Die Wahl des richtigen Ventilators

Ein Ventilator ist eine Turbomaschine, die Luft oder ein komprimierbares Fluid (Gas) in Bewegung setzt, indem sie eine mechanische Energie überträgt. Ventilatoren werden im Allgemeinen im Klima-Engineering eingesetzt, und zwar in Belüftungs- und Klimaanlagen zur Erneuerung der Luft in Gebäuden oder um schädliche Stoffe zu evakuieren (Rauch, Gerüche, Dämpfe usw.). Kleine Ventilatoren werden im Allgemeinen verwendet, um elektronische Geräte zu kühlen.

Der Markt bietet zwei große Ventilatortypen an: Axialventilatoren und Zentrifugalventilatoren.
Die Wahl eines Ventilators kann entsprechend der Haupteigenschaften geschehen: die Fähigkeit, eine Luftzirkulation auszulösen und der Lärmpegel.

Ventilatoren auf einen Blick

Die Wahl eines Industrieventilators

Ventilator der Marke Elektror airsystems
Ventilator der Marke Elektror airsystems

Industrieventilatoren sind für eine große Anzahl von Anwendungen erforderlich und existieren in zahlreichen Formen:

– Einbauventilatoren
– Kanalisierbare Ventilatoren
– Tragbare Ventilatoren
– Schaltschrank-Ventilatoren
– usw.

Der erste Schritt besteht somit darin, den Ventilatortyp zu bestimmen, der gebraucht wird.

Die Wahl der Technologie geschieht im Allgemeinen durch den Vergleich zwischen Axial- und Zentrifugalventilatoren. Vereinfacht kann man sagen, dass Axialventilatoren mit schwachem Überdruck einen hohen Durchsatz erbringen und für Anwendungen mit schwachem Energieverlust bestimmt sind (kurze Stromkreisläufe), wogegen die Zentrifugalventilatoren besser für Anwendungen mit starken Energieverlusten geeignet sind (längere Stromkreisläufe). Axialventilatoren sind weiterhin kompakter und lärmintensiver als ein vergleichbares Zentrifugalmodell.

Ein Ventilator soll ein definiertes Luft- (oder Gas-)volumen mit einem bestimmten Druck abgeben. In vielen Anwendungen sind die Dinge relativ einfach, und der vom Hersteller angegebene Luftdurchsatz reicht für die Dimensionierung des Ventilators aus. Die Dinge werden komplizierter, wenn der Ventilator mit einem Kreislauf verbunden ist (Ventilatornetz, Luftzufuhr für einen Brenner usw.). Die von einem Ventilator abgegebene Luft richtet sich nach seinen Eigenschaften, aber auch nach dem Druckverlust jedes Kreislaufs. Es ist das Prinzip des Betriebspunktes: zeichnet man die Durchsatz – Druck – Kurve des Ventilators und die Durchsatz – Druckverlust – Kurve des Kreises, so befindet sich der Betriebspunkt des Ventilators an der Schnittstelle beider Kurven.

Wenn auch die große Mehrheit der Ventilatoren Luft mit Raumtemperatur abgibt, so müssen doch einige von ihnen unter besonderen Temperatur- oder Umgebungsverhältnissen funktionieren. Dies ist beispielsweise der Fall der Umluftventilatoren in einem Ofen. Es ist somit wichtig, ein bestimmtes Modell für jede Anwendung vorzusehen.

Warum ein Axialventilator?

Axialventilator de la marque NEU AIR MOVING TECHNOLOGIEN
Axialventilator de la marque NEU AIR MOVING TECHNOLOGIEN

Ein Spiral- (oder Axial-) ventilator besteht aus einer Schraube, die von einem Motor auf ihrer Achse in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Diese Schraube treibt einen Luftstrom parallel zu seiner Rotationsachse voran.

Spiralventilatoren können hohe Durchsätze erbringen, aber mit einer nur geringen Druckerhöhung zwischen Anstieg und Abfall.  Angesichts dieses geringen Überdrucks bleibt ihr Einsatz auf Stromkreise mit geringer Länge beschränkt, die nur einen geringen Stromabfall haben.

Ein Axialventilator besitzt im Allgemeinen zwischen 2 und 60 Schaufelblätter. Seine Produktionsleistung liegt bei 40 – 90%.

