Komponenten für die Klimatechnik

Fan Coils, die heute meist zur dezentralen Raumklimatisierung eingesetzt sind, werden oft mit langer Einschaltdauer betrieben (Bild 2a und b). Daher macht es sich bezahlt, bei ihrer Konstruktion und Auslegung auf energiesparende Komponenten Wert zu legen. Das rechnet sich für den Betreiber innerhalb kurzer Zeit. In Hotels beispielsweise liegt die durchschnittliche Einschaltdauer von Fan Coils heute bei ca. 80 %, in Bürogebäuden bei etwa 40 %.

Maßgeschneiderte Ventilatoren: Plug-and-Play

Fan Coils oder Gebläsekonvektoren gehören zur Gruppe der Luft-Wasser-Klimaanlagen und sind von ihrer prinzipiellen Funktionsweise her einfach zu verstehen (Bild 3): Der eingebaute Wärmetauscher wird je nach Bedarf von kaltem oder erwärmtem Wasser durchflossen. Mit Hilfe des ebenfalls eingebauten Ventilators wird Luft über den Wärme­tauscher geführt und auf diese Weise die Raumluft temperiert. Bei der Auswahl geeigneter Ventilatoren haben die Hersteller der Klima­geräte die Qual der Wahl. Keineswegs ist die benötigte Leistung allei­niges Entscheidungskriterium. Mindestens ebenso wichtig sind die Einbaumöglichkeiten im Gehäuse des Klimagerätes, die Geräusch­emission im Betrieb und nicht zuletzt das Funktionsprinzip des eingesetzten Ventilatoren-Antriebs, das ganz entscheidend den Energieverbrauch und damit die Betriebskosten beeinflusst.

Um hier die Auswahl zu erleichtern, bietet der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst Mulfingen eine neue Baureihe von EC-Radialventilatoren an (Bild 4), die perfekt auf die Belange des Einsatzbereichs „Fan Coil“ ausgelegt ist und alle hier denkbaren Anforderungen abdeckt. In verschiedenen Ausführungen stehen Ventilatoren im Leistungsbereich zwischen 40 und 250 W zur Verfügung, die Luftmengen bis 2200 m³/h liefern. Alle Ausführungen sind speziell auf einen geräuscharmen Betrieb ausgelegt, bauen sehr kompakt und lassen sich als steckerfertige Plug-and-Play-Lösung einfach montieren. Der Ventilator wird am Ausblasflansch befestigt und durch ein Stecksystem angeschlossen. Die verwendeten Kunststoffmaterialien sind leicht, aber dennoch widerstandsfähig und schalldämpfend. Außerdem hat der Anwender innerhalb der neuen Baureihe die Wahl zwischen den bewährten AC-Motoren und modernster EC-Technik, wobei letztere je nach Einsatzbereich in der Praxis gleich eine ganze Reihe an Vorteilen bringen kann.

EC-Technik – In vielen Anwendungen unschlagbar

AC-Motoren haben sich zwar mittlerweile als robuste Antriebslösung für die in der Luft- und Klimatechnik eingesetzten Ventilatoren bewährt und bieten eine lange Lebensdauer. Sie haben jedoch einen entscheidenden Nachteil: ihr Wirkungsgrad, der je nach Betriebsbedingungen unter 30 % liegen kann. Mit bis zu 90 % Wirkungsgrad sind die als Alternative angebotenen EC-Motoren hier deutlich im Vorteil.

Hohe Wirkungsgrade bedeuten, dass weniger Verlustwärme anfällt, die im Kühlbetrieb des Gebläsekonvektors zu zusätzlich aufzubringender Kühlleistung führen würde. Weiterhin wirken sich niedrige Motortemperaturen positiv auf die Lebensdauer der eingesetzten Kugellager aus.

Moderne EC-Technik spart aber nicht nur im Volllastbetrieb. Gerade auch im Teillastbetrieb verlieren EC-Motoren weit weniger von ihrer Effizienz. Das bedeutet konkret, die Energieeinsparungen machen sich auch dann bemerkbar, wenn die Ventilatoren in niedrigeren Drehzahlbereichen betrieben werden.

Technik – mehr Komfort und trotzdem günstig

Wie sich der Einsatz von EC-Ventilatoren im Geldbeutel des Verbrauchers niederschlagen kann, verdeutlicht am besten ein Beispiel: In einem Hotel werden 150 Zimmer zur Raumklimatisierung mit Fan Coils ausgestattet. Die für die folgende Rechnung angenommene Betriebsdauer der Geräte beträgt zehn Jahre. Dabei geht man davon aus, dass die Fan Coils jedes Jahr etwa 300 h im Volllastbetrieb, 1500 h bei 75 %, 4000 h bei 50 % und 1500 bei 25 % laufen und 1460 h ausgeschaltet sind. Zugegeben, diese Werte sind der leichteren Berechenbarkeit zuliebe etwas vereinfacht, aber auch wenn sich die Zahlen im praktischen Betrieb verschieben sollten, bleibt das in Bild 5 dargestellte Ergebnis sinngemäß gleich: Die EC-Technik spart dem Hotelbetreiber bares Geld. Bei einem Strompreis von 0,16 € pro kWh ergibt die Rechnung mit den dem Beispiel zu Grunde liegenden Zahlen immerhin eine Ersparnis von mehr als 50 000 € über die Gesamtbetriebsdauer. D.h., der Hotelbetreiber spart jedes Jahr über 5000 € Energiekosten, wenn er Fan Coils mit EC-Ventilatoren gegenüber AC-Lösungen den Vorzug gibt.

Auch der Hotelgast kann als Endanwender von der EC-Technik profitieren, da die Leistungselektronik der EC-Motoren die Möglichkeit bietet, praxisgerechte Zusatzfunktionen zu integrieren. Mit der EC-Motor-typischen stufenlosen Drehzahlregelung beispielsweise lässt sich die Leistung der Klimageräte exakt an die individuellen Bedürfnisse anpassen. Falls gewünscht lassen sich die Fan Coils in Stufen schalten, so wie man es von den herkömmlichen AC-Lösungen her kennt, also wie in der Beispielrechnung in vier Betriebsstufen. Positiv bemerkbar macht sich hierbei, dass die EC-Gebläse vor allem in den kleinen Stufen deutlich leiser sind als AC-Varianten. Damit beweist moderne EC-Technik einmal mehr, dass sie in der Kälte- und Klimatechnik die bessere Wahl ist, nicht nur aus Gründen der Energieeinsparung, sondern auch was den Komfort anbelangt.