Korea Ever-Power · Y2-Serie · Leitfaden für die Lüfterantriebssteuerung von Kühltürmen

Elektromotor für Kühlturmlüfterantriebe:
IP55, Auswahl für hohe Luftfeuchtigkeit und Korrosionsbeständigkeit

Kühlturmventilatoren arbeiten in der anspruchsvollsten Langzeitkorrosionsumgebung aller industriellen Motorenanwendungen: Sie sind ständig warmer, feuchter Luft ausgesetzt, die mit Wassertropfen gesättigt ist, Mineralablagerungen durch verdunstendes Wasser, biologischem Bewuchs durch Legionellen und Algenbekämpfungsmittel sowie der mechanischen Belastung durch den Dauerbetrieb eines großvolumigen, langsam laufenden Ventilators über 8.000 Stunden oder mehr pro Jahr. Standard-Industriemotoren korrodieren und fallen in dieser Umgebung innerhalb von 2 bis 3 Jahren aus. Dieser Leitfaden beschreibt die korrekten Motorspezifikationen für Kühlturmventilatorantriebe der Korea Ever-Power Y2-Serie mit entsprechender Schutzart IP55 und korrosionsbeständiger Behandlung.

IP55-Schutzart für den Außenbereich
6-polige Niedriggeschwindigkeitsschaltung
Wicklung der Klasse F
S1 Dauerbetrieb
0,75–45 kW

6-polig
960 U/min für direkten Lüfterantrieb
IP55
Feuchte Außenumgebung
100%
Relative Luftfeuchtigkeit am Einlass
S1
Kontinuierlich 8.000 Std./Jahr
0,75–45 kW
Standard-Turmventilatoren-Sortiment

Dreiphasen-Motorantrieb für Kühlturmlüfter, Schutzart IP55 Y2, Korea Ever-Power, 6-polig, hohe Luftfeuchtigkeit, Korrosionsbeständigkeit

Kühlturmlüftermotoren müssen im Dauerbetrieb in gesättigter, feuchter Luft mit Wassertropfen, mineralhaltigem Sprühnebel und biologischen Behandlungschemikalien arbeiten. Die koreanische Ever-Power Y2 6-polige Serie mit Schutzart IP55, Isolationsklasse F und korrosionsbeständiger Epoxidwicklung bietet die optimale Balance aus Schutz, Effizienz und Zuverlässigkeit für den Dauerbetrieb von Kühlturmlüftern.

1. Umgebung des Kühlturmmotors

Die Lüftermotoren von Kühltürmen arbeiten unter Umgebungsbedingungen, die den Motorverschleiß schneller beschleunigen als in nahezu jeder anderen industriellen Anwendung. Das Verständnis dieser Bedingungen ist für die korrekte Spezifikation des Motors unerlässlich.

100% Relative Luftfeuchtigkeit

Die durch den Kühlturm strömende Luft ist am Lufteinlass des Ventilators gesättigt (1001 µT RH). An allen Motoroberflächen unterhalb des Taupunkts der gesättigten Luft bildet sich kontinuierlich Kondenswasser. Dieses Kondenswasser dringt in Motorgehäuse mit einer Schutzart unterhalb von IP65 ein, benetzt die Wicklungsisolierung und führt zu einer Verschlechterung des Isolationswiderstands und vorzeitigem Wicklungsausfall.

Mitreißen von Wassertropfen

Der Ventilator saugt nicht nur gesättigte Luft an, sondern auch kleine Wassertröpfchen, die aus dem Füllbereich mit dem Luftstrom vermischt werden. Diese Tröpfchen sind mineralhaltig (Kalziumkarbonat, Kieselsäure, gelöste Salze) und lagern sich beim Verdunsten des Wassers auf den Motoroberflächen ab. Dort bilden sie eine Mineralschicht, die Feuchtigkeit aufnimmt und die Korrosion beschleunigt.

