzt das fran­zösische Unter­nehmen E.M.S. Concept für den Kompressor auf einen ECI 63 Motor von ebm-papst. Er erzeugt die Druckluft die den Sand auf die Schienen bläst. Dank der kompakten Bau­weise des Motors passt der gesamte Sand­streuer unter eine Sitzbank.

Zuverlässig im Einsatz

Zudem lässt sich der ECI 63 über eine 0-10 V-Eingabe einfach regeln und benötigt keine externe Steuerung. „Bei einem Sicherheits­system wie einem Sand­streuer ist außerdem die Zuverlässigkeit ein wichtiger Faktor“, sagt Sébastien Lutz, Projekt­manager E.M.S. Concept. Und seine Kollege Richard Ostertag fügt hinzu: „Der Motor hält auch hohen Dauer­belastungen Stand. Zudem können wir durch den Einsatz des bürstenlosen Motors die Wartungskosten deutlich verringern.“ Bisher waren in den Sandstreuern große Bürstenmotoren verbaut, die eine sehr beschränkte Lebensdauer hatten und außerdem deutlich wartungsintensiver waren.

Zum Einsatz kommen die Sandstreuer von E.M.S. Concept in verschiedenen chinesischen Straßenbahnlinien. Um den ECI 63 für die Anwendung im Bahnverkehr zu optimieren, passten die Ingenieure von ebm-papst die Basis-Firmware so an, dass sie auch eisenbahnübliche Spannungsschwankungen von bis zu 30 Prozent problemlos abfangen kann. So ist der Sandstreuer stets einsatzbereit, wenn es auf der Schiene wieder einmal etwas rutschig wird.

Es geht eng zu im Schaltschrank – und es wird heiß. Immer mehr elektronische Bauteile müssen dort Platz finden. Durch ihre Abwärme entstehen Hot Spots, die eine Temperatur von über 90 Grad Celsius erreichen können. Empfindliche elektronische Bauteile werden durch die Erwärmung in ihrer Lebendauer deutlich eingeschränkt oder im schlimmsten Fall sogar zerstört. Filterlüfter sorgen für die nötige Kühlung. Sie bestehen aus einem Ventilator und einem Staubfilter, der verhindert, dass Schmutzpartikel ins Schrankinnere gelangen. Unten in der Tür des Schaltschranks eingelassen, bläst der Filterlüfter kalte Luft nach innen. Sie nimmt die Wärme auf, steigt nach oben und gelangt dort durch ein Austrittsgitter wieder nach außen.

Leistungsstarke Kühlung

In den Filterlüftern des Systemanbieters für Schaltschranktechnik Rittal transportierten bisher Axialventilatoren die Luft von außen nach innen. „Diese Axialventilatoren haben ihren optimalen Arbeitsbereich bei geringem statischem Gegendruck, wo sie relativ große Luftmengen liefern“, erläutert Thomas Heli, verantwortlicher Abteilungsleiter Entwicklung EA-2 bei ebm-papst in Mulfingen. Steigt der Widerstand, beispielsweise durch eine verschmutzte Filtermatte, sinkt der Wirkungsgrad: Die Strömung reißt am Laufrad ab und es kann zu Turbulenzen kommen. „Die Lüfter werden dadurch ineffizient und laut“, sagt Heli. Gemeinsam mit Rittal suchten die Entwickler von ebm-papst nach einer neuen Lösung. Das Ergebnis: eine neue Diagonalventilatoren-Baureihe, speziell für die TopTherm Filterlüfter des weltweit führenden Systemanbieters Rittal. „Den Anwendern ist eine hohe und konstante Luftleistung besonders wichtig“, erklärt Christine Ronzheimer, Produktmanagerin Klimatisierung bei Rittal und Projektleiterin. „Außerdem sollen die Lüfter einfach und werkzeuglos zu montieren und damit service- und wartungsfreundlich sein.“

Mit diesen Vorgaben machten sich die Teams aus Mulfingen und St. Georgen ans Werk: „Wir haben schnell erkannt, dass die verwendeten Axialventilatoren für diese Anwendung nicht die optimale Lösung sind. Die kompakten Diagonalventilatoren sind hierfür viel besser geeignet“, erklärt Heli. Sie vereinen die positiven Eigenschaften der Axial- und Radialventilatoren. „Die Durchströmungsrichtung des Diagonallüfters ist, wie auch bei den Axiallüftern, im Wesentlichen axial. Der Druckaufbau ist aber durch die zusätzliche radiale Abströmkomponente erhöht.“ Durch diese diagonale Abströmung wird das Innere des Schaltschranks zudem gleichmäßig durchströmt, was die Bildung von Wärmenestern reduziert.

Sparsam und servicefreundlich

Die Diagonalventilatoren haben weitere Vorteile: Bei einer verschmutzten Filtermatte sind die Leistungseinbußen trotz des höheren Gegendrucks beträchtlich geringer. Die Matte muss seltener gewechselt werden und die Wartungsintervalle verlängern sich. Zudem sparen die neuen Lüfter deutlich Strom – vor allem, wenn sie über einen zusätzlichen Thermostat geregelt werden: „Die Schaltschränke werden mit den neuen Diagonalventilatoren erheblich effektiver entwärmt. Mit einer zusätzlichen Regelung zeigt sich das durch eine signifikant geringere Laufzeit und einen um bis zu 48 Prozent reduzierten Stromverbrauch“, betont Ronzheimer.

