Ventilatorenwand fürs Shoppingcenter

Die defekte Lüftungsanlage im Einkaufscenter Neckarsulm stellte den Betreiber Sauter FM Ende 2019 vor die Entscheidung: Reparieren oder Erneuern? Dass sich eine Reparatur des mehrere hundert Kilo schweren, 2,5 Meter großen 40-kW-Radialventilators nicht mehr lohnte, stand nach kurzer Besichtigung durch einen Fachmann fest. Das Rad hatte sich ins Gehäuse eingefressen. Außerdem war die Anlage mit Blick auf die Effizienz nicht mehr zeitgemäß (Bild 2). Die Objektverantwortlichen entschieden sich für einen Austausch. Die Kriterien für die neue Anlage: Energieeffizient sollte sie sein, mit entsprechendem Preis-Leistungsverhältnis und sie musste in den vorhandenen, fünf mal zehn Meter großen, Lüftungsraum passen. Bereits existierende Rohre und Leitungen machten diese Aufgabe besonders kniffelig. „Außerdem musste es schnell gehen“, erinnert sich Peter Halblaub. Er ist Objektleiter bei Sauter FM GmbH und für das Gebäude und die technischen Anlagen im Einkaufszentrum verantwortlich. „Denn ein Shopping-Center ohne funktionierende Lüftung ist unvorstellbar!“

Mehr Betriebssicherheit durch Parallelbetrieb

Mit diesen Anforderungen machte sich das Team auf die Suche nach einem passenden Ersatz – und wurde bei ebm-papst fündig. Nach genauer Analyse aller Details empfahlen die Mulfinger Ventilatorenspezialisten (www.ebmpapst.com) ein sogenanntes „FanGrid“. Statt eines Einzelgeräts werden dafür mehrere „RadiPac“-Radialventilatoren zu einer Ventilatorwand verbunden. Das hat gleich mehrere Vorteile: So kombiniert, erzielen die EC-Radialventilatoren eine hohe Luftleistung. Außerdem lassen sie sich flexibel zusammenbauen und in den vorhandenen Bauraum einpassen. Durch die redundante Auslegung sorgt das System für ein Plus an Betriebssicherheit. Sollte ein Ventilator ausfallen, kompensieren die anderen Ventilatoren die fehlende Luftmenge, indem sie ihre Drehzahl und damit die Luftleistung anpassen. Gerade für die Betreiber von Einkaufszentren ein entscheidendes Kriterium, denn eine zuverlässige Lüftungstechnik ist für sie von zentraler Bedeutung.

Gedanken über Einbauverluste müssen sich Anwender dabei keine machen. Diese können entstehen, wenn Ventilatoren zu nahe aneinander positioniert werden. Sie beeinflussen sich dann gegenseitig und beeinträchtigen dadurch die Leistung der gesamten Lüftungsanlage. Beim „FanGrid“ von ebm-papst ist das ausgeschlossen: Die Würfelform der einzelnen Module ist so ausgelegt, dass die Ventilatoren immer genügend Abstand zueinander haben. Per Plug-&-Play lassen sie sich zudem einfach installieren und anschließen (Bild 3).

Perfekt kombiniert dank „FanScout“

Bei der Auswahl der passenden Ventilatoren für das „FanGrid“ hilft der „FanScout“ von ebm-papst. Mit der Software findet sich schnell und einfach die wirtschaftlichste Kombination. Nach Eingabe der Betriebspunkte und -zeiten, optional auch des vorhandenen Einbauraums, Anforderungen an die Redundanz oder die maximale Anzahl von Ventilatoren analysiert das Tool alle möglichen Varianten und berechnet die Betriebskosten anhand des zu erwartenden Jahresenergieverbrauchs. Kapital- und Servicekosten können ebenfalls ergänzt werden, um die Lebenszykluskosten für das „FanGrid“ zu bekommen (Bild 4).

Für das Retrofit-Projekt in Neckarsulm war am Ende ein „FanGrid“ mit 16 „RadiPac“ der Baugröße 400 die passende Lösung. Die Ventilatorwand schafft bei 1.000 Pascal statischem Druck einen Volumenstrom von etwas über 120.000 m³/h. Geschwindigkeiten von Null bis Hundert lassen sich bedarfsgerecht, gleitend entlang der Kennlinie fahren. Elektromeister Wolfgang Stickel, der für den Einbau verantwortlich war, erinnert sich: „Eine Lösung mit neun Ventilatoren wäre knapp ausreichend, aber grenzwertig gewesen. Wir wollten auf Nummer sicher gehen und haben uns deshalb für die große Lösung entschieden.“ Der „FanGrid“-Controller steuert die einzelnen Ventilatoren einfach und sicher. Die Kommunikation zwischen Controller und Ventilatoren erfolgt über eine MODBUS-Schnittstelle und die Adressierung der einzelnen Ventilatoren verläuft automatisch. Der Ventilator versorgt den Controller direkt mit Strom (Bild 5).

Resonanzerkennung verhindert Schwingungen

Bei einer Ventilatorwand dieser Größe und Leistung ist es besonders wichtig, Vibrationen zu vermeiden. Diese können in bestimmten Drehzahlbereichen durch Resonanzen entstehen, verursacht durch Restunwuchten oder verschmutzte Laufräder. Schwingen sich die einzelnen Ventilatoren auf, reduziert dies die Leistung und die Ventilatoren werden bei weiterem Betrieb beschädigt. ebm-papst hat seine „RadiPac“-Radialventilatoren darum mit einer sogenannten Resonanzerkennung ausgestattet. Schwingungssensoren erkennen entstehende Resonanzen und machen sie unwirksam. Beim Testdurchlauf erfolgt die Analyse der Vibrationshöhe über den gesamten Drehzahlverlauf. Gibt es zu hohe Schwingschnellen, überfährt die Steuersoftware diese kritischen Drehzahlbereiche im Betrieb automatisch (Bild 6).

Ein spannender Punkt, auch beim Hochlauf im Neckarsulmer Einkaufscenter. Doch von Vibrationen war nichts zu spüren: Das „FanGrid“ stand absolut stabil und beeindruckte die Projektbeteiligten von Sauter FM durch seine hohe Laufruhe. „Obwohl so viel Kraft dahintersteckt, ist der Lärmpegel sehr niedrig. Die alte Maschine hat selbst im Leerlauf schon mehr Randale gemacht. Die neuen Ventilatoren laufen sehr leise und hocheffizient“, sagt Peter Halblaub. Zufrieden sind die Verantwortlichen auch mit der Effizienz der neuen Anlage: Die Energieeinsparungen liegen bei fast 50 %. „Wir kontrollieren die Anlage auch ständig auf Schmutzpartikel, haben aber bis jetzt nichts gefunden, über das wir uns auslassen können“, betont Peter Halblaub. Der Tausch des alten Lüftungsgeräts gegen die modernen EC-Ventilatoren hat sich gerechnet – und der Retrofit für eine weitere Lüftungsanlage im Einkaufscenter Neckarsulm ist bereits in Planung.