Interview mit Ziehl-Abegg : Leiser oder effizienter oder leistungsfähiger – in jedem Fall optimiert

Ziehl-Abegg (Künzelsau, Baden-Württemberg, Deutschland) gehört zu den international führenden Unternehmen im Bereich der Luft-, Regel- und Antriebstechnik. Beispiele für Einsatzgebiete der Produkte sind Wärme- und Kälteanlagen. Diverse Ventilatoreinheiten finden so speziell im HLK-Bereich zu einer Anwendung. Dabei hat sich das Unternehmen der Agenda verschrieben, seine Produkte hinsichtlich Akustik und Effizienz zu optimieren – den Schlüssel zu diesem Zielvorhaben will man im Bereich der Bionik gefunden haben. Nun wurde ein neuer Axialventilator für Wärmepumpen entwickelt, welcher im Anlagenbetrieb einiges an Optimierung verspricht: Der sogenannte FPowlet (FP-Flügel), der „Fan for heat pumps“.
In einem Interview möchte HLK-Redakteur Kristof Lutz von Kurt Kerschbaummair, Geschäftsführer und General Manager von Ziehl-Abegg Österreich, und Michael Kraus, Produktmanager Axialventilatoren bei Ziehl-Abegg, wissen, wie genau beim FP-Flügel optimiert wurde und welchen Mehrwert man sich nun für Wärmepumpen verspricht. Dabei wird auch die Bionische Richtlinien von Ziehl-Abegg angesprochen und es werden Fragen zu Lieferfähigkeiten und -zeiten beantwortet. Speziell für den Bereich Retrofit will man künftig eine Fast-lane-Lösung gefunden haben.

Der Axialventilator FPowlet von Ziehl Abegg, der sogenannte „Fan for heat Pumps“, wurde speziell für den Einsatz bei Wärmepumpen optimiert und designt. Was musste hier besonders berücksichtigt werden?

Kerschbaummair: Speziell bei Wärmepumpen gewinnt das Thema Akustik immer mehr an Gewicht – beispielsweise in dichtverbauten Gebieten. Beim FP-Flügel wurde sohin das größte Augenmerk auf eine höchstmögliche Schallreduktion für den Betrieb einer Wärmepumpe gelegt, was teilweise vielleicht ein wenig zu Lasten der Effizienz ausfällt – d.h. gewisse Geräte benötigen so evtl. ein wenig mehr Strom –, dafür aber mit einem geringeren Schallleistungspegel einhergeht. Konkreter sprechen wir hier von wenigen Watt – die Effizienz der Wärmepumpe wird so also nur minimal gemindert sein –, was in Verhältnis zu einer doch massiven Schallreduktion, die wir erreichen konnten, mit gutem Gewissen in Kauf genommen werden kann.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die neue, angenehmere Tonalität. Das Empfinden, wie sich der Ventilator nun anhört, ist um einiges angenehmer als früher. Mit der neuen Konzeption des Flügels konnten wir das klassische Propeller-Geräusch hinter uns lassen und ein viel gleichmäßigeres, subjektiv auch angenehmer wahrnehmbares Betriebsgeräusch erreichen.

Wo genau liegt nun also die Optimierung, welche Vorteile ergeben sich für Wärmepumpen und wie hebt sich der FPowlet von anderen Axialventilatoren am Markt ab?

Kraus: Die Optimierung liegt letztlich darin, dass wir die Flügelgeometrie perfektioniert haben. Das Entwicklungsziel war, einen Ventilator zu realisieren, der wesentlich leisere Wärmepumpen ermöglicht – so auch einer der Vorteile, die sich festhalten lassen. Um generell auf die Vorteile zu sprechen zu kommen, muss man aus technischer Sicht an dieser Stelle differenzieren: Bei gleichem Betriebspunkt wird es leiser, oder wenn man die Akustik gleich lassen will, wird ein höherer Volumenstrom erreicht. Konkret hat dies also entweder eine leisere Wärmepumpe zur Folge, oder eine Effizientere, wenn nicht sogar eine Leistungsfähigere – je nachdem, wie man die zu erzielenden Vorteile als OEM (Original Equipment Manufacturer), Komponentenhersteller ausspielen möchte.