Thomas Heli erklärt, was das konkret bedeutet: „In einer Produktionshalle mit 200 Filterlüftern lassen sich somit jährlich 26.600 Kilowattstunden und etwa 3.000 Euro Energiekosten einsparen. Auf einen Nutzungszeitraum von fünf Jahren betrachtet sind das 15.000 Euro.“ Um die Diagonalventilatoren mit dem Filterrahmen verbinden zu können, wird der Lüfter in ein neuartiges Gehäuse integriert, das neben der Motorbefestigung mit integriertem Schutzgitter auch die Aufnahme des Anschlussterminals und einen integrierten Bajonettverschluss beinhaltet.

Dank diesem Bajonettverschluss ist der Ventilator schnell montiert: aufsetzen, drehen – ganz ohne Werkzeug. Die Förderrichtung lässt sich so ebenfalls mit wenigen Handgriffen ändern. „Soll nicht nur die kalte Luft nach innen gedrückt, sondern die warme Luft auch aktiv abgesaugt werden, muss man die Förderrichtung ändern“, erklärt Christine Ronzheimer. „Bisher war das ein ziemlicher Aufwand.“ Nun lässt sich der Ventilator über den Bajonettverschluss einfach lösen, um 180 Grad schwenken und wieder installieren. Weiteres Plus: „Beim alten Lüfter war die Anschlussklemme immer fix in einer Ecke. Im Extremfall musste der Kunde die Zuleitung dann einmal um den ganzen Lüfter legen“, sagt die Produktmanagerin. „Nun kann er die Anschlussklemme flexibel in einer der vier Ecken positionieren – er dreht einfach den Ventilator.“ Schnell eingebaut sorgt der Filterlüfter dann für die optimale Kühlung, auch im vollgepackten Schaltschrank.

Die Zeiten, in denen Kühltruhen einsam und verlassen im Keller vor sich hin brummten, sind vorbei. Lebensmittel und die damit verbundene Technik sind schon längst Teil des Lifestyles geworden – neue Wohnungen mit offenen Küchen sind voll im Trend. Ein Kühlschrank muss daher auch gut aussehen und wird gerne durch spezielle Hightechgeräte ergänzt, in denen Weine oder Zigarren im perfekten Klima lagern.

Hässliche Geräusche wie Brummen, Knacken oder sogar Jaulen – häufig im Klangkatalog der Geräte von gestern – würden dieses Bild empfindlich stören. Dementsprechend hören Kunden beim Kauf immer genauer hin. Neben dem Energieverbrauch gewinnt deshalb das Thema Geräuschentwicklung beim Kauf von Kühl- und Gefriergeräten zunehmend an Bedeutung. Wege zur Geräuschvermeidung zu finden, ist daher bei Liebherr-Hausgeräte seit einigen Jahren eine wichtige Aufgabe bei der Entwicklung neuer Geräte.

Die Kühl- und Gefriersparte des Liebherr-Konzerns ist vor allem auf Premiumgeräte spezialisiert. Kühl- und Gefriergeräte müssen täglich 24 Stunden die Frischequalität von Lebensmitteln gewährleisten und gleichzeitig beim Stromverbrauch optimale Werte liefern. Bei der Kaufentscheidung wird Energieeffizienz auch in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle spielen. Aus Sicht der Ingenieure gibt es also viele Bedürfnisse zu befriedigen. Das gilt für Kühl-Gefrier-Kombinationen, Weinschränke und Humidore. Ein entscheidender Faktor ist dabei stets eine ausgeklügelte Lüftungslösung.

Garantiert frisch

Bei Kühl- und Gefriergeräten hat es in den vergangenen Jahren große Veränderungen gegeben. Wo früher ein einziger Lagerraum mit einheitlicher Temperatur ausreichte, sind heute weitere Lagerbereiche hinzugekommen – zum Beispiel die sogenannten BioFresh-Fächer. Obst und Gemüse sowie Fleisch, Fisch und Milchprodukte finden dort einen perfekten Lagerplatz und bleiben länger frisch. Für die Temperaturregelung in den beiden Lagerbereichen ist lediglich ein Lüfter notwendig.

Auch wenn in manchen Gerätebaureihen noch Ventilatoren mit Spaltpolmotoren sitzen, übernehmen insbesondere für höhere Energieeffizienzklassen immer mehr DC-Ventilatoren das Ruder. Diese bieten die Möglichkeit zur Drehzahlregulierung, die sich wiederum positiv auf Geräuschentwicklung und Stromverbrauch auswirkt. Ähnlich gelagert ist der Fall bei der NoFrost-Technologie: Sie bietet mit dem „Nie-mehr-abtauen“-Komfort einen hohen Nutzen für die Kunden. Ein spezielles Gebläse mit DC- oder AC-Motoren transportiert die beispielsweise durch eingelagerte Ware eingebrachte oder durch die Türe eingedrungene Luftfeuchtigkeit zu einer Verdampferfläche, wo sie kondensiert. So entsteht im Lagerraum und an den Lebensmitteln erst gar kein Frost.

