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Lüfter

Bionischer Bio-Ventilator reduziert Geräuschemissionen

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Anbieter zum Thema

Bürklin GmbH & Co. KG
ABM Asset and Business Management AG
ZIEHL-ABEGG SE

Der leise Flug wird durch verschiedene Faktoren begünstigt. Zum einen sind die Flügel von z.B. einer Schleiereule im Vergleich zum Körper relativ groß und stark gewölbt. Das bringt dem Vogel, der etwa so viel wiegt wie eine Taube, sehr viel mehr Auftrieb bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Tauben müssen dagegen sehr stark mit den Flügeln schlagen um auf Geschwindigkeit zu kommen, wodurch sie von weitem hörbar sind.

Andererseits sind die Enden der Eulenflügel mit Fransen besetzt. Dadurch treffen die Luftströmungen der Flügelober- und Unterseiten an der Hinterkante der Flügel sanfter – und somit leiser – aufeinander. Das wurde auch für den bionischen Ventilator übernommen, der Ventilatorflügel ist an der Hinterkante gezackt.

Konstruktion von den Vögeln abgeschaut

Doch nicht nur bei der Eule haben die Entwickler abgeschaut: Geier, Adler und Störche stellen einzelne Federn auf – dadurch lösen sich an jeder Federspitze kleine Randwirbel ab, was den Widerstand des Flügels reduziert. Zu sehen ist dies auch bei Flugzeugen, bei denen die Tragflächen neuerdings einen kleinen Knick (Winglet) am Ende haben – bei Ziehl-Abegg sind die Ventilatorenflügel seit Jahren mit einem Knick am Rand ausgestattet. Die Komposition dieser bionischen Merkmale in einem Ventilator senkt zudem den Energieverbrauch im laufenden Betrieb.

Biomaterial im Ventilator reduziert CO2-Emissionen

Nachwachsende Rohstoffe tragen durch Substitution fossiler Rohstoffe zur Minderung von CO2-Emissionen bei. Der Ventilatorflügel besteht zu mehr als 60% aus dem nachwachsenden Rohstoff Sebazinsäure, welcher aus dem Öl der Rizinuspflanze gewonnen wird.

Rizinusöl, wissenschaftlich auch Ricinusöl (CAS-Nr. 08001-79-4), ist ein Pflanzenöl, das aus den Samen des tropischen Baums Ricinus communis, eines Wolfsmilchgewächses, gewonnen wird. Es ist ein Triglycerid und wird in der Pharmazie auch Oleum Ricini s. Castoris, Oleum Ricini virginale und Kastoröl genannt (im englischen Sprachraum castor oil, aber auch ricinus oil oder oil of Palma Christi).

In den gemäßigten Klimazonen wächst die Pflanze als einjährige krautige Pflanze, in den Tropen als mehrjährige Pflanze. Die Pflanze ist schnellwüchsig und wird unter idealen Bedingungen innerhalb von drei bis vier Monaten bis zu 5 m hoch. In tropischem Klima erreicht sie nach mehreren Jahren Wuchshöhen von bis zu 13 m und bildet einen verholzten Stamm. In saisonalen Klimaten stirbt die Pflanze jedes Jahr oberirdisch ab und treibt dann bei entsprechender Sonneneinstrahlung wieder neu aus.

Der größte Produzent von Rizinusöl ist Indien, das mit jährlich 750 000 t etwa 60% Öl zur Rizinus-Weltproduktion beisteuert. Zu den weiteren wichtigen Produzentenländern gehören die Volksrepublik China und Brasilien.

Ergänzendes zum Thema
Das Potenzial von Biowerkstoffen

Biobasierten Produkten wird ein erhebliches Potenzial für die Verringerung von produktionsbedingten Umweltbelastungen, für die Verbesserung der Gesundheit, als nachhaltige Alternative zu fossilen Rohstoffen sowie für die Sicherung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Industrie durch eine Technologieführerschaft zugesprochen. Allerdings kann das Potenzial gegenwärtig nicht voll ausgeschöpft werden. Hierzu tragen verschiedene Hemmnisse bei, z.B. teilweise fehlende Kostenwettbewerbsfähigkeit, geringe Akzeptanz in der verarbeitenden Industrie, „Time to market“-Dominanz, benachteiligende Regelungen, relative Bevorzugung der energetischen gegenüber der stofflichen Nutzung von Biomasse. Eine passgenaue Unterstützung wird durch die hohe Heterogenität der Produkte und die zahlreichen Anwendungsfelder (u.a. Bio-Chemikalien, -Schmier- und -Kunststoffe für Verpackungen, aber auch im Bau oder in der Automobilindustrie) erschwert.