Kerschbaummair: Da es vom Gesetzgeber hier keine Mindestkriterien gibt, hat man einen wesentlich höheren Spielraum. Wenn man eine Neuentwicklung intendiert – und das sehen wir aktuell gerade bei unseren österreichischen Partnern –, möchte jeder den FP-Flügel ausprobieren. Jeder möchten diesen bei seiner eigenen Bestandsmaschine testen, um zu sehen, wie die Vorteile tatsächlich ausgespielt werden können. Um wieder auf das Thema Schall zu sprechen zu kommen: Die meisten haben erkannt, dass es speziell im verdichteten Wohnbau mit Schall immer mehr Probleme geben wird. Deswegen wollen viele bei einer Neuentwicklung auch signifikante Schallreduktionen erreichen und möchten ihre Bestandsanlage mit dem FP-Flügel prüfen, um ein Produkt 2.0 herausbringen zu können. Ein Kunde trat beispielsweise an mich heran und meinte, er wolle als neues Produkt sein Standartprodukt haben, aber ein „super-low-voice“ auf den Markt bringen – mit der komplett identen Maschine also, nur mit einem anderen Ventilator und deswegen noch leiser. So liegen eigentlich die Ideen der Hersteller, für die der FP-Flügel eine Applikation schaffen will.
Bezüglich anderer Axialventilatoren am Markt: Hier gilt es auch das Thema Schallschutz zu sehen, wobei besonders bei Massenprodukten die Schallreduktion wenig behandelt wird. Dort geht es mehr um die Ermöglichung eines billigen Produktes. Solche Geräte lassen sich mit einem hochwertigen Gerät, in dem Ventilatorprodukte von Ziehl-Abegg verbaut sind, nicht vergleichen. Da heben wir uns definitiv von Massenprodukten am Markt ab.

Ist die Nachrüstung des FP-Flügels bei einer Bestandsanlage also möglich? Wenn ja, könnte man einen generellen Mehrwert für Wärmepumpen bei solch einer Nachrüstung nennen?

Kerschbaummair: Man muss das auf jeden Fall testen und kann den FP-Flügel definitiv nicht eins-zu-eins umsetzen/mit dem Bestandsflügel einer Wärmepumpe tauschen. Hier gilt es, die Einbausituation, den Betriebspunkt der Wärmepumpe, etc. zu beachten - es braucht also diverse Abstimmungen. Pauschal lässt sich jedenfalls nicht sagen: Wenn dieser Flügel in eine Standardmaschine eingebaut wird, ist diese um 5 dB leiser. Hier will eben im Einzelfall der Bestandsanlage der mit den nötigen Abstimmungen eingebaute FP-Ventilator getestet werden und es möchten diverse Daten genommen werden. Man muss hier prüfen, wie sich der Ventilator auswirkt, wie der zuvor erwähnte Spielraum gesetzt werden kann.
Beispielsweise kann es sein, wenn der Ventilator in einem Testlauf mit der Standardmaschine zum Einsatz kommt, dass dann mehr Leistung die Folge ist. Im Einzelnen, wenn man z.B. die Maschine bei einem Betriebspunkt mit derselben Ventilatordrehzahl betreibt, sich aber mehr Luft durch den Verdampfer bringen lässt und dadurch mehr Leistung die Folge ist. Oder man hat z.B. bei der Abtauung positivere Effekte. Den Einzelfall gilt es hier eben zu untersuchen und im gegebenen Fall diverse Abstimmungen zu finden.
Um einen weiteren wichtigen Punkt einer möglichen Nachrüstung anzusprechen: Für Wärmepumpenhersteller gilt, dass diese bei der Zertifizierung einer Wärmepumpe auch Zertifizierungsmessungen, die gesamten Lieferanten, die Betriebspunkte, welche Produkte verbaut sind, etc. bekannt geben müssen. Wenn man hier etwas ändert – im Sinne einer Nachrüstung mit dem FP-Flügel –, verändert man eigentlich das Gerät und die zuvor gegebenen Zertifizierungen erlöschen. Das betrifft beispielsweise COP-/SCOP-/SEER-Werte und dergleichen. Eine Nachrüstung in diesem Sinne geht also auch immer mit einer dementsprechenden Neuzertifizierung einher – was nicht prohibitiv wirken muss. Tatsache ist, dass einzelne Wärmepumpenhersteller bewusst einen solchen Weg gehen, um sinnvollerweise einen Relaunche eines älteren Produktes zu erreichen und damit die Wertschöpfung hinauszögern zu können.
Wenn sich eine Privatperson bei ihrer Bestandsanlage den FP-Flügel nachrüsten würde, so könnten wir keine Garantie geben, dass dies etwas brächte – dies könnte sogar kontraproduktiv sein, weil sehr viele Faktoren an einer Abstimmung und auch Optimierung einzelner Geräte hängen. Das sind Umstände, die man beachten müsste. Meiner Meinung nach wird es aber selten vorkommen, dass ein Privatkunde sich einen FP-Flügel einbaut, sein Gerät damit nachrüstet.

