Ob Eis- oder Sandwüste, Tropen oder mittlere Breiten - gekühlt wird immer

Eine Welt – viele Klimazonen – ein Lüfter

Universallüfter für alle Klimazonen. Bild: ebm-papst

Moderne Technik wird heute weltweit in allen Klimazonen eingesetzt. Daraus ergeben sich für die Hersteller oft eine Vielzahl von Varianten, da die spezifischen Bedingungen vor Ort oft gravierende Änderungen an Komponenten erfordern. Das erhöht sowohl den konstruktiven als auch den logistischen Aufwand und damit Herstellungs- sowie Betriebskosten. Für die aktive Kühlung von elektronischen Komponenten gibt es nun einen echten „Weltlüfter“. Er verträgt  extremste Temperaturen und Wetterverhältnisse, die im Außeneinsatz weltweit auftreten können. Er deckt damit alle möglichen Einsatzgebiete ab und erhöht so die Wertschöpfung für Anlagen-Hersteller und -Anwender.

Bild 1 Der neue „Weltlüfter“ für universellen Einsatz im Freien (Bild: ebm-papst)

Der neue „Weltlüfter“ für universellen Einsatz im Freien.

Die Klimazonen der Erde warten mit Temperaturen von weit  unter -30 °C an den Polen bis hin zu im Schnitt über +33 °C am Äquator auf. Hinzu kommen dann noch örtliche Extreme wie Wüstengebiete mit noch höheren Tagestemperaturen bei geringster Luftfeuchte oder die Tropen mit hohen Temperaturen und 100 % wasserdampfgesättigter Luft. Anlagen, die auf eine aktive Wärmeabfuhr durch Kühlluft angewiesen sind, kann der Hersteller zwar bei Bedarf kapseln. Der eigentlich aktive Teil, der Lüfter, muss jedoch immer „im Freien“ arbeiten, um Umgebungsluft auf die vorgesehenen Kühlflächen zu fördern. Hier setzt nun der Lüfterexperte ebm-papst aus St. Georgen an. Die Spezialisten aus dem Schwarzwald entwickelten einen Lüfter, der unter allen Klimabedingungen zuverlässig seinen Dienst verrichtet und so für die Kühlung von Anlagen im weltweiten Einsatz prädestiniert ist.

Globalisierung der Technik

In der Wirtschaft und Politik ist Globalisierung das moderne Schlagwort schlechthin. Techniker kennen die „Globalisierung“ schon viel länger und vor allem ihre spezifischen Anforderungen an Geräte, die überall auf der Welt zuverlässig funktionieren müssen. Schon vor Urzeiten war daher die „technische“ Ausrüstung für Polarregionen anders als für Karawanen in der Wüste. In der heutigen Zeit wurde das Problem viele Jahre durch spezifische Anpassungen der Produkte je nach Zielgebiet gelöst. Diese Vorgehensweise ist aber in doppelter Hinsicht suboptimal. Zum einen müssen meist für eine Vielzahl von speziellen Komponenten die Logistikeinrichtungen, Lagerhaltung und das Wartungsknowhow bereitgehalten werden, zum anderen schränkt die einmal festgelegte Komponentenauswahl die schnelle Reaktion auf Marktänderungen, sprich ein neues Zielgebiet, stark ein. Auch wenn Anlagen an andere Orte versetzt werden, z.B. bei Wiederverkauf oder Umzug bzw. Produktionsverlagerung in andere Gebiete, sind möglicherweise kostenträchtige Kompromisse zu schließen. Als Lösung bieten sich heute daher universell einsetzbare Komponenten an, die eine flexible Fertigung bei minimalem Kostenaufwand sicherstellen. Bei Lüftern für das Abwärmemanagement ist diese Neuerung besonders vorteilhaft. Ein Lüfter, der z.B. in Telekommunikationsmodulen eingesetzt wird, muss unter schwierigen Bedingungen weltweit zuverlässig arbeiten. Einzelfall-Lösungen sind zwar möglich, aus leicht ersichtlichen Gründen aber unwirtschaftlich.

Lüftertechnik für alle Klimata

Bild 3: Vergossenes Innenleben des Lüfters, Stator und Elektronik sind kunststoffgekapselt (Bild: ebm-papst)

Vergossenes Innenleben des Lüfters, Stator und Elektronik sind kunststoffgekapselt.

