Die Einbausituation bei der Entwicklung berücksichtigen - KI - Kälte, Luft, Klimatechnik
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FORSCHUNG & ENTWICKLUNG
VENTILATOREN
Wechselwirkungen zwischen Ventilator und Anwendung
Die Einbausituation bei der
Entwicklung berücksichtigen
Ventilatoren sind komplexe Strömungsmaschinen, die teilweise auf strömungstechnische Veränderungen
in ihrer Umgebung reagieren. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die Einbausituation. Kundenspezifische
Einbaubedingungen lassen sich mit Softwaretools simulieren und können dann in die Entwicklung, Opti-
mierung oder Auswahl der Ventilatoren mit einfließen. Nicht zuletzt deshalb empfiehlt es sich, den Her-
steller der Ventilatoren bereits in einem frühen Stadium der eigenen Geräteentwicklung mit ins Boot zu
nehmen.
(Abb. 2) Die Datenblattangaben werden im
Prüfstand ermittelt. Sie müssen auf reprodu-
(Abb. 1) Auswahlprogramme sollten so aufgebaut sein, dass sie möglichst viele Parameter abfra- zierbaren Messungen bei (ungestörten) Stan-
gen, die sich an der Einbausituation orientieren. dardbedingungen beruhen.
M
oderne Radial- und Axialven- tern wirken sich aus. Typische Aus- gesaugt wird, radial von allen Seiten
tilatoren arbeiten heute sehr wahlprogramme (Abb.1) können diese oder einseitig. Im schlechtesten Fall
effizient und leise. Eingebaut Auswirkungen nur begrenzt berück- steigen dadurch die Leistungsaufnahme
in einer Anwendung wird sich ihr Ver- sichtigen, da sie die unter Laborbedin- und der Geräuschpegel bei gleichem
halten jedoch verändern, wenn die Zu- gungen ermittelten Werte zugrunde le- Betriebspunkt signifikant an.
ström- oder Abströmbedingungen ge- gen (Abb. 2). Diese müssen schließlich Um die Sicherheit zu gewährleisten,
stört sind. In einem klimatechnischen auf reproduzierbaren Messungen bei müssen Axialventilatoren in der Regel
Gerät sind Ventilatoren schließlich Mit- (ungestörten) Standardbedingungen mit Schutzgittern ausgerüstet werden.
tel zum Zweck. Beeinträchtigungen beruhen. In der Anwendung gibt es Dabei ist es wichtig, die Geometrie des
sind deshalb meist der Funktion ge- aber – bedingt durch die Einbauverhält- Schutzgitters auf die Strömungsfüh-
schuldet. Klappen und Filter können nisse im jeweiligen Gerät – mehr oder rung anzupassen, um möglichst wenige
den Luftstrom verändern und auch der weniger ausgeprägte Verwirbelungen. Verluste und Geräusche zu erzeugen.
Abstand zu Wänden und Wärmetau- Diese Turbulenzen führen zu einer un- Heute schlagen akustische Einzeleffekte
schern sowie der Einsatz von Schutzgit- ter realen Bedingungen nur schwer von Schutzgittern deutlich stärker zu
kalkulierbaren Geräuschentwicklung. Buche als noch vor einigen Jahren. Mo-
Einmal im Gerät eingebaut, stimmen derne Ventilatoren arbeiten für sich al-
Autoren die dokumentierten Werte häufig nicht lein betrachtet so leise, dass die vom
Christian Haag, mit der Realität überein. Abbildung 3 Schutzgitter verursachten Effekte stär-
Abteilungsleiter E42 – Applikationsent- zeigt, wie sich Energieverbrauch und ker hörbar sind. Es ist also nicht sinn-
wicklung und Geräusch je nach saugseitiger Einbau- voll, sich bei Leistungsaufnahme und
Marvin Götzinger, situation verändern – je nachdem wie Geräuschemission nur auf Katalogwer-
Gruppenleiter Applikation – Strömungs- stark das Gehäuse die Durchströmung te zu verlassen. Auswahlprogramme
technik, ebm-papst Mulfingen behindert, also ob axial von vorne an- sollten daher so aufgebaut sein, dass sie
38 KI Kälte · Luft · Klimatechnik · 05 2021 www.ki-portal.de
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Bilder: ebm-papst VENTILATOREN
(Abb. 3) Energieverbrauch und Geräusch verändern sich, je nachdem wie das Gehäuse die Durchströmung beeinflusst – also ob axial von vorne ange-
saugt wird, radial von allen Seiten oder einseitig.