Im Vergleich zu herkömmlichen Axialventilatoren – wie würden Sie die Db-Reduktion mit dem FP-Flügel angeben, wenn man konkrete Werte nennen müsste?

Kraus: Auch hier muss man stark differenzieren und Pauschalaussagen würden in die falsche Richtung führen. Man muss nämlich den Rahmen klar definieren, in welchem man sich bewegt: Einmal gibt es den Unterschied zwischen der Prüfstands- und der Einbausituation. Prüfstandssituation bedeutet, dass die Messung der Werte unter optimalen Bedingungen vonstatten geht. Einbausituation hingegen heißt aus unserer Sicht die Messung, wenn sie hinsichtlich des Kundengerätes geschieht. Für zweiteres haben wir den Ventilator optimiert – sodass dieser im Kundengerät auch bestmöglich funktioniert. Um nun aussagekräftige Vergleichswerte erzeugen zu können, muss in einem weiteren Schritt noch unterschieden werden, gegen was gemessen wird: Einen qualitativ hochwertigen Ventilator oder ein günstiges Massenprodukt. Bei zweiterem sind die Unterschiede in der Einbausituation groß – hier können wir schon Werte bis 5 dB feststellen. Im Vergleich mit einem qualitativ hochwertigen Ventilator – die hauseigenen miteingeschlossen – in der Einbausituation bei Geräten der Wärmepumpenhersteller zeigen Erfahrungswerte in der Regel eine Reduktion von ca. 1-2 dB, wobei hier natürlich Unterschiede möglich sind/bestehen. Aber nochmal: Man muss es sich von Fall zu Fall anschauen, Pauschalisierungen sind hier sehr irreführend – weil jede Wärmepumpe verschieden ist.

Kerschbaummair: 1-2 dB hören sich nicht nach viel an, aber 3 dB sind eine Reduktion in der Empfindung des menschlichen Gehörs um die Hälfte. Bei 3 dB empfindet das menschliche Gehör also eine Schallreduktion um die Hälfte. Dem ergänzend würde man jedes einzelne dB in einer Reduktion merken. Wenn wir hier mit Planern oder Sachverständigeren sprechen, die beispielsweise an der Grundgrenze messen, hilft jedes einzelne dB, um geringere Schallmaßnahmen setzen zu können. Dies ist und wird zukünftig noch stärker relevant, wenn es um die Verhinderung von Beeinträchtigungen im dichtverbauten Bereich geht.
Abschließend zu dieser Frage können wir rekapitulieren, dass der FP-Flügel leiser ist und die genaue Schallreduktion relativ zum Bezugsystem der Messung gilt – was den Individualfall der Bauweise einer Wärmepumpe und die zuvor genannten Faktoren miteinschließt. 1-2 dB sollten aber mutatis mutandis immer möglich sein; auch bei unseren eigenen Produkten.
Hier vielleicht noch die Anmerkung: Wenn die Wärmepumpe eines Herstellers in unserem Labor getestet werden kann, können wir gesicherte, wertvolle Werte/Daten für den Wärmepumpenhersteller liefern, anhand welcher dieser sein Produkt optimieren kann. Wir bieten unseren Kunden hier einen fortschreitenden Prozess an, der im Wechselspiel von Messungen und Optimierungs/Umbauprozessen in unserem Labor in Deutschland zu wertvollen Erkenntnissen und damit einem hochwertigen Endprodukt führen kann, das leiser oder effizienter oder sogar leistungsfähiger ist. Dieses Angebot liefern wir als Ziehl-Abegg unseren Kunden. Hier gibt es in Österreich einige, die das auch in Anspruch nehmen, uns ihre Maschine zuschicken, die anschließend diesen fortschreitenden Prozess durchläuft, und so wertvolle Werte für ihre Produktentwicklung bekommen.