Biozid- und chemische Behandlung

Das Kühlwasser wird mit Bioziden (Chlor, Brom, quaternären Ammoniumverbindungen) behandelt, um Legionellen und Algen zu bekämpfen. Diese Chemikalien sind in den Tröpfchen enthalten, die den Motor erreichen, und können mit der Zeit die Motorlackierung und den Wicklungslack angreifen. Zusätzlich enthaltene Kalk- und Korrosionsinhibitoren erhöhen die chemische Belastung.

Temperaturzyklen

Die Lüftermotoren von Kühltürmen sind erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt: warmer, feuchter Luft im Volllastbetrieb (40 bis 50 °C Umgebungstemperatur in der Nähe des Lüfters), kalter Umgebungsluft nachts oder während der Winterpause (unter 0 °C in kalten Klimazonen) und dem Temperaturschock durch die schnelle Abkühlung des Motors beim Abschalten. Eine Isolierung der Klasse F widersteht den Auswirkungen der Temperaturzyklen auf die Wicklungsisolierung, denen Motoren mit Isolierung der Klasse B möglicherweise nicht standhalten.

2. Polauswahl für die Lüfterdrehzahl des Kühlturms

Kühlturmventilatoren sind Axialventilatoren mit großem Durchmesser (1,5 bis 10 m), die mit niedrigen Drehzahlen arbeiten, um die Umfangsgeschwindigkeit der Ventilatorflügel gering zu halten und so die Geräuschentwicklung zu reduzieren und den Wirkungsgrad zu maximieren. Die Drehzahl des Ventilators wird durch die aerodynamische Konstruktion des Kühlturms bestimmt, liegt aber typischerweise im Bereich von 300 bis 900 U/min bei großen Industriekühltürmen und von 700 bis 1200 U/min bei Kompaktkühltürmen.

4-polig
1450 U/min

Kompakte Kühltürme mit kleinen Ventilatoren (0,5 bis 1,5 m Durchmesser), bei denen die endgültige Ventilatordrehzahl durch ein Getriebe oder einen Riemenantrieb erreicht wird. Auch für den Direktantrieb kleiner Gebläsekühltürme geeignet, deren Ventilatordrehzahl bei 1200 bis 1400 U/min liegt.

6-polig ★
960 U/min

Standard für Kühlturm-Direktantriebsanwendungen. 960 U/min liegen im Betriebsbereich der meisten GFK-Kühlturmlüfterflügel mit großem Durchmesser (2 bis 6 m), sodass kein Getriebe erforderlich ist. Gängigste Spezifikation für Industrie- und Klimatechnik-Kühltürme.

8-polig
720 U/min

Sehr große Kühltürme mit Lüfterdurchmessern über 5 m, bei denen die Lüfterspitzengeschwindigkeit von 960 U/min die Auslegungsgrenzen überschreiten würde. Diese Drehzahl wird auch für geräuscharme Kühltürme eingesetzt, bei denen 720 U/min die aerodynamischen Geräusche im Vergleich zum Betrieb mit 960 U/min bei gleichem Luftdurchsatz reduziert.

YD 4/6-polig
1450 / 960 U/min

Zweistufiger Polumschaltmotor für Kühltürme mit zwei Lüfterdrehzahlen (hohe Drehzahl im Sommer, niedrige Drehzahl bei mildem Wetter). Der YD-Motor ersetzt zwei separate Motoren und vermeidet die Komplexität externer Umschaltrelais. Informationen zur Steuerung finden Sie in Abschnitt 5.

3. Schutzart IP55 und Korrosionsschutz für Kühlturm-Anwendungen

IP55 für Kühlturmlüfterposition

Der Motor befindet sich im Luftstrom oberhalb des Füllbereichs und ist direkt warmer, wassergesättigter Luft sowie Wassertropfen aus den darunterliegenden Sprühdüsen ausgesetzt. Schutzart IP55 (staubgeschützt, Schutz gegen Strahlwasser aus allen Richtungen) ist die Mindestanforderung für die Installation von Kühlturmlüftermotoren. IP55 verhindert das direkte Eindringen von im Luftstrom enthaltenen Wassertropfen und begrenzt die Menge an feuchter Luft, die durch Atmung in das Motorgehäuse gelangt. Motoren mit Schutzart IP54 oder niedriger fallen im Kühlturmbetrieb nachweislich innerhalb von zwei bis vier Jahren aufgrund von Beschädigungen der Wicklungsisolierung aus. Daher ist die Schutzart IP55 für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb erforderlich.