Die Axial-Lüfterserie 630 von ebm-papst mit Abmessungen von 60 x 60 x 25 mm wurde so konstruiert, dass auch extreme Umwelt-Anforderungen die Funktion nicht beeinträchtigen. So basiert die Konstruktion des elektronisch kommutierten Außenläufer-Lüfters auf einem komplett mit Kunststoff umspritzten Statorpaket. Die integrierte Betriebselektronik ist vollvergossen und der Kabelanschluss speziell abgedichtet. Damit erfüllt der Lüfter die strengen Anforderungen der Schutzart IP68 (Betrieb mit Überflutung) und IP65 (Strahlwasser). Der Verguss bringt als weiteren Vorteil eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit für die so geschützten Bauteile mit sich. Ein Salznebeltest bei laufendem Lüfter über 30 Tage wird so problemlos erfüllt. Der hohe Wirkungsgrad des Motors, verbunden mit einer geringen Verlustwärme, also geringster Eigenerwärmung, verhindert die Ablagerung von Salzkristallen im Luftspalt und verlängert die Lebensdauer aller Bauteile der Elektronik und Lagerung. So heizen sich die Lüfter nicht zusätzlich auf und der sparsame Stromverbrauch prädestiniert sie für den Einsatz in Anlagen, die nur per Akku oder Solarpanel versorgt werden können.

Wie die Schutzart IP68 schon aussagt, sind die Lüfter voll tropentauglich; Langzeitversuche mit über 85 % relativer Feuchte bei 85 °C bestätigen das eindrucksvoll. Der Einsatzbereich der robusten Luftförderer wird im Temperaturwechseltest von -40 °C bis +85 °C nachgewiesen. Die Zyklenzahl entspricht dabei einer Einsatzdauer von rund 20 Jahren mit den entsprechenden Tag- und Nacht- bzw. jahreszeitlichen Schwankungen. Die Elektronik entspricht den höchsten EMV-Verträglichkeitsanforderungen und ist wie die robuste Lagerung gegen Vibrationen immun.

Für alles, überall

Bild 4: Kompakter Solarwechselrichter mit integriertem Lüfter für lange Lebensdauer (Bild: ebm-papst)

Kompakter Solarwechselrichter mit integriertem Lüfter für lange Lebensdauer.

Die kleinen stromsparenden Lüfter eignen sich daher für alle schwierigen Einsatzbedingungen. Hohe und niedrige Temperaturen, wie sie z.B. bei Solarwechselrichtern oder Telekommunikationsmodulen auf Dächern und Masten vorkommen, machen ihnen nichts aus. Salzhaltige Meeresluft oder feinster Wüstenstaub beeinträchtigen die Funktion ebenso wenig. In industrieller Umgebung, wo die „Klimaschwankungen“ durch Produktionsbedingungen noch heftiger ausfallen können als in der Natur, stehen die Lüfter ebenfalls ihren Mann. Damit eignen sie sich auch für Schaltschrankbelüftung, Abwärmeabfuhr in Wechselrichtern, Robotern, Schweißinvertern und anderen Geräten mit rauem Betriebsumfeld. Bei größeren Anlagen, die oft eine Vielzahl von Lüftern für die unterschiedlichsten Zwecke benötigen, ist die erhöhte Zuverlässigkeit auch nach Störfällen mit Übertemperatur oder massivem Staubanfall etc. wichtig.
Kleine, robuste Lüfter, die auch den Widrigkeiten des Outdooreinsatzes widerstehen können, eignen sich also für eine Vielzahl von Anwendungen. Dabei kommen sowohl der weltweite Einsatz in allen Klimazonen in Frage als auch der Betrieb unter erschwerten Umgebungsbedingungen in der Industrie. Der Einsatz der Universalisten senkt dabei gegenüber spezifisch ausgesuchten Lüfterlösungen die Fertigungskosten deutlich und verbessert den Nutzen für den Anwender erheblich. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil in der heutigen globalisierten Welt.

Alle Bilder: ebm-papst

Andreas Zeiff

Andreas Zeiff

Studium des Chemie-Ingenieurwesens und der Chemie, Beschäftigung mit Elektronik, berufliche Tätigkeit im Maschinenbau, seit Ende 1998 journalistisch tätig für das Redaktionsbüro Stutensee.

Dipl. Ing. (FH) Robert Wasmuth

Leiter Abteilung Zuverlässigkeit und Erprobung bei ebm-papst

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