möglichst viele Parameter abfragen, die teres gewinnt zunehmend an Bedeu- Einbausituation in RLT-Geräten mit
sich an der Einbausituation orientieren. tung. Denn heute kann z. B. eine im einbezogen. Das breite Wirkungsgrad-
Freien aufgestellte Luft-Wasser-Wärme- optimum bei Radialventilatoren führt
Über Jahrzehnte gesammeltes pumpe, auch wenn sie vielleicht der dazu, dass die Ventilatoren in praktisch
Know-how fließt ein Lärmschutznorm TA entspricht, die jedem Betriebspunkt mit möglichst ge-
Da Wechselwirkungen zwischen Venti- Nachbarschaft mit störenden Geräu- ringer Leistungsaufnahme arbeiten und
lator und Anwendung immer auftreten schen verärgern. Um auf der sicheren es auch in puncto Lautstärke keine un-
können, hat es sich der Ventilatoren- Seite zu sein, sollten Ventilatoren zu- liebsamen Überraschungen gibt.
und Motorenspezialist ebm-papst zur sätzlich zur gängigen Bewertung des
Aufgabe gemacht, die spätere Einbau- Schallpegels auch nach psychoakusti- FlowGrid verbessert
situation – soweit irgendwie möglich – schen Kriterien optimiert werden. das Geräuschverhalten
bereits bei der Entwicklung eines Venti- Wird die spätere Einbausituation be- Für jeden Hersteller eines RLT-Geräts
lators zu berücksichtigen. Dabei fließt reits bei der Entwicklung berücksich- gibt es einen „Worst Case“: Im einge-
über Jahrzehnte gesammeltes Applika- tigt, verbessert das die Resultate enorm, bauten Zustand ist der gewählte Venti-
tions-Know-how ein. Die unterschied- wie sich am Beispiel der „RadiPac“- lator zu laut oder nicht effizient genug,
lichsten an der Entwicklung beteiligten Ventilatoren (Abb. 4) zeigt. Hier hat im schlimmsten Fall kann sich die
Disziplinen arbeiten eng zusammen, ebm-papst nicht nur Laufrad, Motor Markteinführung dadurch deutlich ver-
angefangen bei leistungsfähigen Simu- und die Ansteuerelektronik im Hinblick zögern. Gerade in solchen Fällen kann
lationstools und Prüfständen bis hin auf Energieeffizienz und Geräuschemis- es sich lohnen, beim Spezialisten nach-
zum psychoakustischen Prüflabor. Letz- sion optimiert, sondern auch die reale zufragen. Mit passiven Bauteilen wie
(Abb. 4) Bei den RadiPac-Ventilatoren hat ebm-papst nicht nur Laufrad,
Motor und die Ansteuerelektronik im Hinblick auf Energieeffizienz und
Geräuschemission optimiert, sondern auch die reale Einbausituation in (Abb. 5) Das FlowGrid eignet sich für Radialventilatoren (links) und Axial-
RLT-Geräten mit einbezogen. ventilatoren (rechts)
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leistung zu vermindern (Abb. 6). In
lärmsensiblen Anwendungen wie z. B.
Wärmepumpen, Wohnungslüftungsge-
räten und Luftreinigern für Klassenzim-
mer können hier gute Ergebnisse erzielt
werden.
Hersteller in einer frühen Entwick-
lungsphase einbeziehen
Wer von Anfang an auf der sicheren
Seite sein will, sollte den Ventilatoren-
hersteller bereits in einer frühen Ent-
wicklungsphase des eigenen Geräts mit
einbeziehen. Bei großen wie kleinen
Ventilatoren kann es sich gleicherma-
ßen lohnen, die Strömungssituation
genau zu analysieren, zu bewerten und
geeignete Optimierungsmaßnahmen zu
finden. Als kompetenter Partner setzen
die Ventilatoren- und Motorenspezialis-
ten von ebm-papst hier immer wieder
(Abb. 6) Mit Zusatzteilen wie dem FlowGrid können unliebsame Effekte im eingebauten Zustand Maßstäbe, wenn es bei luftführenden
auch noch nachträglich gemindert werden.
