In der Heiztechnik entwickeln sich Luft-Wasser-Wärmepumpen zu einer wichtigen Säule einer nachhaltigeren Wärmeerzeugung. Gefragt sind effiziente und vor allem leise Systeme, die für den Innen-, Außen- oder den Hybrideinsatz geeignet sind, die natürliche Kältemittel nutzen und deren Leistung sich intelligent an die tatsächlichen Gegebenheiten anpasst.
Der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst, der für innen oder außen arbeitende Luft-Wasser-Wärmepumpen sowohl Radial- als auch Axialventilatoren anbietet, hat jetzt für den besonders lärmsensiblen Außenbereich gleich zwei neue geräuscharme Ventilatorbaureihen entwickelt, die sich auch für den Einsatz mit natürlichen und brennbaren Kältemitteln eignen.
Axialventilator mit großer Druckreserve
Vor allem den Verdampfern setzt die Vereisung zu, wenn sich Luftfeuchtigkeit bei kalten Umgebungstemperaturen am Wärmetauscher als Eis niederschlägt. Dadurch verengen sich die Luftwege und der Luftwiderstand und der Gegendruck nimmt zu. Hier bietet der neue AxiEco Plug-In deutlich mehr Durckreserven. Er wird in den für Wärmepumpen bei Ein- oder Zwei-Familienhäusern typischen Baugrößen 450, 500 und 630 mm ab Sommer 2023 verfügbar sein. Sein neues FlowGrid, das als Gleichrichter für die Luftströmung wirkt, reduziert geräuscherzeugende Störungen im Luftstrom drastisch. Gleichzeitig dient es als Motoraufhängung und bei Bedarf kann der Gerätehersteller ein Heizband einlegen. Dabei wiegt der neue Axialventilator 30 % weniger als die vergleichbare HyBlade Ausführung mit Stahlwandring. Die AxiEco Plug-In Ventilatoren werden als einbaufertige Plug & Play-Lösung inklusive Düsenplatte und FlowGrid geliefert.
Leiser Ventilator mit drei Flügeln
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen, bei denen aufgrund ihrer Auslegung hoher Gegendruck eher die Ausnahme ist, bietet sich der dreiflügelige AxiTone an, der zunächst in der Baugröße 450 mm und dann später in den Baugrößen 500 und 630 mm zur Verfügung stehen wird. Seine Kennlinie verläuft flacher, er liefert große Luftmengen und arbeitet durch seine optimierte Schaufelgeometrie besonders leise. Verflüssiger in Wohngebieten profitieren deshalb auch von diesem leisen Axialventilator. Der AxiTone wird als einbaufertige Motor-Laufrad-Kombination in beiden Förderrichtungen, also saugend oder drückend und optional mit Schutzgitter und Tragring angeboten.
Inverter-Elektronik für effiziente und geräuscharme Verdichterantriebe
Mittlerweile konzentriert sich ebm-papst nicht nur darauf, effiziente Ventilatoren anzubieten. Aufgrund der langjährigen Erfahrung mit EC-Motoren, deren Kommutierungselektronik und mit Wärmepumpenanwendungen wurde jetzt eine Inverter-Elektronik entwickelt, die sich unter anderem für drehzahlgeregelte permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PSM) eignet, wie sie typischerweise in Verdichtern eingesetzt sind. Die neue Elektronik, deren Muster ab Q3/2023 erhältlich sein werden und die es mit Ausgangsleistungen bis 3,5 kW, 7,5 kW und 12 kW geben wird, bietet mehrere Vorteile. So reduziert das über Jahrzehnte hinweg optimierte ebm-papst Kommutierungsverfahren die Geräuschentwicklung beachtlich; gleichzeitig erhöht sich die Effizienz. Dadurch ließ sich beispielsweise bei einer Wärmepumpe mit einem 7,5-kW-Verdichterantrieb der COP-Wert (Coefficient of Performance) um 3,5 % steigern. Außerdem „erkennen“ die Ansteuerungen je nach Variante, ob sie ein- oder dreiphasig betrieben werden, und schalten automatisch um, je nachdem welche Spannungsform in der Wärmepumpe zur Verfügung steht. Ebenfalls flexibel zeigt sich die Elektronik im Hinblick auf ihre Kühlung. Wasser und Luftkühlung sind durch den modularen Aufbau genauso möglich wie eine Cold-Plate-Anbindung.
Die in die Inverter-Elektronik integrierte aktive dreiphasige PFC-Stufe (Leistungsfaktor-Korrektur-Filter) sorgt für gute EMV-Eigenschaften. Bedenkt man, dass entsprechende konventionelle Drosselpakete je nach Größe der Wärmepumpe durchaus um die 20 kg wiegen können, ist die Gewichtseinsparung und der reduzierte Verdrahtungsaufwand durch die Aktiv-PFC beachtlich. Als kompetenter Partner für Wärmepumpenhersteller plant ebm-papst schon die nächsten Schritte zum Systemanbieter. So sollen zukünftig weitere Komponenten in die Inverter-Elektronik integriert werden, zum Beispiel die Kommutierung für den Ventilatorantrieb und die Ansteuerung eines Heizstabs.
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