Emissionsabsaugung – starke Leistung für reine Luft

02.07.2018 14:19

Emissionsabsaugung – starke Leistung für reine Luft

n der metallbearbeitende Industrie entstehen durch die eingesetzten Kühlschmierstoffe Aerosole, Ölnebel und Dämpfe, die die Luft verschmutzen. Deshalb sind an Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren üblicherweise Geräte zur Luftreinigung installiert.

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.