Geräten darum geht, Probleme bereits
im Vorfeld zu verhindern oder auch
dem Vorleitgitter „FlowGrid“ (Abb. 5) dert werden. Werden die eingesetzten noch vor der Produkteinführung das
beispielsweise, das sich für Axial- und Ventilatoren damit nachgerüstet, redu- Beste hinsichtlich Geräusch und Effizi-
Radialventilatoren eignet, können un- ziert das die geräuscherzeugenden Ver- enz zu erreichen. n
liebsame Effekte im eingebauten Zu- wirbelungen in der Zuströmung dras-
stand auch noch nachträglich gemin- tisch, ohne die Luft- und Aufnahme- www.ebmpapst.com
Kompaktlüfter für vielseitige Anwendungen
VENTILATOREN Der kompakte strömungstechnisch und mo-
DC-Radiallüfter „RV45“ von torseitig auf Dynamik opti-
ebm-papst wurde für die be- mierte Radiallüfter erzeugt so
sonderen Ansprüche medizini- über 4.600 Pa und ist dennoch
scher Beatmungsgeräte entwi- klein, leicht und leise.
ckelt und hat sich dort bestens Die hohe Nenndrehzahl ermög-
bewährt. Damit ist er Wegbe- licht eine dynamische Kraftent-
reiter für den „RVE45“, der spe- faltung nach Maß – unterstützt
Der Kompaktlüfter
ziell für den Einsatz in industri- durch das geringe Trägheitsmo-
RVE45 von ebm-
ellen Anwendungen weiterent- ment des Rotors. Aktives Brem-
papst sorgt durch
wickelt wurde. Der RVE45 mit sen sorgt für eine ähnliche Dy- den optionalen ein-
integrierter Elektronik ist für namik bei der negativen Be-
Bild: ebm-papst
gangsseitigen
Anwendungen ausgelegt, in schleunigung. Schwingungs- Schlauchstutzen für
denen dynamische Luftförde- dämpfende Materialien und mehr Freiheiten in
rung und hohe Drücke benötigt eine optimale Aerodynamik der Konstruktion.
werden, wie z. B. in Vakuumhe- gewährleisten einen besonders
bern, mobilen Absauganlagen, leisen Betrieb. optionalen eingangsseitigen bel gewählt werden. Das er-
Brandmeldeanlagen und der Ein weiterer Vorteil für Indust- Schlauchstutzens können auch möglicht mehr Freiheiten in der
Verpackungstechnik. Sein dy- rieanwendungen ist die kom- komplexe Einbausituationen Konstruktion einer Applikation
namischer EC-Innenläufermo- pakte Bauweise des Lüfters. Er realisiert werden. Am Schlauch- und erleichtert dem Konstruk-
tor unterstützt die Anpassung misst inklusive Steuerungs- stutzen mit einem Durchmes- teur die Adaption in eine beste-
auf schnelle Druckveränderun- elektronik lediglich 64 x 64 x ser von 22 mm wird ein An- hende Gerätelogik. So verein-
gen und wechselt schnell und 65 mm, bei einem Gewicht von saugschlauch montiert, wel- bart der RVE45 flexible Luftzu-
sicher zwischen hohem und er- nur 160 g. Der RVE45 ist in zwei cher die Luft dort ansaugt, wo fuhr auf geringem Bauraum
heblich reduziertem Druck. Der Varianten mit 12 und 24 V DC es die Umgebungsbedingun- mit einem geringen Geräusch
RVE45 setzt Drehzahländerun- lieferbar, die Drehzahlrege- gen zulassen. Dadurch kann die von lediglich 58 dB(A).
gen von 0 auf 36.500 U/min in lung erfolgt mittels Analog- Position des Kompaktlüfters
weniger als 500 ms um. Der oder PWM-Signal. Mithilfe des innerhalb eines Gerätes varia- www.ebmpapst.com/rve45
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