Für beide Systeme arbeitete Liebherr mit ebm-papst zusammen. Das Unternehmen ist schon seit vielen Jahren direkter und wichtiger Ansprechpartner, wenn es um Ventilatoren geht. Die erfolgreiche Zusammenarbeit beruht vor allem darauf, dass Herausforderungen bislang stets schnell gelöst werden konnten. Bei der jüngsten Neuauflage des NoFrost-Systems modifizierten die Partner in gemeinsamer Abstimmung das Gehäuse des DC-Motors BG-15 von ebm-papst Landshut so, dass die Übertragung von Schwingungen und die daraus entstehenden Geräusche auf einem Minimalniveau bleiben. „Davon profitiert wiederum der Endkunde jeden Tag, der einen effizienten geräuscharmen Gefrierschank nutzt“, sagt der zuständige Außendienstmitarbeiter Reinhard Sommerreißer von ebm-papst.

365 Tage wohltemperierter Wein

Weinkühler nehmen zwar ein kleineres Segment im Markt ein, die Liebherr-Entwickler scheuen aber auch hier keinen Aufwand im Kampf um die Dezibel. Um die Anwendung zu testen, wandern die Geräte ins Geräuschlabor zu ebm-papst (St. Georgen). Die dortigen Mess­ergebnisse dienen zur strömungs- und schalltechnischen Optimierung. Solche Tests sind nur ein Glied in einer langen Qualitätssicherungskette bei Liebherr.

Zusammengerechnet benötigen die Erprobungen für eine Neuentwicklung rund ein Jahr. Alle Komponenten müssen Langzeittests überstehen, schließlich soll ein Liebherr-Gerät mindestens 15 Jahre lang laufen. Das gilt für den Humidor ebenfalls, auch wenn die darin verbauten Ventilatoren einer besonders hohen Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Insgesamt sitzen vier Ventilatoren in dem Lagergerät für die edlen Tabakrollen. Zwei regeln die Temperatur, die zwischen 16 und 20 Grad Celsius frei eingestellt werden kann – je nachdem, was die Zigarre braucht. Die beiden anderen Ventilatoren regulieren die Feuchtigkeit je nach Bedarf zwischen 68 und 75 Prozent. Gerade diese beiden sind speziell auf Schutz gegen Feuchtigkeit getrimmt. Für Liebherr ist bei dieser und den anderen Anwendungen wichtig, dass die Ventilatoren wenig Platz im Gerät einnehmen, um den Kunden so viel Lagerraum wie möglich zu bieten.

Insgesamt drehen sich ebm-papst Ventilatoren in vielen Tausend Liebherr-Geräten. „Allein die Anzahl der Projekte zeigt, wie intensiv unsere Zusammenarbeit mit Liebherr ist“, resümiert Reinhard Sommerreißer. Er ist sehr zuversichtlich, auch zukünftig noch viele Projekte mit Liebherr anzugehen. Gourmets, Hobbyköche und Zigarrenliebhaber weltweit freut das: Sie können sich auf hochklassige Hausgeräte verlassen.

Die Kollegen telefonieren mal wieder laut, halten ein Pläuschchen mitten im Großraumbüro und ständig kommt jemand mit Fragen ums Eck — konzentriertes Arbeiten? Ein Ding der Unmöglichkeit. Was tun? Ab ins Bad! Denn da ist es vor allem eins: herrlich ruhig. Zumindest wenn dort ein Silvento-Lüfter der LUNOS Lüftungstechnik GmbH für reine Luft sorgt. Die Produktreihe ist extrem leise und bietet gleichzeitig den größten Druckaufbau in ihrer Baugröße. Außerdem punkten die Lüfter durch ihre niedrige Leistungsaufnahme. „Die Energieeffizienz hatte bei der Entwicklung höchste Priorität“, betont Michael Merscher, technischer Leiter bei LUNOS. „Schließlich entscheidet dieser Wert darüber, wie gut sich unser Lüfter am Markt durchsetzt.“

"Die Energieeffizienz hatte bei der Entwicklung höchste Priorität."

MICHAEL MERSCHER, TECHNISCHER LEITER BEI LUNOS

Welche Bedeutung das Thema künftig haben würde, hatte LUNOS früh erkannt — und mit ebm-papst den richtigen Partner gefunden: In den Silvento-Lüftern stecken EC-Radialgebläse des Ventilatoren- und Motorenherstellers. Eine komplette Sonderanfertigung, die beide Unternehmen gemeinsam über einen Zeitraum von drei Jahren entwickelt haben. Der Aufwand hat sich gelohnt: Mit der prämierten Lüfterreihe ist LUNOS mittlerweile führend.

Wenig Platz für viel Leistung

Eine besondere Herausforderung stellte für die Entwicklungspartner der geringe Bauraum dar. „Unsere Kunden wollen Lüfter, die leise sind und die geforderten Luftmengen sicher abführen“, beschreibt Michael Merscher die Anforderungen. „Außerdem sollen sie in unterschiedlichen Einbausituationen ohne komplizierte Einstellungen immer die gleiche Leistung bringen“, ergänzt er.

Um Platz zu sparen, trennte ebm-papst die Motorsteuerung vom Lüfter. Sie lässt sich nun einfach dort unterbringen, wo genügend Raum vorhanden ist und der Luftweg nicht versperrt wird. Das erleichtert die Montage. Durch die elektronische Regelung lassen sich die Lüfter außerdem individuell mit verschiedenen Steueroptionen wie Sensoren zur Feuchtigkeitserkennung ausstatten. So sorgen sie für ein angenehmes Bade- oder eben auch Arbeitsklima.

