Økende krav til stille vifter i et samfunn med mye teknikk
På mange områder baserer dagens løsninger for kjøleteknologi og elektronikk seg på såkalt målrettet luftkjøling. Ofte benyttes aksialvifter med DC-motorer (elektronisk kommutert ytterrotormotor), som har mange fordeler. De er energieffektive, holdbare og krever nesten ikke vedlikehold. Avhengig av hvilken versjon som benyttes kan mange av disse viftene integreres i et nettverk. Det er imidlertid en ulempe, og det er at viftene ofte har et høyt og forstyrrende lydnivå. Med nye vifteløsninger er det gode muligheter for å redusere støynivået betraktelig, noe som gjør dem spesielt egnet for applikasjoner i nærheten av der folk bor og arbeider. Utvikling av nyere og mer stillegående viftekonsept er viktig fordi mye av de nye teknologiene som utvikles for boliger og kontorer, og som krever en effektiv kjøling, kommer nærmere folket som bor der. Unødvendig høye nivåer av støy fra viftene blir ofte oppfattet som svært forstyrrende.
Det finnes en rekke applikasjoner der det er nødvendig at viftene både er stille og kan håndtere store luftmengder. For eksempel i bygninger med desentraliserte ventilasjonssystemer. Det samme kravet er det ofte for industrielle automasjonsløsninger med frekvensomformere. Selv i medisinske anvendelser, er det ofte viktig å unngå forsinkelser for pasienter med hjelp av vifteløsninger som effektivt, men også stille kjøler ned medisinsk elektronikk. Det er også mange andre applikasjoner - for eksempel kjøledisker i supermarkeder og innenfor IT & Telecom - hvor teknologien kommer nærmere og nærmere folk. Med vifter fra ebm-papst kan følsom teknikk avkjøles uten unødig støy som bidrar til at hverdagen til mange mennesker vil bli stillere og mer behagelig.
Det er mange årsaker til forstyrrende viftelyd
Generelt er de to viktigste faktorer som forårsaker sjenerende viftestøy. Den ene er at det oppstår støy som følge av luftbevegelse og tilhørende trykkvariasjoner (akustikk). Den andre er den støy som følger av faste gjenstander i kontakt med hverandre, og at det er en bevegelse mellom objektene. I tillegg til disse to hovedfaktorer kan det være forstyrrelser fra den integrerte strøm- og styreelektronikken. Ved utvikling og design av vifter er en av de største utfordringene for å redusere støyen fra aerodynamikken. Selv en svært liten endring av for eksempel viftebladene og viftehuset kan ha veldig stor effekt på lydnivået. Ett eksempel er når forstyrrelser oppstår i luftstrømmen på de ytre og bakre kantene av viftebladene noe som kan forårsake turbulens og uønsket lyd.
Luften som strømmer over stagene som holder rotoren i huset skaper også turbulens. Det er også mange andre faktorer som kan føre til høyt lydnivå og til og med støy. Et eksempel er når vibrasjonen i en viftestruktur oppstår på grunn av ubalanse i rotoren, eller når en elektrisk eller magnetisk impuls i en viftemotor forårsaker en lyd som ligner på den fra en transformator. Viftekonstruksjonen fungerer her som en høyttaler og forsterker lyden. Vibrasjonene blir ekstra sterke om resonansfrekvensene i en viftekonstruksjon faller innenfor et område som forsterker resonansen. Samlet sett er det imidlertid slik at den viktigste årsaken til forstyrrende viftelyd er ulike aeroakustiske effekter.