Stichwort: „Bionische Richtlinien von Ziehl-Abegg“. Können Sie in kurzen Worten auf den Punkt bringen, wie Ziehl-Abegg Bionik versteht – ist doch beim FP-Flügel auch die Rede davon?

Kerschbaummair: Hier könnte man ein wenig auf die Geschichte von Ziehl-Abegg zurückgehen. Vor Jahrzehnten, wo Ziehl-Abegg noch Standardventilatoren produziert hat, kam die Aufgabe auf uns zu, sich von anderen Herstellern ein wenig differenzieren zu müssen. Hier sind wir darauf gestoßen, dass die Natur vieles effizient(er) löst. So kam die Bionik Spiel, die sich mit dem Übertragen von Phänomenen der Natur auf die Technik beschäftigt. An dieser Stelle hat Ziehl-Abegg versucht, Naturphänomene oder naturgegebene Phänomene in den Ventilator zu integrieren. Ein erstes Element war dabei die Zackenform des Eulenflügels auf der Hinterkante des Ventilators. Weitere Elemente fanden als „Sitewings“ oder dem sogenannten „Buckelwahl“ (i.e. gewellte Oberflächen), etc. zu einer Realisierung. Im Fokus lagen dabei ständig die zwei wichtigen Aspekte der „Effizienz“ und der „Akustik“ – man wollte leiser, gleichzeitig aber effizienter werden. Gewisse bionische Elemente, die wir in unseren Ventilatoren realisiert haben, kommen bei anderen Ventilatoren eben nicht vor. Um auf den FP-Flügel zu kommen, hier instanziieren sich alle wichtigen Elemente – was diesen auch so effizient und leise macht.Zur Agenda der Bionischen Richtlinien kamen Befestigungselemente: Bei einem Flügel bedeutet das beispielsweise, die Schweißnähte dynamischer, eben an Naturphänomene angelehnt, zu setzen, um die Steifigkeit erhöhen und damit Material einsparen zu können, etc.

Kraus: Wenn ich ergänzen darf - Bionik bedeutet eine technische Herausforderung unter Anlehnung und unter Bezugnahme auf die Natur zu lösen, zu einer optimierten Umsetzung zu führen, etc. Man nimmt sich also den Erfahrungsschatz, der sich in der Natur durch evolutionäre Selektion manifestieren konnte, zur Hilfe und optimiert damit bestehende Lösungen.

Ziehl-Abegg ist nicht der einzige Hersteller, der Bionik in die Genetik seiner Produktionslinien geschrieben hat – da wird es auch andere geben, oder? Und wenn ja, was zeichnet Ziehl-Abegg hier aus?

Kerschbaummair & Kraus: Nachahmer-Produkte gibt es. Für Ziehl-Abegg spricht aber die mittlerweile jahrelang angesammelte Erfahrung mit dem Thema Bionik. Es scheitert bei vielen in der Umsetzung, bei materialtechnischen Fragen usf. Wir haben hier in den letzten Jahrzehnten aus Fehlern gelernt, sind am Thema drangeblieben, können nun auf soliden Erfahrungen aufbauen und dieses Wissen wie unsere Produkte ständig weiterentwickeln.

Bionik geht mit Effizienzsteigerung einher – so auch beim Axialventilator FPowlet (wie wir bereits erfahren konnten). Können Sie mir auch hier irgendwelche konkreten Zahlen nennen – vl. im Vergleich zu herkömmlichen Axialventilatoren, im Anwendungsfall?

Kerschbaummair: Hier gilt Analoges wie beim Schallpegel – Pauschalaussagen wären hier verfehlt und es gilt, den Individualfall zu beachten. Auch soll an dieser Stelle pointiert werden, dass wir unseren Kunden anbieten, ihre Geräte in unserem Labor in Deutschland testen zu lassen. Das umfasst einen fortschreitenden Prozess, der im Wechselspiel von Messungen und Optimierungs/Umbauprozessen zu wertvollen Erkenntnissen und damit einem hochwertigen, effizienteren Endprodukt führen kann. In solchen Fällen können wird das dann auch mit konkreten Zahlen untermauern.