Pizza, Doughnuts, Currys oder Eiscreme? Falls die Gäste der Forum Vijaya Mall im südindischen Chennai während des Einkaufs der Hunger überkommt, haben sie im Gastronomiebereich des riesigen Einkaufszentrums die Qual der Wahl. Egal für welches Gericht sie sich entscheiden, sie werden die Stärkung in einem wohlklimatisierten Raum zu sich nehmen. Anteil daran hat auch ebm-papst Indien, das in der Klimaanlage gemeinsam mit dem Klimaspezialisten ETA das erste FanGrid-Projekt Indiens realisierte. Bis es so weit war, musste Ramesh Swaminathan, Vertriebsleiter von ebm-papst indien, jedoch einiges an Überzeugungsarbeit leisten.

„Alles fing damit an, dass ETA vom Betreiber den Auftrag bekam, die Forum Vijaya Mall in Chennai mit einem kompletten Klimakonzept auszustatten“, erinnert sich Swaminathan. Da ETA bereits seit einigen Jahren erfolgreich mit ebm-papst Indien zusammenarbeitet, wandte sich das Unternehmen an Swaminathan und bat ihn um einen Vorschlag für die Klimatisierung des Food-Courts. „Der Essbereich der Mall beherbergt 21 Restaurants mit 850 Sitzplätzen. Bei diesen Ausmaßen muss die Klimaanlage eine Luftmenge von 60.000 Kubikmetern pro Stunde bei 900 Pascal fördern“, erläutert Wahab Jainulabideen, stellvertretender Geschäftsführer Operations bei ETA, die Vorgaben für die Anlage. Eine Aufgabe, die in Indien bislang standardmäßig mit einem einzigen großen, riemengetriebenen Ventilator gelöst wird. „Dies hat jedoch einige Nachteile“, erklärt Swaminathan. „Die Installation des Ventilators ist sehr aufwendig, seine Energieeffizienz lässt zu wünschen übrig und wenn der Ventilator ausfällt, steht die komplette Klimaanlage still.“

Aus eins mach zehn

Um diese Nachteile zu vermeiden, schlug er ETA eine andere Ventilatorlösung vor: ein FanGrid mit zehn parallel angeordneten RadiPac EC-Ventilatoren – eine bis dahin einzigartige Lösung in Indien, von der er selbst die innovationsbegeisterten Kunden von ETA erst einmal überzeugen musste. „In diesem Projekt machte der Kunde gleich zwei Schritte auf einmal mit uns: Zum einen den von einem riemengetriebenen zu einem direktgetriebenen EC-Ventilator und zum anderen den Schritt von einem einzigen Ventilator zu zehn Ventilatoren, die als eine Einheit arbeiten.“

Weniger Platz, mehr Energieeffizienz

Zwei Schritte, die ETA durchaus zu gehen bereit war. „Wir sind immer auf der Suche nach neuen Lösungen. Das FanGrid besticht vor allem durch seine Energieeffizienz, seine Kompaktheit und die Redundanz, die zehn Ventilatoren gegenüber einem bieten“, sagt Wahab Jainulabideen. Fällt einer der Ventilatoren aus, stellen die anderen neun sicher, dass die Anlage weiterläuft. Der benötigte Bauraum verringert sich gegenüber herkömmlichen AHUs um bis zu 40 Prozent. Zudem liegt der Energieverbrauch der zehn EC-Ventilatoren rund 20 Prozent unter dem eines einzelnen riemengetriebenen Ventilators, der für eine Anlage dieser Größe nötig wäre. Nach ersten Gesprächen gab ebm-papst ein Angebot für den Auftrag ab. Die Reaktion fiel zunächst anders aus als erwartet. ETA hatte günstigere Angebote von Mitbewerbern bekommen. „Das überraschte uns doch sehr, da wir eine gute Kalkulation abgegeben hatten“, erinnert sich Ramesh Swaminathan. Dank der guten Beziehungen zu ETA konnte er jedoch Angebote vergleichen und erkannte schnell, dass bei Weitem nicht alle so umfassend waren wie das von ebm-papst: „Hier wurden Äpfeln mit Birnen verglichen, da der Wettbewerb lediglich die Ventilatoren anbot. Wir hatten jedoch mit der gesamten Systemlösung kalkuliert. Sobald dieser Unterschied beachtet wurde, war unser Angebot mehr als ebenbürtig.“

Eine Investition, die sich auszahlt

Und trotzdem lag der Preis noch über dem Betrag, den ETA für einen einzelnen riemengetriebenen Ventilator hätte zahlen müssen. „Es liegt auf der Hand, dass zehn Ventilatoren mehr kosten als ein einzelner“, sagt Ramesh Swaminathan. „Betrachtet man jedoch die Betriebskosten, so wird schnell klar, dass sich diese Investition bereits nach zwei Jahren amortisiert hat.“ Weitere Kosten spart der Installateur durch den leichteren Einbau und den Wegfall der Wartungskosten für die EC-Ventilatoren. Argumente, die auch ETA vollends überzeugten: ebm-papst erhielt den Zuschlag für das Projekt.