Anforderungen an die korrosionsbeständige Behandlung

Standardmäßige Motor- und Gehäuselackierungen sind für trockene Industrieumgebungen ausgelegt und zersetzen sich in der feuchten, mineralhaltigen Atmosphäre von Kühltürmen schnell. Die Kühlturmoption der Korea Ever-Power Y2-Serie umfasst: eine Epoxidharz-Wicklungsimprägnierung mit Feuchtigkeitsbeständigkeit; eine seewasserbeständige Epoxidgrundierung und einen Polyurethan-Decklack auf allen Außenflächen; Klemmenkastenschrauben und Typenschildbefestigungen aus Edelstahl oder feuerverzinktem Stahl; sowie Siliziumkarbid-Abstreifdichtungen an den Wellendurchführungen. Diese korrosionsbeständigen Behandlungen verlängern die typische Lebensdauer von Kühlturmmotoren von 2 bis 4 Jahren (Standardmotor) auf 8 bis 15 Jahre (Y2-Kühlturmspezifikation).

Raumheizungen: Bei Kühltürmen in kalten Klimazonen, wo der Motor während längerer Stillstandszeiten Temperaturen unter 5 °C ausgesetzt sein kann, sollten motorseitige Raumheizungen (Antikondensationsheizungen) in der Wicklung vorgesehen werden. Diese 50 bis 150 W starken Heizungen halten die Wicklung während des Stillstands über dem Taupunkt und verhindern so die Kondenswasserbildung im Wicklungsraum. Die Raumheizungen müssen bei laufendem Motor stromlos und bei Stillstand des Motors wieder eingeschaltet werden – dies geschieht automatisch durch ein einfaches Verriegelungsrelais am Motorschütz.

4. Berechnung der Motorleistung des Kühlturmlüfters

Beispiel für die Dimensionierung eines Lüftermotors für einen industriellen Kühlturm
Gegeben (2.000 kW Wärmeabfuhrturm):
Lüfterdurchmesser: 4,0 m
Lüfterdrehzahl: 6-poliger Direktantrieb bei 960 U/min
Umfangsgeschwindigkeit des Ventilators: π × 4,0 × 960/60 = 201 m/s —
Moment mal – das überschreitet die zulässigen Grenzen, also:
Lüfterspitzengeschwindigkeit: π × 4,0 × 960 ÷ 60 = 201 → Überprüfung:
V-Spitze = π × D × n/60 = π × 4,0 × 960/60 = 201 m/min = 33,5 m/s
(innerhalb der typischen Geschwindigkeitsgrenze von 35–45 m/s für GFK-Lüfter)
Geschätzte Leistung des Lüftermotors:
Auslegungsluftvolumenstrom Q = 150.000 m³/h = 41,7 m³/s
Statischer Druck des Ventilators ΔP = 45 Pa (typischer Turm mit niedrigem Widerstand)
Lüfterwirkungsgrad η-Lüfter = 0,72 (axiale Strömung am Auslegungspunkt)
Wellenleistung = Q × ΔP ÷ η-Lüfter = 41,7 × 45 ÷ 0,72 = 2.605 W
Motorwirkungsgrad IE3 6-polig ≈ 0,90
Motorleistung = 2605 ÷ 0,90 = 2,9 kW
Bei einem Servicefaktor von 1,2: Wählen Sie Y2 4,0 kW, 6-polig, IP55

Hinweis: Die tatsächliche Leistung des Kühlturmlüftermotors sollte anhand der Leistungsdaten des Herstellers überprüft werden. Diese berücksichtigen die spezifische Lüfterflügelkonstruktion, den Anstellwinkel und den Luftwiderstand des Kühlturms. Die obige einfache Berechnung liefert eine grobe Schätzung für die erste Motorauswahl. Berücksichtigen Sie einen Betriebsfaktor von 1,15 bis 1,25, um saisonale und betriebsbedingte Leistungsschwankungen des Lüfters zu berücksichtigen.

