Boxen-Kühlung für heiße Rennen

Die Formel 1 kann ein heißes Geschäft sein. Das gilt für die Fahrer in ihren Rennwagen, für die Zuschauer auf sonnigen Tribünen, aber auch für die Ingenieure, die die Boliden in der Box auf Qualifying und Rennen vorbereiten. An Strecken in besonders heißen Klimazonen wie in Malaysia erreichen die Temperaturen bis zu 40 °C – und das bei einer Luftfeuchtigkeit von bis zu über 80 %. Ein Klimasystem von ebm-papst kühlt die Box des Mercedes AMG Petronas Motorsport Teams bei Rennen in besonders heißen Klimazonen. Ein effizienter EC-Radialventilator und ein praktisches Stoffrohrsystem sorgen dabei für den optimalen Luftfluss.

In heißer Umgebung ist es für das Team und den Fahrer eine noch größere Herausforderung, über ein viertägiges Rennwochenende hinweg konzentriert zu arbeiten und Höchstleistungen zu erbringen. Deshalb entschied sich Mercedes AMG Petronas Motorsport auf die Kompetenz von ebm-papst zu bauen. „Als wir darüber sprachen, wie wir unsere Kooperation gestalten wollen, kam die Boxen-Kühlung schnell als eines der Top-Themen auf die Agenda“, erklärt Mark Wilson, Sales Director bei ebm-papst Automotive & Drives (UK) Ltd. Deshalb nahm sich der Hersteller dem Problem an und entwickelte zusammen mit einem langjährigen Partner ein System für die Kühlung der Boxen, die oft in heißen Klimazonen liegen und keine Klimaanlage haben.

Ein flexibles System musste her
Dabei galt es, eine ganze Reihe von Anforderungen zu beachten: Die Lösung sollte gut transportierbar und widerstandsfähig gegen Staub und hohe Luftfeuchtigkeit sein, sich leicht montieren lassen und – besonders wichtig – eine spürbare Abkühlung für das Team bringen. Zunächst klärten die Partner gemeinsam die Frage, ob eine luftgekühlte oder eine wassergekühlte Klimaanlage verwendet werden sollte. Nachdem sichergestellt wurde, dass an allen potenziellen Standorten des Systems ein Wasseranschluss vorhanden ist, wählten die Ingenieure die Wasserkühlung. Während eine luftgekühlte Anlage mehrere Tausend Kilogramm gewogen und sehr viel Platz beansprucht hätte, bringt die wassergekühlte Einheit lediglich 350 kg auf die Waage – außerdem hat sie mit 1,30 m Breite, 2,10 m Höhe und 90 cm Tiefe sehr kompakte Maße (Bild 1). Die geringe Größe hilft auch bei einer weiteren Herausforderung: dem weltweit sehr unterschiedlichen Grundriss der Boxen an den Rennstrecken, zu denen das Team reist.
Das Team von Mercedes AMG Petronas Motorsport unterteilt eine typische Box in verschiedene Bereiche für Karosserie, Getriebe, Flügel, Technik, IT, Reifen und den Arbeitsbereich (Bild 2). Zwei Luftauslässe der Anlage kühlen diesen Bereich im vorderen Teil der Box, ein Auslass sorgt im Zuschauerbereich für VIP-Gäste hinter den beiden Boliden für angenehme Temperaturen. Um nicht unnötig Platz wegzunehmen, wird das Klima-Modul im hinteren Teil der Garage aufgebaut. Deshalb wählte ebm-papst für die Luftführung durch die Garage Kanäle aus Stoff. Diese sind sehr leicht und trotzdem robust, lassen sich kompakt transportieren und abhängig von der Größe und dem Grundriss der Garage individuell zusammensetzen. Je nach Einsatzort wird die Luft so um bis zu 25 m vom hinteren Teil der Box in den gewünschten Bereich transportiert. Um auch am Ende dieser Kanäle noch den gewünschten Luftstrom zu erreichen, dreht sich in dem Klimamodul ein EC-Radialventilator der Baugröße 500. Dessen Laufrad, Motor und Elektronik sind laut Hersteller optimal aufeinander abgestimmt, sodass er einen Gesamtwirkungsgrad von knapp 60 % erreicht. Dank einer auf das Laufrad abgestimmten Einströmdüse punkte der Ventilator außerdem mit geringen Geräuschemissionen. Er arbeitet ohne Probleme bei Umgebungstemperaturen von -25 bis 60 °C.

Härtetest in Malaysia
Den ersten Praxistest bestand die Boxen-Kühlung Anfang September 2014 beim Grand Prix in Italien. Alles funktionierte, wie es sich das Team erhofft hatte, und die Anlage brachte aus dem Stand die gewünschte Abkühlung. Für den nächsten Schritt nutzte das Formel-1-Team im Februar 2015 drei Tage lang eine Box am Sepang International Circuit in Malaysia. Dort brachte das System jedoch nicht die geforderten Ergebnisse. Das lag daran, dass die Umgebungstemperatur in Malaysia deutlich höher war als die in Italien. Deshalb gelang es zunächst nicht, einen spürbar kühlen Luftzug in den gewünschten Bereichen zu erzeugen. Der Grund dafür war jedoch nicht die Leistung des Klimamoduls, sondern der Transport der Luft. Also arbeitete ebm-papst das Stoffluftführungssys­tem so um, dass ein deutlich stärkerer Luftfluss in die entscheidenden Bereiche der Box möglich wurde. Die größte Herausforderung lag darin, die Auslässe im Stoffrohr zu vergrößern, ohne dass diese ausfransten. Außerdem veränderten die Ingenieure die Ausrichtung der Luftauslässe: Statt zu versuchen, die Luft im gesamten vorderen Bereich der Box zu kühlen, richteten sie die Auslässe direkt auf die Stellen, an denen die Teammechaniker arbeiten, sodass sie den kühlen Luftzug besser spüren können. Mit den modifizierten Komponenten starteten die Mitarbeiter von ebm-papst in Malaysia dann den nächsten Test in einer Fabrikhalle. Mit einem deutlich besseren Ergebnis: Die Klimaanlage kühlte den Raum um fast 12 °C ab – von schweißtreibend heiß auf angenehmes Arbeitsklima.

Versprechen eingelöst
Ihre Feuertaufe in der Praxis bestand die Anlage Ende März 2015 beim Grand Prix in Malaysia. Während des hektischen Rennwochenendes sorgte die Kühllösung dafür, dass die Temperaturen in der Box angenehm waren. Auch im hitzigen Rennbetrieb erfüllte die Anlage somit ihre Anforderungen und kühlte den Arbeitsbereich der Ingenieure am Auto sowie den VIP-Besucherbereich um bis zu 9 °C herunter (Bild 3).
Deshalb wird das Formel-1-Team die Boxen-Kühlung nun an allen Rennstrecken in Asien einsetzen, bei denen die Temperaturen dies erfordern. Um Lagerung und Logistik zwischen den Rennen kümmert sich ebm-papst mit seinem weltweiten Niederlassungsnetzwerk – eine weitere Facette der Zusammenarbeit mit dem Formel-1-Team.

www.ebmpapst.com