Also begleiteten Ramesh Swaminathan und seine Kollegen das Projekt von der Designphase mit technischen Zeichnungen bis zum Einbau der Ventilatoren. Als technische Herausforderung für ETA erwies sich die Synchronisation der zehn RadiPacs. „Für eine Lösung mit einem Ventilator braucht man logischerweise keine Controller“, erklärt Swaminathan. „Das sieht bei zehn Ventilatoren anders aus. Diese müssen von einem Controller synchronisiert werden, damit sie aufeinander abgestimmt ihre volle Leistung entfalten.“ Um die reibungslose Installation zu gewährleisten, unterstützte er ETA deshalb bei der Suche nach einem Spezialisten für die Controller. „Besonders angenehm an dem Projekt mit ebm-papst war die partnerschaftliche Zusammenarbeit. Diese überzeugte uns ebenso wie die hohe Effizienz und Zuverlässigkeit der Produkte“, sagt Wahab Jainulabideen. Ramesh Swaminathan ist guter Dinge, dass sich nach diesem erfolgreichen Projekt noch mehr Kunden für FanGrids interessieren werden. „Die Bedingungen in unserem Land sind gut dafür. Indien ist ein sehr progressiver Markt für energieeffiziente Lösungen. Über 65 Prozent unserer verkauften Produkte sind bereits heute EC-Ventilatoren und Motoren. Der Hauptgrund für diese Entwicklung sind die explodierenden Energiekosten. Lösungen wie diese werden in Zukunft deshalb immer gefragter sein.“

Üblicherweise arbeiteten in den Anwendungen bisher AC-Ventilatoren, die mittlerweile allerdings oft nicht mehr den ab gültigen Anforderungen der ErP-Richtlinie (Ökodesign-Richtlinie) entsprechen. Für solche oder ähnliche Anwendungen gibt es jetzt eine ErP-konforme Alternative: Energieeffiziente EC-Trommelläufer-Ventilatoren kommen blitzschnell auf Touren und bieten weitere zahlreiche Vorteile.

Sehen Sie selbst: Die neuen EC-Trommelläufer-Ventilatoren von ebm-papst laufen schneller hoch als herkömmliche EC-Modelle und arbeiten dabei deutlich leiser und energieeffizienter. "Herz" der flinken Hochläufer, die in den Baugrößen bis angeboten werden, ist ein GreenTech EC-Motor mit 0, kW Leistung. Das Schaubild rechts zeigt die Hochlaufzeit auf die maximale Drehzahl, bei Anlegen von Volt Steuerspannung.

Im Rahmen der Veranstaltung "Innovative Wirtschaft - Motivation für den Klimaschutz" wurde ebm-papst jetzt in Berlin als Impulsgeber und Leuchtturmprojekt gewürdigt und die besten Energiescouts-Projekte des Jahres durch Bundesumweltministerien Dr. Barbara Hendricks und DIHK-Präsident Dr. Eric Schweitzer ausgezeichnet.

Den 1. Platz belegten Manuel Merz und Marcel Ostermann, beide Elektroniker im 3. Lehrjahr der Michael Weinig AG aus Tauberbischofsheim (Baden-Württemberg). Die Energiescouts hatten ihren Ausbildungsbetrieb umfassend energetisch durchleuchtet, Mitarbeiter zum Thema Energieverschwendung geschult, Bewegungsmelder installiert, hohe Wärmeverluste an einem Heizbecken aufgedeckt und Heizungspumpen ausgetauscht. Auf den 2. Platz kamen die Energiescouts der Firma Lohmann & Rauscher GmbH & Co. KG aus Neuwied (Rheinland-Pfalz). Der 3. Platz ging an die Energiescouts der Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG aus Hasbergen im Landkreis Osnabrück. Die Jury vergab zudem einen Sonderpreis „Innovation“ an die Energiescouts der SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH aus Waldenburg (Baden-Württemberg).

Bundesumweltministerin Dr. Barbara Hendricks lobte die Gewinner des Wettbewerbs als in besonderem Maße vorbildlich: „Sie haben es geschafft, ihre Betriebe umfassend energetisch zu durchleuchten und ihre Betriebsleitung von der Finanzierung von Effizienzmaßnahmen zu überzeugen. Ihr Einsatz hat sich mehrfach gelohnt: die erzielten Einsparungen sind beachtlich und die Investitionen sind so clever eingesetzt, dass sie sich in kürzester Zeit amortisiert haben. Solche Auszubildenden wünscht sich jeder Unternehmer und jede Unternehmerin!“

Auch in Berlin: Eva-Maria Wolfart, derzeit einer der Energiescouts bei ebm-papst in Mulfingen. Sie berichtete vor den Augen der Umweltministerin über die Internationalisierung des Projekts und ihre Reise in die USA. Wolfart und zwei ihrer Kollegen waren Anfang Juni nach Amerika geflogen und hatten das Projekt an der US-Niederlassung von ebm-papst, interessierten Unternehmen, vor Schülern und Lehrern einer High School und an der der Deutsch-Amerikanischen Handelskammer präsentiert. Besonderes Highlight der Vortragsreise war zudem ein Empfang und Gespräch mit Elliott Harris, Direktor des New Yorker Büros von UNEP (Umweltprogramm der Vereinten Nationen) und UN Assistant Secretary-General.

: Die neuen EC-Trommelläufer-Ventilatoren von ebm-papst laufen schneller hoch als herkömmliche EC-Modelle und arbeiten dabei deutlich leiser und energieeffizienter. „Herz“ der flinken Hochläufer, die in den Baugrößen und angeboten werden, ist ein GreenTech EC-Motor mit 0, kW Leistung.

Die Überlegenheit einer neuen Idee.

Üblicherweise arbeiteten in den Anwendungen bisher AC-Ventilatoren, die mittlerweile allerdings oft nicht mehr den ab gültigen Anforderungen der ErP-Richtlinie (Ökodesign-Richtlinie) entsprechen. Für solche oder ähnliche Anwendungen gibt es jetzt eine ErP-konforme Alternative: Energieeffiziente EC-Trommelläufer-Ventilatoren kommen blitzschnell auf Touren und bieten weitere zahlreiche Vorteile.

