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Bild: Matt_Gibson, iStockphoto
Kühlung

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Die Natur steht Pate

Text: Rainer Grill, Ziehl-Abegg
Eine Eule, die mit dem Geräuschpegel eines surrenden Ventilators auf Jagd ginge, wäre schnell verhungert. Ein Ventilator, der annähernd lautlos wie der Raubvogel arbeitet, schont nicht nur die Ohren der Mitarbeiter, sondern reduziert auch die Energiekosten.

Die Eule ist der leiseste Raubvogel. Sie ortet die Beute mit dem Gehör, und das funktioniert nur, wenn die Tiere extrem leise fliegen. Wie geht das? Die Flügel sind vergleichsweise groß und stark gewölbt. Das bringt dem Vogel sehr viel mehr Auftrieb bei niedriger Geschwindigkeit. Weiter gibt es Fransen am Ende der Eulenflügel. Dadurch treffen die Luftströmungen der Flügel­ober- und Unterseiten an der Hinterkante der Flügel sanfter – und somit leiser – aufeinander. Den Ingenieuren von Ziehl-Abegg lieferte dies die Vorlage bei der Produktentwicklung im Ventilatorenbereich. Daher ist die Hinterkante des Ventilatorflügels gezackt wie ein Eulenflügel.

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 Industrie zugesprochen. Allerdings kann das Potenzial gegenwärtig nicht voll ausgeschöpft werden. Hemmnisse sind unter anderem fehlende Akzeptanz und die teilweise fehlende Kostenwettbewerbsfähigkeit. Doch es gibt auch Ausnahmen. Ein Beispiel dafür ist der bionische Ventilator, der nach dem Vorbild der Eule entstand. Doch nicht nur die haben sich die Entwickler genau hingeschaut: 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 am Ende haben – bei Ziehl-Abegg sind die Eulen-Ventilatorenflügel seit Jahren mit einem Knick am Rand ausgestattet. Die Komposition mehrerer bionischer Merkmale in einem Ventilator senkt allerdings nicht nur die Geräuschentwicklung. Gleichzeitig wird auch der Energieverbrauch im laufenden Betrieb reduziert.

Weniger CO2

Auch bei der Herstellung des Ventilators wird auf die Natur zurückgegriffen. Das Ausgangsmaterial besteht zu 60 Prozent aus dem nachwachsenden Rohstoff Sebazinsäure, welcher aus dem Öl der Rizinuspflanze gewonnen wird. Rizinusöl wird durch Anbau auf nährstoffarmen Böden gewonnen und steht damit hinsichtlich der erforderlichen Anbaufläche nicht im Wettbewerb mit der Nahrungsmittel-Produktion. Die Verarbeitung des Biopolyamids ist wie bei herkömmlichen Kunststoffen auf konventionellen Maschinen und angepassten Prozessparametern möglich. Da die Rizinuspflanze in der Wachstums­phase CO2 aufnimmt, reduziert sich der Ausstoß im Vergleich zu Kunststoff auf Erdölbasis um zwei Drittel. Vorstandsvorsitzender Peter Fenkl: „Durch den Einsatz pflanzlicher Rohstoffe, welche der Umwelt in der Wachstumsphase bereits Kohlendioxyd 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 gesehen wird, beträgt die CO2-Einsparung noch immer 40 Prozent.

Positive Nebeneffekte

Der Bio-Ventilator ist im Vergleich zu einem Produkt aus PA6 GF30 (fossile Basis) um 6 Prozent leichter. Einmal resultiert dies aus einer 5-prozentigen Dichte-Ersparnis, zum anderen aus einer um ein Prozent niedrigeren Feuchtigkeitsaufnahme (PA 6 GF 30: Dichte 1,36 und Feuchteaufnahme 2,1-2,3 Prozent, dagegen Bio-Material mit GF 30: Dichte 1,31 und Feuchteaufnahme 1,2 Prozent). Das geringere Gewicht reduziert ebenfalls die Energieaufnahme, da der Antrieb des Ventilators weniger Masse bewegen muss.

Für die Kunden bringt das neue Material viele Vorteile mit sich, zu nennen sind:

  • die höhere chemische Beständigkeit (Spannungsrissbeständigkeit unter Einfluss aggressiver Chemikalien);

  • Heißwasser- und Dampfbeständigkeit (hohe Hydrolysebeständigkeit);

  • eine 50 Prozent geringere Feuchtigkeitsaufnahme;

  • höhere Dimensionsstabilität;

  • bessere Kälteschlagzähigkeit;

  • gutes Abrieb-/Verschleißverhalten.

Vor 20 Jahren war fairer Kaffee nur etwas für Exoten, jetzt schauen immer mehr Menschen hinter Werbebotschaften, Transportwege und Herstellungsprozesse. Daher kann der bionische Bio-Ventilator Vorbildcharakter haben, auch wenn der Preis derzeit höher ist als für Erdölprodukte. Da die Geräteleistungsdaten und die Abmessungen identisch sind, gibt es keine technischen Hemmnisse – jedoch muss der Markt für dieses Produkt und dessen positive Umwelteigenschaften sensibilisiert werden.

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