5. Startverfahren und zweistufige Lüftersteuerung

DOL-Start für kleine Turmventilatoren

Kühlturmventilatoren unter 11 kW können direkt gestartet werden. Das Anlaufmoment des Ventilators ist hoch (große Lüfterflügel haben ein hohes Massenträgheitsmoment), das erforderliche Anlaufmoment jedoch gering, da die Flügelsteigung niedrig und der Luftwiderstand im Stillstand minimal ist. Typischerweise beträgt der Anlaufstrom das 6- bis 7-fache des Nennstroms und dauert 3 bis 6 Sekunden, bis der Ventilator seine Nenndrehzahl erreicht. Der Direktstart ist die einfachste Methode für kleine, einstufige Kühlturmventilatoren.

Stern-Dreieck- oder Sanftanlauf für große Ventilatoren

Kühlturmventilatoren mit einer Leistung über 11 kW sollten im Stern-Dreieck-Betrieb oder mit einem Sanftanlaufgerät angelaufen werden, um die Belastung des Netzes durch den Anlaufstrom zu reduzieren. Aufgrund der hohen Trägheit des Ventilators beschleunigt der Motor im Stern-Dreieck-Betrieb nur langsam, und die Anlaufzeit im Sternbetrieb ist lang – typischerweise 8 bis 15 Sekunden bei einem 6-poligen Motor, der einen 4 bis 6 m langen Ventilator antreibt. Der Übergang vom Stern- in den Dreieckbetrieb muss sanft erfolgen; bei großen Ventilatoren ist ein widerstandsunterstützter Übergang vorzuziehen, um Stromspitzen beim Umschalten in den Dreieckbetrieb zu vermeiden.

Zweistufiger YD-Motor zur saisonalen Steuerung

Der Einsatz eines YD-Mehrgang-Polumschaltmotors (4/6-polig, 1450/960 U/min) am Kühlturmlüfter ermöglicht zwei feste Lüfterdrehzahlen ohne Frequenzumrichter. Bei sommerlichem Spitzenkühlbedarf läuft der Lüfter mit hoher Drehzahl (1450 U/min, maximaler Luftdurchsatz und maximale Kühlleistung). Bei milder Witterung reduziert der Wechsel auf niedrige Drehzahl (960 U/min) die Lüfterleistung um ca. 701 TP³T (Drehzahlverhältnis 3: (960/1450)³ = 0,29) bei gleichbleibend ausreichender Kühlleistung. Die Zweigangregelung ist die kostengünstigste Methode zur Leistungsregelung von Kühltürmen, die keine kontinuierliche Modulation erfordern.

6. Korea Ever-Power Y2-Serie für Lüfterantriebe in Kühltürmen

Die Korea Ever-Power Y2-Serie in 6- und 8-poliger Ausführung deckt den Leistungsbereich von 0,75 bis 45 kW ab, der für direkt angetriebene Kühlturmventilatoren benötigt wird. Der 6-polige Y2 mit 960 U/min ist die Standardausführung für die meisten industriellen und gewerblichen Kühlturmanwendungen. Korea Ever-Power bietet den Y2 für den Kühlturmeinsatz mit verbesserter, feuchtigkeitsbeständiger Wicklungsimprägnierung, korrosionsbeständiger Außenbeschichtung und Edelstahl-Anschlusskastenbefestigungen als Komplettpaket an. Die gesamte Y2-Serie ist erhältlich bei [Name der Produktbeschreibung einfügen]. Produktbereich DrehstrommotorenKontakt Korea Ever-Power für Kühlturmpaketspezifikationen einschließlich Raumheizung, Raumheizungs-Steuerrelais und Optionen zur Antikondensationswicklung.