Alle Vorteile auf einen Blick:

Durch den modularen Anschluss bzw. Aufbau können Sie jederzeit Ihre Torluftschleier erweitern. Schluss mit langen Hochlauf - und Startzeiten, der EC- Trommelläufer- Ventilator ist in nur 3,5 Sekunden voll betriebsbereit. Außerdem verfügt der EC-Trommelläufer-Ventilator über eine normgerechte Parallelschaltung durch Aktiv PFC und eine hohe Leistungsdichte. Dies ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb auch bei höheren Temperaturen.

Das Laufrad, der Motor, die Steuerungselektronik und das Gehäuse bilden eine kompakte Einheit, der den Systemgedanke von ebm-papst perfekt widerspiegelt.

Weitere Vorteile:

• Volumenstrom bis 3. m³/h
• Robustes Stahlblech
• Kompakte Bauweise durch Außenläufermotor
• Forcierte Kühlung der Elektronik
• Durchgängige Baureihe für jeden Einsatzzweck
• % drehzahlsteuerbar durch analoge oder serielle Schnittstelle
• Leichte Inbetriebnahme durch aufeinander abgestimmte Komponenten: Steuerung, Motor, Ventilator
• Plug & Play

„Es freut uns, dass wir diese Auszeichnung nun zum zweiten Mal erhalten. Auch in diesem Jahr sehen wir das Gütesiegel als Ansporn, uns im neuen Geschäftsjahr noch stärker in der Forschung und Entwicklung zu engagieren und durch Innovationen unsere Technologieführerschaft weiter auszubauen“, betont Dr. Bruno Lindl, Gruppengeschäftsführer für Forschung und Entwicklung der ebm-papst Gruppe.

Um die Technologieführerschaft auszubauen und Innovationen auf den Markt zu bringen, investiert das Unternehmen jedes Jahr Millionenbeträge in Forschung und Entwicklung. Darüber hinaus kooperiert ebm-papst mit zahlreichen Universitäten und Forschungseinrichtungen. Dabei entstehen neue und vor allem innovative Produkte. Erst kürzlich wurde eine dieser Innovationen, die im Rahmen der Masterthesis eines Mitarbeiters der Elektronikentwicklung von ebm-papst entwickelt wurde, mit dem Wirtschaftsjuniorenpreis der Region Heilbronn-Franken ausgezeichnet.

Die Gemeinschaftsinitiative der Wirtschaft ehrt mit seiner für zwei Jahre gültigen Auszeichnung „Unternehmen, die ein besonderes Engagement für Forschung und Entwicklung zeigen“. Ziel ist dabei, Unternehmen, die durch ihre eigenständige Forschung und innovativen Produkte zur Förderung und Verbesserung der deutschen Bildungs- und Forschungslandschaft beitragen, auszuzeichnen.

Wenn von Datacentern die Rede ist, denkt man an ausgedehnte Räume, in denen große graue Kästen in langen Reihen Daten verarbeiten und so das Rückgrat unserer digitalen Gesellschaft bilden. Dabei verringerte sich die tatsächlich genutzte Fläche der Räume in den vergangenen Jahren: Die Hardware wird immer kompakter und die Server werden virtuell. Übrig bleiben große Räume mit viel Platz, in denen immense Luftmengen umgewälzt und klimatisiert werden – unnötiger Energieverbrauch.

„Genau dieser Umstand war für uns der Anlass, über eine Alternative zu herkömmlichen Rechenzentren in großen Räumen nachzudenken“, erklärt Erwin Gasser, CEO beim Schweizer Unternehmen Ergatec. Das Ergebnis der Überlegungen ist der ValueShelter, ein zwei Meter breiter und zwei Meter hoher Container, der problemlos Platz für ein normiertes 19-Zoll-Rack bietet, in das aktive IT-Komponenten eingeschoben werden können.

Datenbox im Keller

Neben dem Schutz vor Diebstahl, Feuer, Vandalismus, Sabotage und anderen bedrohlichen Umwelteinflüssen war die optimale Klimatisierung eine der wesentlichen Herausforderungen bei der Entwicklung des kompakten Schutzraums. „Gerade bei Komponenten der Informations- und Kommunikationstechnologie (ICT) ist es besonders wichtig, dass wir einen geschlossenen Kreislauf haben, in den von außen keine Luft mit korrosiven Partikeln eindringen kann“, so Gasser. Deshalb entwickelte er gemeinsam mit seinem Sohn Michael ein Klimamodul mit zwei getrennten Luftkreisläufen.

„Wir profitieren von der optimalen Energieaufnahme der Ventilatoren im Teillastbetrieb.“

Michael Gasser, IT-Construction Engineer, Ergatec AG

Ideale Bedingungen für den Einsatz im ValueShelter fanden sich bei einem Großkunden in Bern. Dieser wählte als Aufstellort für den sicheren Server gemeinsam mit Ergatec einen 160 Jahre alten Felsenkeller im Berner Stadtgebiet aus, in dem eine durchschnittliche Temperatur von zehn Grad Celsius und eine relative Luftfeuchtigkeit von rund 90 Prozent herrschen. Direkt in solch eine Umgebung würde wohl niemand seinen Arbeitsrechner stellen. Das spezielle Klimamodul des ValueShelters macht sich die feuchtkalte Umgebung jedoch für die Energiegewinnung zunutze, indem es die innere Energie der feuchten Luft in Kühlleistung umsetzt.