Den FP-Flügel gibt es in drei Größen, 450, 500 und 630 mm – das wird mit der Leistung von Wärmepumpen und mit der Größe der Wärmetauscher, etc. zusammenhängen. Was können Sie mir dazu berichten?

Kraus: Ganz genau und klar ist auch, dass man nicht mit einer Ventilatorbaugröße alle Anwendungen erschließen kann. Diese drei Baugrößen haben wir aufgrund der Erfahrung und auch im Austausch mit den Herstellern als gängigste und auch meist benötigte Baugrößen für gewerbliche- oder haushaltsnahe Anwendungen identifiziert

Kerschbaummair: Von 4-15 KW kann mit diesen drei Baugrößen bedient werden. Falls es über die 15 KW hinausgeht, ist dies eine Wärmepumpe mit zwei Ventilatoren, wobei dann wieder auf die angebotenen Größen zurückgegriffen werden kann.

Kraus: Aus dem Standard-Portfolio, was auch schon in gewisser Weise auf Akustik optimiert ist, können wir auch wesentlich größere Ventilatoren, bis Baugröße 1250 mm Durchmesser abbilden. Das ist dann aber immer auch abhängig von der Baubaugröße, vom Leistungsrating und auch von den spezifischen Anforderungen des Kunden bzgl. der Wärmetauscher-Gestaltung.
Außerdem unterhalten wir uns aktuell ja über Axialventilatoren bei außenaufgestellten Einheiten. Man darf jetzt aber die innenaufgestellten Einheiten nicht vergessen – da kommt nämlich normalerweise ein Radialventilator zur Anwendung und da hätten wir auch ein entsprechendes Portfolio für diese Anwendung.

Kerschbaummair: Dies will auch deshalb erwähnt sein, weil einige Hersteller für ihre Wärmepumpenapplikationen nur Radialventilatoren verwenden, sei es für Außen- wie für Innengeräte.

Sind alle drei Baugrößen des FP-Flügels lieferbar, wie lange gestalten sich die Lieferzeiten aktuell? Wie sieht es bei Ziehl Abegg generell (also auch bei anderen Ventilatoreinheiten) mit der Lieferzeit aus und wenn längere Lieferzeiten bestehen, welche Gründe finden Sie dafür?

Kerschbaummair: Wir alle wissen, dass wir nach wie vor Lieferkettenprobleme haben, weil die Gesamtlage in Europa weiterhin brüchig ist. Der FP-Flügel ist jedoch auf jeden Fall in allen drei Größen lieferbar. Ein Schlüssel zum Erfolg ist hier die Vorplanung. Als Wärmepumpenproduzent oder Hersteller gilt es, die Umrüstung einer Wärmepumpe auf einen FP-Flügel frühzeitig zu planen. Um einen Richtwert zu nennen, ein Jahr Planung kann hier Erfolg versprechen. Aufgrund dessen, dass es bei Wärmepumpenherstellern meist eine Serienproduktion/-fertigung ist, haben die letzten zwei Jahre aber schon insoweit das Gedankengut bei den Einkäufern, etc. geändert, als diese nun frühzeitig in die Vorplanung gehen. Diese denken schon 1-2, manchmal sogar 3 Jahre voraus – weil sie wissen, dass sie wachsen wollen/müssen. Speziell im Wärmepumpenbereich sieht man ja, was in Europa gerade passiert. Die großen Hersteller bauen neue Werke und müssen so die Lieferfähigkeit jetzt schon sichern. Bereits zu dem Zeitpunkt, wo der Entschluss für die Expansion der Produktion gefallen ist, wird sich hier bei den entsprechenden Komponentenherstellern ein gewisses Kontingent für die Öffnung der neuen Werke gesichert – wir sprechen hier von den zuvor genannten Zeiträumen, wobei die Lieferungen dann auch zeitgerecht funktionieren können. Vorserien oder Testventilatoren können wir auch innerhalb von 12-16 Wochen liefern – das möchte ich explizit erwähnen.
Zu den Gründen: Es wirkt eklatant, dass neben Corona der Wärmepumpen-Trend – angefeuert durch die Ukraine-Krise und den großen Schwenk weg von Gas, hin zu Alternativenergien/Erneuerbaren –, einen massiven Faktor setzt. Alleine in Österreich haben sich bei den Wärmepumpenherstellern die Stückmengen in einem Jahr verdoppelt. So einen Bedarf kann man in so kurzer Zeit nicht bewerkstelligen. Noch dazu, weil die Nachfrage nur auf bestimmte Motorbaugrößen zurückläuft – hier lassen sich die Kapazitäten einfach nicht so schnell aufbauen, wenngleich langfristig bei Ziehl-Abegg mit einem neuen Werk in Europa dem entgegengesteuert wird.

