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Hersteller von Lüftungstechnik reduzieren Energieverbrauch schon heute und setzen ökologische wie ökonomische Maßstäbe.
Während bei Kraftfahrzeugen die versprochene 50-prozentige Verbrauchsreduzierung vorwiegend in Form von futuristischen Studien für übermorgen existiert, haben Hersteller im Bereich Luft, Kälte- und Klimatechnik schon heute dieses Ziel erreicht: Wirkungsgrad optimierte Ventilatoren ermöglichen bereits jetzt ein Einsparpotenzial von teilweise bis zu 70 Prozent was bei flächendeckender Anwendung positive Folgen in den sensiblen Bereichen "Klima" und "Ökonomie"" mit sich brächte.
Im industriellen Bereich entfallen in Europa etwa zwei Drittel des Stromverbrauchs auf elektromotorisch angetriebene Systeme wie Pumpen, Zentrifugen, Kompressoren und Ventilatoren. Gemäß einer Studie des Fraunhofer Instituts aus dem Jahr 2006 haben Ventilatoren daran einen Anteil von etwa 14 Prozent. Das entspricht einem Energieverbrauch von zirka 86 Millionen MWh, also etwa der 8,5-fachen jährlichen Energieproduktion des Kernkraftwerks Krümmel.
Eine Menge Einsparpotenzial also, das zu nutzen sich auszahlt. Denn Ventilatoren sind häufig in klima- und kältetechnischen Anlagen im Einsatz, die mit hoher Einschaltdauer betrieben werden. Somit machen sich Energieeinsparungen deutlich bemerkbar - nicht nur bei der Umweltentlastung, sondern auch im Geldbeutel des Konsumenten.
Und dies nicht nur beim industriellen Großverbraucher.
In jedem Kühl- oder Gefrierschrank, in jeder Klimaanlage, die ein Wohnungsmieter oder -besitzer in seine Fassade einbauen lässt, arbeiten solche Kühl-Systeme, aufgrund steigender jährlicher Durchschnittstemperaturen in sukzessiv zunehmendem Maße.
Moderne EC-Antriebe statt Asynchronmotoren
Bisher wurden in solchen Anlagen überwiegend so genannte "Asynchronmotoren" eingesetzt. Sie sind einfach aufgebaut, da sie für die Versorgung des Läufers weder mechanische Kollektoren noch Elektronik benötigen. Sie sind darum sehr robust und zuverlässig, erreichen allerdings je nach Auslegung nur Wirkungsgrade zwischen 20 und 70 Prozent. Eine Drehzahlsteuerung - etwa für eine bedarfsgerechte Leistungsanpassung - ist aufwändig und nur mit zusätzlichen Komponenten möglich.
Die sparsamere Alternative hierzu heißt "EC-Motor". Bei ihm folgt ein magnetischer Rotor synchron einem Drehfeld, das elektronisch erzeugt wird. EC-Motoren verhalten sich wie Gleichstrommotoren und lassen sich genauso einfach regeln. Dabei arbeiten sie mit Wirkungsgraden bis über 90 Prozent. Diese höhere Effizienz bedeutet nicht nur eine bessere Nutzung der Primärenergie sondern auch, dass beim Betrieb weniger Verlustwärme an die Umgebung abgegeben wird. Weitere Energieeinsparungen sind die Folge, da weniger Energie für den Kühlprozess aufgebracht werden muss.
Hoher Forschungsaufwand und ganzheitliche Kompetenz
Um das volle Einsparpotenzial auszuschöpfen, muss dem effizienten EC-Antrieb als Partner ein ebenso effizientes Flügelrad angepasst werden. Hier sind also nicht nur profunde Kenntnisse der Elektrotechnik, sondern auch der Bereiche Strömungslehre und Aerodynamik vonnöten. Ein Hersteller, der sich seit langem auf die energietechnische Optimierung von Ventilatoren konzentriert, ist die Firma ebm-papst. Ein typisches Beispiel für ein solch kongeniales Duo aus ihrem Sortiment ist der Axialventilator mit EC Energiespar-Motor. Dieser wurde vor allem für Anwendungen in Kühl- und Tiefkühlmöbeln oder so genannten "Bottle Coolern" entwickelt.
Die Energiespar-Motoren basieren auf dem bewährten Außenläuferprinzip, bei dem sich der Rotor um den innen liegenden Stator dreht.
Durch die nach strömungstechnischen Kriterien optimierte Flügelgeometrie arbeiten die Ventilatoren sehr leise. Gerade bei der häuslichen Anwendung ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Verglichen mit den sonst üblichen Spaltpolmotoren, einer Ausführung des Asynchronmotor, die aus dem zweiphasigen Netz versorgt werden kann, erreichen sie dreifache Wirkungsgrade.
Oder um es konkret werden zu lassen: Befinden sich 600 Ventilatoren in einem Bürohochhaus, liegt bei einer Nutzungsdauer von 100 Prozent das Einsparpotenzial bei über 50 Prozent. Das entspricht derzeit etwa 20 400 Euro jährlich (bei 15 ct/kWh, 136 MWh) und zirka 81 Tonnen CO2 an Emissionsminderung.
Technik: hohe Luftleistung und variable Anwendungen
Auch Anwendungen, die größere Luft-Leistungen erfordern, sind möglich. Speziell für den Einsatz auf Verdampfern in Kühlhäusern oder auf Verflüssigern wurden leistungsstarke EC-Ventilatoren im kW-Bereich entwickelt, eine Größenordnung, die bis vor kurzem in dieser Technik noch nicht denkbar war. Deren elektronisch geregelte Motoren arbeiten ebenfalls mit Wirkungsgraden bis über 90 Prozent und erreichen damit deutlich höhere Werte als die sonst in dieser Leistungsklasse noch dominierenden Asynchronmotoren. Die "intelligenten" Ventilatoren mit integrierter Steuerung können miteinander vernetzt und in übergeordnete Feldbussysteme integriert werden.
Life-Cycle-Costs: Einsparpotenzial und großer Nutzen
Dennoch lassen sich die potenziellen Käufer und Anwender oft noch vom etwas höheren Preis der EC-Technik abschrecken. Ein Fehler, weil dabei häufig nur der etwas höhere Anschaffungspreis berücksichtigt wird. Doch dieser beträgt gerade mal etwa zehn Prozent der Gesamtkosten, die während des kompletten Lebenszyklus entstehen (Life-Cycle-Costs). Der Rest, immerhin also 90 %, entfällt überwiegend auf die Betriebsenergie.
In der Praxis amortisieren sich die höheren Anfangskosten der effizienteren Anlage je nach täglicher Betriebsdauer bereits nach wenigen Monaten oder in den ersten Jahren.
Hauke Hannig, ebm-papst, Mulfingen
Quelle Regiobusiness vom 6. Juni 2008 www.suedwest-aktiv.de
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