Ventilator-Drehzahlregelung für Effizienz und Sicherheit

„Für jede Aufgabe die passende Lösung” verspricht die Trox X-Fans GmbH, ein Hersteller von Ventilatoren für die technische Gebäudeausstattung. Zum Angebot des Unternehmens aus dem hessischen Bad Hersfeld gehören auch Axialventilatoren mit Drehzahlregelung für Entrauchungsanlagen. Um hier einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, ist die Kombination eines Ventilators mit einem Frequenzumrichter ideal. Besonders bei einem Axialventilator mit einzeln im Stillstand verstellbaren Laufradschaufeln mit drehzahlgeregeltem Elektromotor können sich Vorteile wie eine günstige Platzierung des Betriebspunkts auf der Kennlinie des Ventilators ergeben, zudem ein gutes Teillastverhalten bei quadratisch verlaufender Anlagenkennlinie sowie eine günstige Akustik im Teillastbereich.

Liefen Entrauchungssysteme in der Vergangenheit starr am Netz, hat die Verwendung von Frequenzumrichtern hier zu einem Umdenken geführt. Für einen sicheren Anlauf der Ventilatoren ist es wichtig, dass das Netz nicht überlastet wird. Durch Begrenzung des Anlaufstroms mithilfe eines Frequenzumrichters ist die Netzbelastung gering. Infolge des sanften Anlaufens werden zugleich Bauteile des Ventilators weniger mechanisch belastet. Die bedarfsgerechte Drehzahlregelung sorgt des Weiteren für einen energieeffizienten Betrieb.

Betriebspunkt einfach einstellen

Oliver Holstein, Leiter Vertrieb bei Trox X-Fans, erläutert: „Gerade bei komplexen Entrauchungs-Kanalführungen kann es zu Abweichungen der Betriebspunkte kommen, ebenso beim Betrieb von Mehrbereichs-Entrauchungsanlagen, wo es einen Entrauchungsventilator für mehrere Rauchabschnitte gibt. Hier kann mithilfe eines Frequenzumrichters der richtige Betriebspunkt einfach eingestellt werden.“ Für die bedarfsgerechte Anpassung des Luftvolumenstroms in Lüftungsanlagen werden „ACH580“-Frequenzumrichter von ABB eingesetzt, die speziell für die Lüftungs- und Gebäudetechnik ausgelegt sind. „Die einfache Funktion des Umrichters und der gute technische Support haben uns überzeugt, etwas Gutes damit aufbauen zu können. Uns war klar, dass Frequenzumrichter in Zusammenhang mit Entrauchungsventilatoren ein schwieriger, aber gangbarer Weg sind. Hier ist ABB der richtige Partner“, betont Holstein. Am „ACH580“ schätzt er die leichte Bedienung über das Display beziehungswiese die Parametrierung über PC. Durch die geräteeigene Firmware der HLK-Frequenzumrichter, die für die Anwendung mit Produkten von Trox X-Fans angepasst ist, können alle wichtigen Parameter eingestellt werden. Das Unternehmen setzt ABB-Umrichter in einem Leistungsspektrum von 0,5 bis 430 kW Motorleistung ein.

Entrauchungsanlage dient als Lüftung

Trox X-Fans hat nach eigenem Bekunden schon viele Projekte mit ABB-Frequenzumrichtern realisiert. Auch bei einem Projekt in Berlin, der Integration von Entrauchungsventilatoren im Neubau eines Verlagsgebäudes, kamen welche zum Einsatz. Das Bad Hersfelder Unternehmen lieferte für das Gebäude zehn Entrauchungsventilatoren vom Typ „BVAXN 12/56-1250“ in der Ausführung „DAX“ für die Entrauchung des Hauptgebäudes, die durch ebenso viele „ACH580“ geregelt werden. Ventilatoren wie auch Frequenzumrichter haben eine Leistung von je 37 kW. Das Besondere bei diesem Projekt ist, dass die Entrauchungsanlage auch für die tägliche Lüftung genutzt wird. Der dafür erforderliche Lüftungsbetrieb mit geringem Volumenstrom wird mithilfe der ABB-Frequenzumrichter eingestellt.

Prüfung in einer Einheit

Entrauchungsventilatoren müssen nach DIN EN 12101-3 „Rauch- und Wärmefreihaltung – Teil 3“ geprüft werden. Die Norm legt die Produkteigenschaften für kraftbetriebene Rauch- und Wärmeabzugsgeräte fest, die als Teil einer maschinellen Rauch- und Wärmeabzugsanlage in Bauwerken installiert werden. Die Einhaltung der Norm durch die Ventilatoren erfordert die Prüfung und Zulassung des Pakets aus Ventilator und Frequenzumrichter im Brandfall.

Trox X-Fans lässt die Prüfungen von Frequenzumrichter und Entrauchungsventilator seit 2012 bei der Materialprüfanstalt für das Bauwesen Braunschweig (MPA BS) durchführen. Das Unternehmen kann dadurch in den Temperaturklassen F300 bis F600 eine große Bandbreite an geprüften Ventilatoren mit Frequenzumrichtern anbieten.

Zu den Anforderungen der Anwendung an die Antriebstechnik erläutert Oliver Holstein: „Im Ernstfall müssen der Entrauchungsventilator und der Frequenzumrichter miteinander funktionieren. Keiner der beiden Komponenten darf ausfallen beziehungsweise beide müssen so lange wie möglich durchhalten. Die ausgiebigen Tests haben bewiesen, dass dies funktioniert.“ Der Frequenzumrichter muss dabei in der Lage sein, den Motor zuverlässig zu regeln, auch wenn die Motorprüftemperaturen 300 °C oder sogar 600 °C betragen.

Override-Modus für Notsituationen

Eine für Trox X-Fans sehr wichtige Funktion der Frequenzumrichter ist der Override-Modus, in dem der Entrauchungsbetrieb nur erfolgen darf. Diese Funktion kommt zum Einsatz, wenn es brennt und die Entrauchungsanlage ausgelöst hat. Wird die Entrauchungsfunktion des Frequenzumrichters aktiviert, werden die internen Fehlerprotokolle deaktiviert, sodass die Frequenzumrichter-Motor-Einheit bis zu deren Zerstörung betrieben werden kann. So wird im Notfall die Laufzeit der Ventilatoren verlängert, um eine sichere Evakuierung von Personen zu gewährleisten.

ABB-Frequenzumrichter mit Override-Funktion ermöglichen nach Angabe des Herstellers einen nahtlosen Wechsel vom Normalbetrieb in den Override-Modus und zurück. Dadurch können Testläufe des Lüftungssystems einfach ausgeführt werden, da der Frequenzumrichter ohne manuelle Rücksetzung in den Normalbetrieb zurückkehrt. Im Override-Modus können verschiedene Drehzahlen angelegt werden. So können der Luftstrom der Situation angepasst und beispielsweise gefährliche Rauchschichten bei Bränden vermieden werden. Wichtig ist auch die Fähigkeit zur Änderung der Drehrichtung. Das ermöglicht Flexibilität bei der Evakuierung und den Rauchabzugsstrategien sowie eine zusätzliche Rauchabzugsfähigkeit.