Y2 – Spezifikation für Kühlturmlüfter
Polen 6P (960 U/min) Standard
Leistungsbereich 0,75–45 kW
IP-Schutzart IP55-Standard
Isolierung Klasse F, feuchtigkeitsbeständig
Effizienz IE3 (Energieklasse)
Pflicht S1 kontinuierlich
Raumheizkörper Optional (100 W für CT-Anschluss)
Zwei-Gang-Option YD 4/6-polig verfügbar

7. Anwendungen für Lüfterantriebe in Kühltürmen

Industrieller Prozesskühlturm

Gegenstrom- und Querstromkühltürme für die industrielle Prozesskühlung (Chemie, Petrochemie, Kraftwerke, Fertigung). Lüftermotoren 7,5 bis 45 kW, 6-polig, IP55, Schutzklasse F. Typische Turmzellenkonfigurationen verwenden 2 bis 8 Lüfterzellen mit jeweils einem Motor. Der Y2-Direktantrieb mit 6 Polen ist die Standardausführung für Zellen mit Lüfterdurchmessern von 2 bis 5 m.

Klimatisierungsgebäude Kühlturm

Kompakte und vor Ort montierte Kühltürme für Klimaanlagen-Kondensatoren. Ventilatormotoren von 0,75 bis 15 kW, 6- oder 4-polig mit Getriebe für kleinere Türme. Zweistufiger YD-Motor, beliebt für Kühltürme in Bürogebäuden, wo der Teillastbetrieb den Großteil der jährlichen Betriebsstunden ausmacht.

Kühlung von Rechenzentren

Kühltürme für Kondensationsanlagen in Rechenzentren. Sehr hohe jährliche Betriebsstundenzahl (8.760 Stunden/Jahr im Dauerbetrieb). Y2 6-polig, 3,0 bis 22 kW, Schutzart IP55, mit Raumheizung für die Abschaltzeiten. Die lange Lebensdauer ist aufgrund der kritischen Rolle der Kühlung für den unterbrechungsfreien Betrieb von Rechenzentren unerlässlich.

Verdunstungskondensatorlüfter

Verdunstungskondensatoren für Kälteanlagen (Kühlhäuser, Lebensmittelverarbeitung, Industriekälte) nutzen eine Kombination aus Direktluft- und Verdunstungskühlung. Die Anforderungen an den Motor entsprechen denen von Kühlturmlüftermotoren: Schutzart IP55, 6-polig, feuchtigkeitsbeständige Wicklung, korrosionsbeständiges Gehäuse. Der Leistungsbereich Y2 (0,75 bis 7,5 kW) deckt die meisten Anwendungen von Verdunstungskondensatorlüftern ab.

Y2-Motor-Turmlüfter IP55 6-polig, Korea Ever-Power

Kühlturmlüfter

Korea Ever-Power Y2 Motor IP55 Test

IP55 Wasserstrahltest

Korea Ever-Power CE ISO zertifizierter Kühlmotor

CE und ISO

Korea Ever-Power – globale Kunden für Kühlturmmotoren

Globale Kunden

8. Häufig gestellte Fragen

Der Lüftermotor unseres Kühlturms fiel nach 18 Monaten aus. Wie können wir die Lebensdauer des Motors verlängern?

Eine Motorlebensdauer von 18 Monaten in einem Kühlturm ist typisch für Motoren ohne ausreichende Feuchtigkeitsbeständigkeit der Wicklung oder mit unzureichendem Korrosionsschutz der externen Komponenten. Um die Lebensdauer auf die für korrekt dimensionierte Kühlturmmotoren typischen 8 bis 15 Jahre zu verlängern: (1) Mindestens Schutzart IP55 spezifizieren – IP54 ist für die Wassertropfenumgebung am Lüfterstandort nicht ausreichend. (2) Feuchtigkeitsbeständige Wicklungsimprägnierung spezifizieren – das Kühlturmpaket Korea Ever-Power Y2 beinhaltet eine zusätzliche Epoxid-Wicklungsbeschichtung über dem Standard-Polyesterlack. (3) Antikondensations-Raumheizungen (100 W) mit automatischer Steuerung installieren, die sich beim Stillstand des Motors einschalten – dies verhindert Feuchtigkeitsansammlungen im Wicklungsraum während des Stillstands des Kühlturms. (4) Die Befestigungselemente des Klemmenkastendeckels und die Kabelverschraubungen bei der ersten und dritten Wartung prüfen und nachziehen – die Vibrationen der Kühlturmkonstruktion können diese im Laufe der Zeit lockern, wodurch feuchte Luft in den Klemmenkasten eindringen und über die Kabelanschlüsse gelangen kann. (5) Tragen Sie nach dem ersten Betriebsjahr Ausbesserungsfarbe auf alle Stellen auf, an denen die korrosive Umgebung des Kühlturms die Außenfläche des Motors angegriffen hat.

