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Letzten Herbst wandte sich ein kommerzieller AHU-Hersteller mit über zehnjähriger Erfahrung an uns: „Dannis, unsere AHU erreicht beim Werktest das Luftstromziel perfekt. Doch nach einem Monat vor Ort sinkt der Luftstrom um 20 %. Wir haben bereits drei Lüfterlieferanten getestet – alle mit identischen Spezifikationen für AC-Axiallüfter – und alle zeigen dasselbe Verhalten. Liegt es an den Lüftern oder an uns?“
Er sandte uns die AHU-Konfiguration zu: mischstrecke + G4-Vorfilter + F7-Taschenfilter + Kühlschnecke + Heizschnecke + Luftbefeuchter + Lüfterstrecke – eine typische AHU für Bürogebäude, Nennluftstrom 3.000 m³/h, ausgestattet mit einem 350-mm-AC-Asynchronmotor-Axiallüfter mit fester Drehzahl und ohne Drehzahlregelung.
Bei der Werkprüfung war jeder Abschnitt brandneu: Druckverlust am Vorfilter 50 Pa, trockener Betrieb der Kühlschnecke 80 Pa, Luftbefeuchter ausgeschaltet. Gesamtwiderstand des Systems: ca. 180 Pa. Der Lüfter arbeitete problemlos innerhalb seiner Nennbetriebszone. Luftstrom: 3.000 m³/h. Bestanden.
Einen Monat später vor Ort: Vorfilter belastet mit 120 Pa, Kühlschnecke im Nassenbetrieb (tatsächlicher Kühlbetrieb) bei 150 Pa, Luftbefeuchter aktiv bei 30 Pa. Gesamtwiderstand des Systems: 350 pa —fast doppelt so hoch wie der Werksprüfwert. Und der Klimaanlagenlüfter? Keine Drehzahlregelung. Der Betriebspunkt verschob sich entlang der p-Q-Kennlinie nach links. Der Luftstrom sank von 3.000 m³/h auf 2.400 m³/h .
Erste Einschätzung: Die Lüfter waren nicht defekt. Alle drei Lieferanten waren in Ordnung. Der grundlegende Fehler lag in der Auswahllogik – der Lüfter war ausschließlich für werksfrische Bedingungen dimensioniert, ohne Berücksichtigung variabler Widerstände vor Ort.
Die Ursache wird deutlich, wenn man den Systemwiderstand über die Zeit darstellt:
| Zeitplan | Zustand | Filter | Coil | Luftbefeuchter | Gesamtwiderstand | Luftstrom |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fabrikprüfung | Neu · Trockene Schnecke | 50 Pa | 80 Pa | 0 Pa | ~180 Pa | 3.000 m³/h ✅ |
| 1 Monat im Betrieb | Filterbeladung · Nasse Spule | 120 pa | 150 pa | 30 Pa | ~350 Pa | 2.400 m³/h ❌ |
| 6 Monate im Betrieb | Filter-Ende der Lebensdauer · Nasse Spule | 200 Pa | 150 pa | 30 Pa | ~430 Pa | 1.800 m³/h ❌ |
Eine Luftbehandlungsanlage (AHU) ist kein statisches System. Filter verstopfen, Kühlschlangen wechseln vom trockenen in den nassen Betrieb, Luftbefeuchter schalten ein und aus – jede dieser Änderungen verändert den Widerstand, den der Lüfter „spürt“. Ein Wechselstrom-Lüfter mit fester Drehzahl besitzt genau einen Freiheitsgrad auf seiner Druck-Volumenstrom-Kennlinie (PQ-Kurve): widerstand steigt → Betriebspunkt verschiebt sich nach links → Luftstrom sinkt . Ohne Drehzahlregelung kann er lediglich der Kennlinie „bergab“ folgen.
Die Lösung erforderte weder einen größeren Lüfter, noch eine Drehzahlregelung (VFD), noch eine Neukonstruktion des AHU-Gehäuses. Sie erforderte nur eine Sache: einen Motor, der seine Drehzahl entsprechend dem sich ändernden Widerstand anpassen kann – einen EC-Motor.
Wir haben den FG3G350-2APL-90 – gleicher Durchmesser (350 mm), gleiche Spannung (230 V AC), gleiche Luftstromklasse (3.500 m³/h), jedoch mit dem Wechselstrom-Asynchronmotor ersetzt durch einen BLEC92-EC-Brushless-Motor mit externem Rotor mit integrierter 0–10 V/PWM-Drehzahlregelung.