Utviklingen går mot stillere vifter
For å minimere de aeroakustiske effektene er det gjennomført mye forskning og utvikling av hvordan viftebladene bør være utformet for å være optimalt aerodynamiske. Formålet er å utvikle et design som resulterer i så lav lyd som mulig mens virkningsgraden forblir høy. Et stort fokus ligger på å skape en harmonisk geometri mellom viftebladene og andre viftekomponenter. ebm-papst har i mange år gjennomført intensiv teknisk utvikling for å redusere viftestøy og redusere lydnivået. I dette arbeidet blir det brukt spesiell simuleringsprogram og omfattende tester gjennomføres i spesielt bygge testmiljøer. Velbalanserte rotorer med vedlikeholdsfrie kulelager gjør at ebm-papst siste viftemodeller har svært små vibrasjoner og lavt lydnivå. Viftenes design har en struktur som også minimerer vibrasjonene, dette har stor betydning for at den nye viftegenerasjonen kan gi effektiv og stille kjøling i ulike applikasjoner. Valg av elektronikk-komponenter og det tekniske arbeidet med å optimalisere de magnetiske strømninger og de elektriske forbindelser, har også vært av stor betydning for å redusere det som kan oppfattes som støy.
Med andre ord er det en kombinasjon av mange ulike tiltak som gir oss en stillere vifte. Et eksempel er ebm-papst sin nye generasjon av høyeffektive vifter type S-Panther. Det er kombinasjonen av ebm-papst «Green Tech» EC-motorer og en ny aeroakustisk konstruksjon, som har resultert i en betydelig økning av effektiviteten og et redusert lydnivå med opptil 9 dB(A). Videre er strømforbruket lavere for mange av de nye viftene sammenlignet med ebm-papst tidligere generasjoner av kompaktvifter. S-Panther er utviklet for å møte de nye krav som stilles, og eksempler på anvendelser av de nye kompakte viftene er i medisinsk utstyr, i frekvensomformere, i sveisemaskiner, i vekselrettere for solceller, trykkeripresser, UPS-enheter, kjøle teknisk utstyr, og IT og telekommunikasjonsutstyr. De aerodynamiske utformete viftebladene på S-Panther viftene er utstyrt med «winglets» noe som bidrar til at turbulensen mellom viftebladene og viftehuset blir minimalisert. Resultatet er et meget lavt støynivå.
Design med et bredt helhetsperspektiv
I ebm-papst arbeid med å utvikle stille, robuste, pålitelige og energieffektive vifter, benyttes en designstrategi basert på et bredt helhetsperspektiv. Designet inkluderer både den fysiske utformingen som motorkonsept, elektronikk og materialvalg. Avansert teknologi for sprøytestøping resulterer i lette konstruksjoner i plast med nesten ubegrenset designmuligheter. Utviklingen innenfor plastteknologien gjør at det i dag finnes vifter med høy motstand mot korrosjon og slitasje. Et eksempel er S-Panther modell 3250J med et viftehus laget av et glassfiberforsterket materiale, og et viftehjul av polyamid. Drivmotoren er optimalt integrert i viften og elektronikken er innkapslet i plast som sikrer god beskyttelse mot bl.a. vann, støv og saltsprøyt.
Viftene i S-Panther serien 3250J (størrelse 92 x 92 x 38 mm) er ideell for avlede store mengder varme i trange rom. Sammenlignet med viften 3200J i ebm-papst serie S-Force har 3250J tilsvarende kapasitet, men med en lavere hastighet, og dermed lavere lydnivå. Viftene er best egnet for et lavere mottrykk, noe som åpner opp nye bruksområder hvor det er viktig å ha et lavt støynivå. 3250J er tilgjengelig i versjoner med en nominell spenning på 12, 24 og 48V. Det er mulig å velge mellom IP68 og IP54 modeller. Avhengig av varianten (7, 24, eller 35 W effekt) har viftene en kapasitet på mellom 145 og 270 m3/h, og et støynivå på bare 47 eller 63 dB(A). S-Panther har mange forskjellige funksjoner som alarm, interne og eksterne temperatursensorer, så vel som en PWM-styreinngang (PWM, pulsbredde modulering) eller analog inngang. I applikasjoner hvor det er spesielt høye krav til luftmengden finnes modeller i S-Force serie med en kapasitet på opp til 280 m3/h og et noe høyere lydnivå (73 dB(A)).