Dieser Ventilatortyp wird im Allgemeinen für die Luftumwälzung in großen Räumen, die Raumbelüftung  mittels Wanddurchgang und die ummantelte Montage verwendet.

Im Vergleich zu Zentrifugalventilatoren sind Helikoidalventilatoren platzsparender und preiswerter, haben jedoch eine stärkere Lärmentwicklung.

Vorteile:

  • hoher Luftdurchsatz
  • einfache Konstruktion
  • weniger kostenintensiv und weniger platzraubend als ein Zentrifugalventilator.

Warum ein Zentrifugalventilator?

Radialventilator der Marke ECOFIT
Radialventilator der Marke ECOFIT

Die Zentrifugal- (oder Radial-) Ventilatoren bestehen aus einem angetriebenen Schaufelrad, das sich in einem das Rad umgebenden Stator dreht. Dieser Stator verfügt über zwei Öffnungen: die erste beschickt den zentralen Teil mit Flüssigkeit, die durch Unterdruck eintritt und dann durch die Zentrifugalwirkung durch die zweite Öffnung und zur Peripherie geblasen wird.

Man unterscheidet zwischen zwei Konfigurationen von Zentrifugalventilatoren: die mit nach vorne geneigten Schaufelblättern und die mit nach hinten ausgerichteten Schaufelblättern. Die Ventilatoren mit nach vorne geneigten Schaufelblättern verfügen über ein Käfigläuferrad und eine Schaufelzahl von 32 bis 42 Einheiten. Ihre Produktionsleistung liegt bei 60 – 75%. Die Ventilatoren mit nach hinten geneigten Schaufelblättern haben eine Betriebsleistung von 75 bis 85%, mit 6 – 16 Einheiten.

Der Überdruck ist höher als der eines Axialventilators, wodurch diese Ventilatoren besser für lange Kreisläufe geeignet sind.

Sie bieten weiterhin den Vorteil des niedrigen Geräuschpegels: ihre Lärmentwicklung ist geringer.Sie sind jedoch platzraubender als die  Axialventilatoren.

 

Vorteile:

  • Mittlerer bis hoher Durchsatz
  • Hoher Druck
  • Passend für lange Kreisläufe
  • Weniger laut als ein Helikoidalventilator

Die Wahl eines Ventilators für die Elektronik

Ventilator der Marke SANYO DENKI
Ventilator der Marke SANYO DENKI

Die Ventilatoren für elektronische Ausstattungen sind kompakt und gekapselt, mit Abmessungen und Betriebsspannungsstandards (AC oder DC), die die Integrierung in ein Gehäuse erleichtern.

Sie sind nützlich, um die Wärme abzuleiten, die durch die elektronischen Bauteile in einem Gehäuse entsteht. Sie werden nach den folgenden Kriterien gewählt:

  • Möglicher Luftdurchsatz
  • Abmessungen
  • Mögliche Betriebsspannung im Gehäuse

Die meisten Ventilatoren für elektronische Ausstatungen sind wegen ihrer geringen Ausmaße axial konzipiert. Man findet jedoch auch Zentrifugal- und Diagonalfluss-Ventilatoren, die einen größeren Durchsatz erbringen können.

Wie wählt man einen Schaltschrank-Ventilator?

Schaltschrank-Ventilator der Firma Lohmeier Schaltschrank Systeme
Schaltschrank-Ventilator der Firma Lohmeier Schaltschrank Systeme

Schaltschrank-Ventilatoren  geben Frischluft im Inneren des Schaltschranks ab, um die Temperatur der elektronischen Ausrüstungen zu regulieren. Indem sie einen leichten Überdruck produzieren, verhindern sie, dass Staub ins Innere des Schrankes dringt.

Diese Ventilatoren werden generell auf der Tür oder den Seitenwänden des Schrankes angebracht und in einen Ventilatorgrill eingesetzt. Man findet weiterhin Modelle zur Montage auf der Oberseite des Schaltschrankes. Sie haben einen Filter, der das Eindringen von Staub verhindert.

Die Wahl des Ventilators geschieht nach folgenden Kriterien:

  • der abgegebene Luftdurchsatz
  • die Betriebsspannung des Motors, der vom Schaltschrank gespeist wird
  • die Effizienz des Filters