Geschlossener Kreislauf

Ventilatoren saugen im äußeren Kreislauf die Außenluft an und erzeugen damit Kaltwasser. Dieses wird im inneren Wärmetauscher zur Erzeugung von kühler Umluft für den inneren Klimakreislauf genutzt. Der innere Kreislauf ist dabei komplett von außen abgeschottet. Um das gesamte System so sparsam wie möglich zu halten, machte sich Ergatec zudem auf die Suche nach effizienten und kompakten Ventilatoren. Das Unternehmen fragte bei verschiedenen Herstellern passende Produkte an. „Von ebm-papst kam gleich ein Rückruf und der Wunsch, sich das Projekt genauer mit uns anzuschauen“, erzählt Michael Gasser. Also setzte er sich mit Daniel Spurgeon, Area Sales Manager bei der Schweizer ebm-papst AG, zusammen und sprach mit ihm die genauen Spezifikationen durch.

Außenluft mit einer tiefen Temperatur und einer hohen relativen Feuchtigkeit strömt durch den äußeren Teil des Klimamoduls in den ersten Wärmetauscher (Erhitzer) ein und wird von ebm-papst Ventilatoren an der Oberseite in den Raum zurückgeblasen. Auf diesem Weg wird Kühlwasser erzeugt. Dieses fließt durch den inneren Teil des Klimamoduls zum zweiten Wärmetauscher (Kühler) und kühlt dort die umgewälzte warme Umluft ab, die aus dem Inneren des ValueShelters kommt.

Spurgeon schlug vor, EC-Axialventilatoren mit gesichelten Flügeln zu nutzen. Dabei stellte sich heraus, dass es aufgrund der Einbausituation energetisch günstiger ist, statt jeweils einen Ventilator an jeder Ein- beziehungsweise Auslassstelle zwei Ventilatoren einzubauen. „Durch diese Redundanz und die damit verbundenen größeren Öffnungen müssen die einzelnen Ventilatoren weniger Druck aufbringen, was sich in einem niedrigeren Energiebedarf niederschlägt“, sagt Spurgeon. „Grundsätzlich könnte man dafür auch einen größeren Ventilator wählen, doch in der konkreten Einbausituation passten zwei kleinere Produkte besser.“

„In den kommenden Jahren wird die Nachfrage nach dem ValueShelter deutlich steigen.“

Erwin Gasser, CEO, Ergatec AG

Dank der guten Rahmenbedingungen im Felsenkeller und dank EC-Axial-Ventilator ist der ValueShelter besonders effizient. Die Wärmeabgabe der Hardwarekomponenten liegt bei 7.000 Watt. Dem gegenüber stehen lediglich 300 Watt, die benötigt werden, um die Klimatisierung des ICT-Equipments zu gewährleisten. Dieses Verhältnis zwischen Gesamtstromverbrauch und Stromverbrauch des ICT-Equipments ergibt einen sehr guten PUE-Wert* von 1,04. Dieser Wert lässt sich sogar noch weiter verbessern, wenn die Wärme, die im äußeren Wärmetauscher (Erhitzer) entsteht, weiterverwendet wird, indem eine Wärmepumpe oder ein Boiler angeschlossen wird.

Gerüstet für den Notfall

Um die Ausfallsicherheit der Klimatisierung zu gewährleisten, sind an jeden ValueShelter gleich zwei Klimamodule angedockt. „Während des Normalbetriebs betreiben wir beide Module je nach Bedarf. Dabei profitieren wir von der optimalen Energieaufnahme der Ventilatoren von ebm-papst im Teillastbetrieb“, sagt Michael Gasser. Falls ein Modul komplett ausfällt, übernimmt das andere zu 100 Prozent sofort dessen Aufgabe und der Betrieb geht ohne Unterbrechung weiter.

Auch gegen andere negative Einflüsse von außen ist der ValueShelter bestens gerüstet: Einzigartig für einen Server-Container dieser Größe ist der Brandschutz. Sobald es brennt, schottet sich der Container durch Brandschutzschieber gegen Hitze und korrosive Brandgase ab. Die Brandschutzschieber werden durch einen sogenannten Federrücklauf­motor geschlossen, der keinen Strom benötigt, um die Luftein- und -auslassöffnungen zu schließen. „Die Brandschutzschieber haben wir uns in der EU und den USA patentieren lassen, da ihre Entwicklung in dieser Größe die Voraussetzung dafür war, den ValueShelter überhaupt realisieren zu können“, erklärt Erwin Gasser.

Er ist stolz darauf, gemeinsam mit seinem Sohn bereits einige Ideen umgesetzt zu haben, die sich anfangs ungewöhnlich anhörten. Deshalb fällt seine Prognose für die Zukunft des ValueShelters positiv aus. „Vielleicht sind wir mit dem Produkt unserer Zeit noch etwas voraus. Ich gehe jedoch davon aus, dass die Nachfrage in den kommenden Jahren deutlich steigen wird. Dabei werden wir davon profitieren, dass Datenschutzgesetz, Datensicherheit und Energieeffizienz immer wichtiger werden.“

* Der PUE-Wert (PUE: Power Usage Effectiveness) berechnet sich aus dem Quotienten des Gesamtstromverbrauchs geteilt durch den Stromverbrauch des ICT-Equipments. Er gibt Auskunft darüber, wie effizient Energie in einem Rechenzentrum genutzt wird.