Die Hightech-Strategie der Bundesregierung (2006) verfolgt das Ziel, Deutschland an die Spitze der wichtigsten Zukunftsmärkte zu führen. Die Pflanze als Rohstofflieferant ist eines von 17 Zukunftsfeldern, in denen innovationspolitische Maßnahmen definiert wurden. In diesem Rahmen strebt Deutschland an, bis zum Jahre 2015 die europäische Spitzenposition in Pflanzenbiotechnologie und Pflanzenzüchtung zu erreichen und den Einsatz von erneuerbaren und nachwachsenden Rohstoffen in der chemischen Industrie erheblich auszudehnen.

Auch die Europäische Kommission hat im Jahr 2007 die Leitmarktinitiative (LMI) gestartet, die das Potenzial biobasierter Produkte heben und ihnen zur höheren Wettbewerbsfähigkeit verhelfen soll. Als Haupthemmnis gelten auch hier die im Vergleich zu Produktalternativen höheren Kosten für biobasierte Produkte.

Rizinusöl wird durch Anbau auf nährstoffarmen Böden gewonnen und steht damit hinsichtlich der erforderlichen Anbaufläche nicht im Wettbewerb mit der Nahrungsmittel-Produktion. Rizinusöl ist kein Lebensmittel. Die Verarbeitung des Biopolyamids ist wie bei herkömmlichen Kunststoffen auf konventionellen Maschinen und angepassten Prozessparametern möglich.

Da der Rizinusbaum in der Wachstumsphase CO2 aufnimmt, reduziert sich der CO2-Ausstoß im Vergleich zu Kunststoffen auf Erdölbasis um Zwei Drittel.

Ziehl-Abeggs Vorstandsvorsitzender Peter Fenkl erklärt: „Durch den Einsatz pflanzlicher Rohstoffe, welche der Umwelt in der Wachstumsphase bereits CO2 entzogen haben, ist die CO2-Bilanz des Werkstoffes in Summe deutlich günstiger als bei Polymeren auf Basis fossiler Rohstoffe. Selbst wenn der gesamte Ventilatorflügel (inklusive Glasfaseranteil von 30%/GF 30) gesehen wird, beträgt die CO2-Einsparung noch immer 40%.“

Da der nachwachsende Rohstoff mehr als 60% des Materials liefert, erfüllt der Werkstoff die gängige Definition eines Biokunststoffs.

So genannte Biopolymere gehören zu den Leitmarktinitiativen der Europäischen Kommission, wenn eine ausreichende industrielle Herstellung möglich ist sowie keine Konkurrenz zu Nahrungsmitteln entsteht. Dies ist beides bei Biopolymeren auf Basis von Rizinusöl gegeben.

Biowerkstoffe bringen mehrere positive Eigenschaften

Der Bio-Ventilator ist im Vergleich zu einem Produkt aus PA6 GF30 (fossile Basis) um 6% leichter. Einmal resultiert dies aus einer 5%igen Dichte-Ersparnis und zum anderen aus einer um ein Prozent niedrigeren Feuchtigkeitsaufnahme (PA 6 GF 30: Dichte 1,36 g/cm3 und Feuchteaufnahme 2,1 bis 2,3%; dagegen Bio-Material mit GF30: Dichte 1,31 g/cm3 und Feuchteaufnahme 1,2%.).

Für die Kunden bringt der neue Werkstoff zahlreiche Vorteile mit sich, d.h. die Einsatzmöglichkeiten für diesen Ventilator vergrößern sich.

  • höhere chemische Beständigkeit (Spannungsrissbeständigkeit unter Einfluss aggressiver Chemikalien),
  • höhere Beständigkeit gegenüber Heißwasser und Dampf (hohe Hydrolysebeständigkeit),
  • Feuchtigkeitsaufnahme um 50% geringer,
  • höhere Dimensionsstabilität,
  • bessere Kälteschlagzähigkeit und
  • gutes Abrieb/Verschleißverhalten.

Der Einsatz von Holz als Substitutionsmittel stellt für das Unternehmen keine Alternative dar, da sich dies finanziell direkt auf Haus- und Wohnungsbesitzer auswirkt, die mit Holz oder Pellets heizen.

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