| Designelement | Ausgewählt werden | Warum dies hier von Bedeutung war |
|---|---|---|
| Lüftertyp | Axial (G-Typ · geschützt) | Hohe Förderleistung · axiale Austrittsrichtung · passt zur Luftstromrichtung der Klimaanlage (AHU) |
| Motortyp | EC-Brushless-Motor (BLEC92) | Integrierte 0–10-V-/PWM-Drehzahlregelung · stufenlose Regelung · kein Frequenzumrichter (VFD) erforderlich |
| Spannung | 230Vac | Direkter Anschluss an das Netz · keine externe Gleichspannungsversorgung erforderlich |
| Schaufeldurchmesser | 350mm | Gleiche Abmessungen wie das Original – keinerlei Modifikationen am AHU-Gehäuse notwendig |
| Parameter | Wert | Hinweis |
|---|---|---|
| Modell | FG3G350-2APL-90 | PL-Elektrik · mechanische Serie 90 |
| Lüfterkategorie | Axiallüfter (mit Schutzgitter) | G-Typ |
| Schaufeldurchmesser | 350 mm | — |
| Nennspannung | 230 VAC | 50/60HZ |
| Nennspeed | 1.580 U/min | stufenlose Drehzahlregelung über 0–10 V/PWM |
| Maximaler Luftdurchsatz | 3.500 m³/h | Freistrombedingung |
| Maximaler statischer Druck | 135 pa | Nullstrombedingung |
| Nennleistung | 160 W | Volllast |
| Nennstrom | 1,15 A | Bei 230 VAC |
| Schalldruckpegel | 63 dB(A) | Nennbedingung · 1 m |
| Motortyp | BLEC92 | dreiphasiger EC-Brushless-Motor mit externem Rotor |
| Geschwindigkeitssteuerung | 0–10 VDC / PWM | Standard |
| Schutzklasse | IP44 | Installation in Raumlufttechnikgeräten für den Innenbereich |
| Betriebstemperatur | –25 bis +60 °C | — |
Der Kunde stellte die naheliegende Frage: „Bei gleichem Laufraddurchmesser ist EC teurer als AC. Lohnt sich der Aufpreis?“
Wir haben ihm eine Vergleichstabelle und drei Entscheidungskriterien gegeben:
| Metrische | Original: AC-Asynchronmotor | Neu: EC-Servomotor (BLEC92) | Unterschied |
|---|---|---|---|
| Volllastwirkungsgrad | ~55-65% | >85% | energieeinsparung von 30–40 % |
| Drehzahlregelbereich | Feste Drehzahl / erfordert einen Frequenzumrichter (VFD) | stufenlose Regelung von 0–100 % · integriert | Kosten für den Frequenzumrichter entfallen |
| STARTELSTROM | 5–7-fache Nennleistung | < 1,2-fache Nennleistung | Minimale Netzbelastung |
| Leistungsfaktor | 0.6-0.75 | >0.95 | Niedrige reaktive Verluste |
| Geräuschentwicklung | 68–72 dB(A) | 63 dB(A) | 5–9 dB leiser |
| Lebensdauer | 20.000–30.000 h | 40.000–60.000 h | doppelte Lebensdauer |
Drei Dimensionen, die diesen Fall entschieden haben:
① Geschwindigkeitsregelung ist zwingend erforderlich, nicht optional: Der mehrstufige dynamische Widerstand dieser RAU bedeutete, dass der Ventilator hat eine Geschwindigkeitsregelung benötigte. Die Gesamtkosten für Wechselstrommotor + Frequenzumrichter + Schaltschrank + Verkabelung + Inbetriebnahme betragen tatsächlich überstieg die All-in-One-EC-Lösung.
② Geräuschempfindlicher Standort: Der Lüftungsgeräteraum lag direkt neben Büroflächen. 72 dB(A) AC → 63 dB(A) EC. Diese Differenz von 9 dB bedeutete eine Stufe weniger Schalldämmung – und die Einsparungen beim Schalldämpfer deckten den EC-Preisaufschlag nahezu vollständig ab.
③ VAV-fähig für zukünftige Projekte: Der Kunde hatte bevorstehende Projekte mit variabler Luftmenge (VAV) geplant. Bei der AC+Drehzahlregler-Architektur bedeutet ein Upgrade auf VAV eine Anpassung der Steuerungslogik. Bei EC-Lüftern hingegen ermöglicht die 0–10-V-/PWM-Schnittstelle die direkte Verbindung zum DDC – der Wechsel von konstanter Luftmenge (CAV) zu variabler Luftmenge (VAV) erfordert keinerlei Änderungen am Gebläseabschnitt.
