Antriebsauslegung gemäß EN 60335-2-40
Der Einsatz ATEX-zugelassener Ventilatormotoren ist zwar immer möglich, oft aber überdimensioniert und teuer. Der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst bietet deshalb eine speziell für den Einsatz in Luft/Wasser-Wärmepumpen ausgelegte Alternative. Bei den Ventilatorantrieben der Baugröße 55, 74 und 84 wurden die Elektronikschaltungen so modifiziert, dass sie der EN 60335-2-40 für Wärmepumpen mit brennbaren Kältemitteln entsprechen, das heißt, die maximale Oberflächentemperatur muss im Fehlerfall mindestens 100 K unter der Zündtemperatur des eingesetzten Kältemittels liegen. Bei Propan, das sich wegen seiner guten Wärmeübertragungsleistung und seines niedrigen GWP-Wertes sehr gut bei Neubauten aber auch bei der Altbausanierung eignet, liegt die Zündtemperatur bei 470 °C.
Die entsprechend getestet und zertifizierten Elektronikbaugruppen garantieren dann, dass ihre maximale Oberflächentemperatur auch im Falle einer Fehlfunktion immer unter 370 °C bleibt und sie somit nicht zur Zünd-quelle werden.
Die gemäß EN 60335-2-40 („Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke – Teil 2-40: Besondere Anforderungen für elektrisch betriebene Wärmepumpen, Klimageräte und Raumluft-Entfeuchter“) für den Einsatz bei A3-Kältemitteln mit Maximalfüllmengen bis 1 kg bzw. 5 kg (je nach Aufstellungsort) zugelassenen Ventilatoren stehen in vielen Axial- und Radialvarianten zur Verfügung und decken damit unterschiedlichste Anwendungen für Luft/Wasser-Wärmepumpen ab, bei Außenaufstellung ebenso wie bei Innenaufstellung (Abb. 3).
Hohe Energieeffizienz und geringe Geräuschemission
Ebenfalls wichtige Punkte bei der Ventilatorenauswahl für Wärmepumpen sind Energieeffizienz und Geräusch-verhalten. Die treibende Kraft der Ventilatoren sind moderne EC-Motoren. Von der „Green-Tech“-EC-Technologie profitiert der Anwender gleich mehrfach: Da ist zum einen ihre Energieeffizienz. Wärmepumpen sollen für die Erzeugung der gewünschten Heizenergie möglichst wenig Primärenergie verbrauchen. Zwar ist der Verdichter ein weitaus größerer elektrischer Verbraucher als der Ventilator. Dennoch macht es sich bezahlt, wenn der Ventilator mit möglichst hohem Wirkungsgrad arbeitet. Auch deshalb ist die EC-Technologie hier ohne Alternative (Abb.4).
Ein weiterer Vorteil, das Geräuschverhalten der EC-Ventilatoren, wird vor allem in den Nachtstunden wichtig, wenn innerhalb, aber vor allem auch außerhalb der Gebäude die Grenzwerte der jeweils gültigen gesetzlichen Bestimmungen zu beachten sind. Um die Geräuschemission niedrig zu halten, sollten große Ventilatoren möglichst im niedrigen Drehzahlbereich arbeiten. Dabei bringt die einfache Regelbarkeit der in den Ventilatoren eingesetzten EC-Motoren natürlich Vorteile, da sich die Drehzahl nachts problemlos noch weiter reduzieren lässt. Ein Abschalten der Wärmepumpe, um Ärger mit der Nachbarschaft zu vermeiden, ist so nicht notwendig.
Wird die Drehzahl des Beispielventilators um lediglich 100 min-1 verringert, kann eine Reduzierung des Geräusches um mehr als die Hälfte erzielt werden (Abb. 5). Eine weitere wichtige Grundlage für den leisen Ventila-torbetrieb liefert das gute Zusammenspiel der Ventilatorlaufräder bzw. Flügel mit Motor und Elektronik. Die Geometrie der Flügel und Laufräder hat ebm-papst so optimiert, dass deutliche Verbesserungen hinsichtlich aerodynamischer Effizienz und Geräuschverhalten erreicht werden. Berücksichtigt wurden dabei auch psycho-akustische Aspekte, damit das Ventilatorengeräusch als möglichst angenehm empfunden wird. Für einen leisen Betrieb können die Ventilatoren meist noch mit einem Vorleitgitter kombiniert werden. Dieses sogenannte „FlowGrid“ reduziert Geräusche, die erst durch die Einbausituation entstehen. So ist immer ein leiser Betrieb der Luftwärmepumpen gewährleistet. Das Portfolio an Ventilatoren, die die für brennbare Kältemittel geltenden Normen erfüllen, wird kontinuierlich erweitert, sodass sich für jede Leistungsklasse eine geeignete Ausführung finden lässt.
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