Gleichzeitig hat sich auch das Geräusch um über 3 dB (A) verringert.

Der Wirkungsgradgewinn wird in höhere Volumenströme umgesetzt, d. h. die neuen Ventilatoren erreichen höhere Betriebspunkte.

Die entsprechenden Messungen wurden auf einem TÜV-zertifizierten aeroakustischen Ventilatorprüfstand durchgeführt (vgl. Text: Zertifizierter Prüfstand), der es erlaubt, die Luftleistungsdaten und die Geräuschwerte gleichzeitig zu erfassen.

Dieser Kammer- oder auch Kombiprüfstand besteht aus zwei reflexionsarmen Halbräumen mit schallhartem Boden, die der Genauigkeitsklasse 1 für akustische Messungen entsprechen. Es können Luftleistungsmessungen bis zu einem Volumenstrom von . m³/h bei einer statischen Druckerhöhung bis 3. Pa durchgeführt werden.

Teampartnerschaft bringt Erfolge

Am Kommandostand des MERCEDES AMG PETRONAS Formel 1-Teams überwachen die fünf Top-Ingenieure die Leistung der beiden Autos während jedes Rennens – und das bis ins kleinste Detail. Dabei analysieren sie in Echtzeit über 150.000 mögliche Szenarien um den Plan für den weiteren Rennverlauf festzulegen. Seit Beginn der Saison 2016 wurde die Klimaanlage, die die Teammitglieder als auch die Elektronik am Kommandostand an der Boxenmauer mit kühler Luft versorgt, erheblich verbessert. Vorher übernahm diese Aufgabe eine einfache Lüftung mit ungekühlter Luft. "Der Wechsel auf eine echte Klimatisierung macht unsere Arbeit direkt an der Rennstrecke deutlich angenehmer", erklärt Paddy Lowe, Executive Director (Technical) des MERCEDES AMG PETRONAS Formel 1-Teams. "Selbst in Rennen an heißen Orten wie z. B. in Asien können wir nun einfacher einen kühlen Kopf bewahren und auch die Elektronik wird bestens klimatisiert."

Wie viel kühle Luft die Ingenieure bekommen, regeln sie selbst über insgesamt zehn Luftauslässe, die zwischen Tischplatte und den Monitoren des Kommandostands angebracht sind. Zwei Klimaeinheiten an den Seiten der Strategiezentrale erzeugen die kühle Luft, ehe sie leistungsstarke einseitig saugende Radialgebläse mit vorwärtsgekrümmten Schaufeln von ebm-papst zu den Auslässen und zur Elektronik führen. Die Auswahl des Lieferanten der Ventilatoren für die Anlage fiel dem Team leicht.

„Wir haben bereits bei einigen Projekten mit unserem Teampartner ebm-papst bereits sehr erfolgreich zusammengearbeitet, etwa bei der Boxenklimatisierung oder dem Kühlen der Autos in der Box. Deshalb lag es nahe, dass wir uns an ebm-papst wenden."

Paddy Lowe, Executive Director (Technical) des MERCEDES AMG PETRONAS Formel 1-Teams 

Für das Formel 1-Team war es ein großer Vorteil, dass sein Teampartner ebm-papst dank seines breiten Portfolios die passenden Ventilatoren für die Anwendung zügig liefern konnte. So ließ sich das Projekt besonders schnell realisieren.

Die Teampartnerschaft von MERCEDES AMG PETRONAS Formel 1-Teams und ebm-papst besteht seit 2014. In diesem Zeitraum konnte das Formel 1-Team von MERCEDES AMG PETRONAS bereits 3 Mal die Konstruktionsweltmeisterschaft gewinnen. 

Ab wann wird ein Ventilatorgeräusch als störend empfunden?

Das lässt sich nicht ganz einfach beantworten. Natürlich gibt es physikalische Merkmale wie den Geräuschpegel, die man im Teststand messen kann. Solche Zahlen allein sagen aber oft noch nichts darüber aus, wie das menschliche Ohr solche Geräusche einordnet. Für die subjektive Beurteilung ist etwa wichtig, wie „rau“ ein Geräusch wahrgenommen wird.

Ein solches Empfinden kann entstehen, wenn das Signal durch Änderung von Frequenz oder Amplitude eine zeitliche Struktur erhält. Viele Geräusche enthalten zudem tonale Komponenten, die stark störend wirken können. Dieses Empfinden unterscheidet sich von Person zu Person, was die Bewertung noch verkompliziert. Der eine reagiert auf tieffrequente Geräusche negativ, der andere zuckt bei den Höhen eher zusammen.

Wie misst man dieses persönliche Empfinden?

Wir haben bei ebm-papst mit dem „AudiMax“ ein sogenanntes Psychoakustiklabor eingerichtet. In dieser schallisolierten Einrichtung haben wir Platz für bis zu acht Testhörer, denen wir die Geräusche unserer Produkte in unterschiedlichen Konfigurationen vorspielen können.

Wie gelangen Sie mit dieser Methode zu verwertbaren Ergebnissen?

Unsere Mitarbeiter befragen die Probanden anschließend und schaffen so eine Datenbasis unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten. Damit können wir in Zusammenarbeit mit den Kollegen aus der Produktentwicklung evaluieren, welche Maßnahmen greifen und welche nicht. Schluss­endlich ist das Ziel ein Ventilatorgeräusch, das von einer möglichst breiten Masse an Testpersonen als angenehm empfunden wird.