Jede Auslegung muss die p-Q-Kurve bestehen. Hier ist das Modell FG3G350-2APL-90 bei 1.580 U/min dargestellt, überlagert mit dem tatsächlichen Systemwiderstandsprofil dieses Falls:
| Betriebspunkt | Luftdurchfluss (m³/h) | Statischer Druck (Pa) | Entsprechender Fallzustand |
|---|---|---|---|
| Freie Luft | 3,500 | 0 | — (theoretisches Maximum) |
| Bewertungspunkt ⭐ | ~1,750 | ~70 | Fabrikneu · Trockenspule → Drehzahl kann reduziert werden |
| 1 Monat im Betrieb | ~3,000 | ~90 | EC steigert die Drehzahl auf ca. 85 % · Luftstrom wird auf den Sollwert reduziert |
| 6 Monate im Betrieb | ~3,000 | ~110 | EC steigert die Drehzahl auf ca. 95 % · liegt noch innerhalb der zulässigen Betriebszone |
| Abschalten | 0 | 135 | Maximaler statischer Druck · Null Luftstrom |
Fazit: Der FG3G350-2APL-90 mit einem maximalen statischen Druck von 135 Pa hält den Betriebspunkt selbst dann noch innerhalb seiner zulässigen Betriebszone, wenn der Systemwiderstand das 2,4-Fache des ursprünglichen Konstruktionswerts erreicht. Während der AC-Lüfter bereits auf 2.400 m³/h abgesunken war, stellt der EC-Lüfter – dank Regelung mit geschlossenem Regelkreis – den Luftstrom wieder auf 3.000 m³/h ein und bleibt dabei deutlich unter 90 % der maximalen Drehzahl.
Der Kunde rüstete eine Prototyp-AHL mit dem FG3G350-2APL-90 nach und kombinierte ihn mit einem 0–10-V-Statischer-Druck-Sensor für die Regelung mit geschlossenem Regelkreis. Nach einem vollständigen 6-monatigen Filterzyklus berichtete der Kunde Folgendes:
Kein Leistungsabfall über den gesamten Filterzyklus hinweg. Die EC-Regelung im geschlossenen Regelkreis kompensiert automatisch die Filterbeladung und nassen Wärmeübertragerbedingungen.
160 W gegenüber ca. 250 W beim Original. Betrieb 12 h/Tag. Jährliche Einsparung pro Gerät: 400–500 kWh.
63 vs. 72 dB(A). Klimagerät befindet sich in einem Raum neben Büros. Geräuschbeschwerden entfallen.
Das ursprüngliche Wechselstromgerät erforderte vierteljährlich eine Riemenspannungseinstellung. EC-Direktantrieb: keine Wartung erforderlich.
| Metrische | Vorher (AC mit fester Drehzahl) | Nachher (EC mit variabler Drehzahl) |
|---|---|---|
| Luftstrom in der Fabrik | 3.000 m³/h | 3.000 m³/h (Drehzahl reduziert, um anzupassen) |
| Luftdurchsatz nach 6 Monaten | 1.800 m³/h (−40 %) | 3.000 m³/h (Kreislaufkompensation · Null-Abfall) |
| Eingangsleistung (Betrieb) | ca. 250 W | ca. 160 W |
| Geräuschpegel bei 1 m | 72 dB(A) | 63 dB(A) |
| Geschwindigkeitssteuerung | Keine | 0–10 VDC direkt an DDC |
| Wartungsintervall | Vierteljährlich (Riemenzugkraft) | Wartungsfrei (Direktantrieb – keine Riemen) |
Der Kunde hat das Modell FG3G350-2APL-90 inzwischen für drei Folgeprojekte spezifiziert und prüft derzeit Varianten mit höherer Luftleistung für eine weitere Produktlinie.
Dieses Projekt hat uns mehrere wertvolle Erkenntnisse vermittelt:
Falls Sie an einem ähnlichen Lüftungsgerät-Projekt arbeiten, finden Sie hier die vollständige FG3G350-Plattform-Matrix:
| Modell | MOTOR | Spannung | Maximaler Luftdurchsatz | Maximaldruck | Leistung | Geräuschentwicklung | Bestes für |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
FG3G350-2APL-90 |
Ec | 230Vac | 3.500 m³/h | 135 pa | 160 W | 63dB | Lüftungsgerät Standard · EC-Drehzahlregelung · dieser Kiste |
FG3G350-2AGL-90 |
Klimaanlage | 230Vac | 3.500 m³/h | 135 pa | — | — | Lüftungsgerät CAV · kostenorientiert |
FG3G350-2APN-90 |
Ec | 230Vac | 3.500 m³/h | 135 pa | 160 W | 63dB | PN-Elektrik · direkter Ersatz |
FG3G350-48PL-90 |
Ec | 48VDC | 3.500 m³/h | 135 pa | 160 W | 63dB | Gleichstromversorgung · Sonderanwendungen |
Auswahlhinweis: PL und PN weisen unterschiedliche Polaritäten für das Drehzahlsteuersignal auf. Bei falscher Verdrahtung läuft der Lüfter unabhängig vom Steuersignal mit minimaler Drehzahl. Prüfen Sie vor der Bestellung den Typ Ihres DDC-Ausgangs.
Haben Sie Probleme mit dem Luftstromabfall in Ihrer RAU? Benötigen Sie die vollständige Druck-Volumenstrom-Kennlinie (PQ-Kurve) für das Modell FG3G350-2APL-90, um diese mit Ihrem System zu validieren? Kontaktieren Sie unser Anwendungstechnik-Team: [email protected]senden Sie uns Ihre RAU-Sektionskonfiguration und Ihre Widerstandsschätzungen – wir führen die PQ-Anpassung für Sie durch.