Wie sieht es nun aber im Bereich Retrofit von Lüftungstechnik-Projekten z.B. aus? Ein Jahr Vorplanung ist da nicht möglich – die Planbarkeit in diesem Bereich ist einfach eingeschränkt. Bleiben diese also auf der Strecke?

Kerschbaummair: Retrofit ist grundsätzlich ein anderes Thema, das haben wir speziell letztes Jahr mitbekommen. Hier kann man nicht im selben Sinne planen: Man hat hier lange Vorlaufzeiten, es wird geplant, dann wird es projektiert, anschließend kommt die Ausschreibung und dann gibt es einen Projektstart. Dazwischen wird aber nicht mit den Herstellern gesprochen. Hier hat es letztes Jahr schon Probleme gegeben, insoweit bei Lieferzeiten mit 1 bis 1,5 Jahren das Projekt nicht umgesetzt werden konnte. Speziell für diesen Bereich haben wir dieses Jahr begonnen, eine eigene „fast lane“ aufzusetzen – sog. „fast lane Retrofit“ –, wo wir definiert haben, welche Produkte wir auf Lager legen. Genau für solche Fälle reservieren wir uns also Kontingente – weil es neben Retrofit ja auch einmal sein kann, dass in einem Krankenhaus bei Lüftungsgeräten ein Ventilator defekt wird. Mit diesen eigens aufgelegten Kontingenten kann in ebendiesen Fällen Abhilfe geschaffen werden und Lieferfähigkeit innerhalb weniger Wochen garantiert werden. Von Kundenseite her sollte man aber ein bisschen flexibel sein. Es könnte nämlich sein, dass nicht genau dasselbe Produkt geliefert werden kann, wie gewünscht, aber zumindest ein Ähnliches.
Nähere Infos zu „fast lane Retrofit“ bekommt man in Österreich bei den Vertriebsmitarbeitern der einzelnen Gebiete.

Kraus: Um das Thema der Lieferzeiten und -kapazitäten zu adressieren, möchte ich ergänzen: Ziehl-Abegg baut auch in Europa massiv Kapazitäten zu – so z.B. in Polen ein neues Produktionswerk (siehe HLK-Bericht) – und wir ertüchtigen natürlich seit Jahren unsere Lieferquellen mit mehr Ressourcen, wo wir auch Bauteile ziehen können. Wir versuchen hier also für unsere Kunden Lösungen zu schaffen, um bald wieder in ein normales Fahrwasser kommen zu können.

Gibt es hinsichtlich der Thematik Kältemittel bei Wärmepumpen und der Anwendung des FP-Flügels etwas zu berichten?

Kerschbaummair: Ein ganz wichtiges Thema sind hier brennbare Kältemittel. Wir sehen ganz klar den Trend hin zu Propan. Es gibt auch schon genügend Hersteller die Wärmepumpen mit Propan anbieten, um den GWP-Wert senken zu können. Deshalb sind alle unsere Ventilatoren dazu ertüchtigt und dafür einsetzbar resp. geeignet.

Wird Ziehl-Abegg auf der ISH vertreten sein? Evtl. auch auf der Energiesparmesse Wels?

Kraus: Selbstverständlich – und wir freuen uns da auch wirklich wieder, live, nicht nur virtuell mit unseren Geschäftspartnern zu kommunizieren und mit einer Tasse Kaffee beim Produkt zu stehen.

Kerschbaummair: Aber auf der Energiesparmesse Wels werden wir nicht vertreten sein, da diese nur Endkundenlastig ist.

>>> Lesen Sie auch „Wenn über TikTok Fachkräfte gewonnen werden“. Dort wird der TikTok Auftritt von Ziehl-Abegg ein wenig beleuchtet.

Näheres zu Ziehl-Abegg finden Sie unter: https://www.ziehl-abegg.com