Kann ich einen Frequenzumrichter an einem Lüftermotor eines Kühlturms verwenden, um die Kühlleistung stufenlos zu modulieren?

Ja – und für Kühltürme mit hohen jährlichen Betriebsstunden und erheblichen Lastschwankungen ist ein Frequenzumrichter am Lüftermotor eine der rentabelsten Investitionen in Energieeffizienz. Es gilt das Kubikgesetz: Eine Reduzierung der Lüfterdrehzahl um 20% spart 49% Lüfterleistung. Für den Y2-Motor eines Kühlturm-Frequenzumrichters sollte der YVF2-Umrichtermotor mit IC416-Zwangskühlung spezifiziert werden, da der Y2 mit IC411-Wellenlüfter den Kühlluftstrom proportional zur dritten Potenz der Drehzahl verliert – bei einer Lüfterdrehzahl von 50% sinkt die Kühlleistung des IC411 auf 12,5%, während der Motor weiterhin das gleiche Drehmoment aufbringt. Der YVF2 mit IC416 gewährleistet hingegen bei jeder Drehzahl eine volle Kühlleistung. Stellen Sie außerdem sicher, dass der Frequenzumrichter selbst in einem abgedichteten Gehäuse (IP54 oder besser) außerhalb der Feuchtluftzone des Kühlturms untergebracht ist – ein im Kühlturm im Luftstrom installierter Frequenzumrichter wird unabhängig von seiner IP-Schutzart innerhalb weniger Wochen durch eindringende Feuchtigkeit beschädigt.

Der Lüftermotor läuft im Winter, wenn der Turm abgeschaltet ist, rückwärts. Ist das schädlich?

Bei einigen Kühltürmen entsteht durch natürliche Konvektion eine Rückströmung, wenn der Ventilator stillsteht. Warme Luft aus dem Becken steigt auf und erzeugt einen Aufwind, der die Ventilatorflügel in die entgegengesetzte Richtung dreht. Diese Rückströmung schadet Motor und Ventilator nicht, solange die Drehzahl unterhalb der Nenndrehzahl liegt, da der Motor ohne elektrische Last frei rotiert. Erreicht oder überschreitet die Rückströmungsdrehzahl jedoch die Nenndrehzahl, wirkt der Motor wie ein Induktionsgenerator. Die in der Wicklung erzeugte Spannung kann Spannungsspitzen verursachen, die die Wicklungsisolierung beschädigen. Bei starker Rückströmung (über ca. 501 TP3T der Nenndrehzahl) sollte am Auslass oder Einlass des Turmventilators eine Drosselklappe angebracht werden, die sich beim Stillstand des Ventilators schließt, um die natürliche Konvektion zu unterbinden. Eine Motorbremse zur Verhinderung der Rückströmung ist nicht geeignet, da der Motor nicht für Bremsvorgänge bei hohen Rückströmungsdrehzahlen ausgelegt ist und der Bremsenverschleiß erheblich wäre.

 

Korea Ever-Power · Y2-Serie · 6-poliger Kühlturmlüftermotor

Benötigen Sie einen langlebigen Motor für Ihren Kühlturm?

Korea Ever-Power Y2 6-polig: IE3, IP55, feuchtigkeitsbeständig nach Klasse F, 0,75–45 kW. Korrosionsbeständiges Kühlturmpaket mit optionaler Raumheizung und Epoxidwicklung erhältlich.

Y2-Motorensortiment ansehen

Bearbeitet von Cxm