Lüfter für Gebäudetechnik und Industrie

Bauformen im Überblick

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Ventilatoren stellen eine wichtige Grundlage für die Luftzirkulation in Räumen und sind somit essentieller Bestandteil der HLK-Technik. Gerade in Industrieanlagen sind sie unverzichtbar für eine ausreichende Belüftung und müssen hohen Ansprüchen genügen. Wir führen Sie in das Thema ein, geben Ihnen Tipps zum Einkauf und stellen Ihnen die wichtigsten Typen vor – vom Rohrlüfter über den Radial- bis hin zum Abluftventilator.

Welche Arten von Ventilatoren werden in der TGA und Industrie eingesetzt?

Lüfter sind zentrale Komponenten nicht nur in der Klimatechnik, sondern auch in der Industrie oder auch Wohngebäuden. Sie dienen zum einen dazu Luftmassen zu bewegen und auf diese Weise die Temperatur in bestimmten Räumen und den Luftdruck zu regeln.

Abhängig von der Bauform und der Art daraus resultierenden Art wie die Gasmasse durch den Lüfter versetzt wird unterscheidet man zwei Haupttypen:

Axiallüfter: Aufgrund ihrer speziellen Form wird die Luft in derselben Richtung angesaugt und abgeführt, nämlich parallel zur Achse des Laufrads.
Radialventilatoren: Die Luft wird in Richtung der Drehachse des Laufrads angesaugt, aber radial dazu, d. h. senkrecht zur Achse des Laufrads, abgeführt.

Erstere werden hauptsächlich in Kühl- und Heizungssystemen wie Kaminen und Deckenheizlüftern eingesetzt sowie in Luftfilteranlagen, Wandlüftern und Luftaufbereitungseinheiten für die Luftfilterung. Radiallüfter finden hingegen in erster Linie Einsatz in Klimaanlagen, Druckmaschinen und Dachventilatoren. Die genauen Unterschiede erläutern wir Ihnen im nächsten Abschnitt.

Lüfter und Ventilatoren kaufen

Unterschiede zwischen Axial- und Radialventilatoren

Die Unterschiede zwischen den beiden Lüftertypen basieren, wie wir gesehen haben, hauptsächlich auf der unterschiedlichen Bauweise: Ein Axiallüfter ist so konstruiert, dass die Gasmassen parallel zum Laufrad bewegt werden.

Vorteile von Radialgebläsen

Radialventilatoren lenken den Luftstrom um, sodass die Luft, die parallel zum Laufrad eintritt, senkrecht zum Laufrad abgeführt wird. Dabei werden die Gasmassen durch die Zentrifugalkraft nach aussen befördert. Wegen ihrer Bauform werden sie gelegentlich auch als „Schneckenlüfter“ bezeichnet.

Im Vergleich zu Axialventilatoren weisen Radiallüfter, die eine vergleichbare Leistung, d.h. bei gleichem Luftdruck denselben Luftdurchsatz erbringen, einige signifikante Unterschiede zu ersteren auf. Diese sind:

ein grösserer Laufraddurchmesser,
ein geringerer dynamischen Druck,
eine geringere Betriebsgeschwindigkeit,
ein leiserer Betrieb,
grösserer Platzbedarf und höheres Gewicht.

Darüber hinaus ist der Energiebedarf im Betrieb bei Radialventilatoren geringer, weshalb die Laufkosten die relativ hohen Anschaffungskosten recht schnell amortisieren.

Radialventialtoren kaufen

Vorteile von Axialventilatoren

Der Vorteil eines Axialventilators liegt hingegen in dem simplen Design: Seine Form macht es möglich, ihn in einem Rohr unterzubringen oder auch einfach am Ende eines Rohrs anzubauen. Eine Lüftungsanlage lässt sich zum Beispiel sehr gut durch zwei Axiallüfter ergänzen, die an den beiden Enden der Anlage positioniert werden. Sie ermöglichen kostengünstigere Lösungen und bieten eine grössere Vielseitigkeit.

Da die Geräte aber ziemlich laut sind, kann es je nach den Umständen erforderlich sein, Schalldämpfer vorzusehen.

Der Einbau von Zentrifugallüftern gestaltet sich etwas komplizierter: Sie eignen sich auch für den Einsatz in komplexeren Anlagen, wo es nicht genügt, die beiden Lüfter parallel arbeiten zu lassen, wie dies bei Axiallüftern der Fall ist.

Je nach Bauform und Einstellung kann ein Zentrifugallüfter auch mehr als eine Eintrittsöffnung aufweisen: Dies ist möglich, weil die Luft senkrecht zum Laufrad strömt und diese Funktionsweise es ermöglicht, auch Gasmassen mit hohem Druck zu steuern.

Natürlich verfügen Zentrifugallüfter mit Doppelansaugung auch über die doppelte Kapazität und nehmen das Doppelte an Leistung auf gegenüber den Lüftern mit Einzelansaugung.

Wie sind Lüfter im Allgemeinen aufgebaut?

Insbesondere in der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik sowie in der Industrie verwendete Ventilatoren sind grösseren Belastungen ausgesetzt und müssen hohe Ansprüche erfüllen. Nachfolgend geben wir Ihnen einen Überblick der verschiedenen Konstruktionstypen und Materialien von Lüftern.

Das Luftführungsgehäuse als tragende Struktur des gesamten Lüfters hat die Aufgabe, den Luftstrom zu kanalisieren und zu lenken. Je nach Art der Anwendung erfordert die Konstruktion besonders widerstandsfähige Materialien, in der Regel Kohlenstoffstahl. Eine Lackierung verhindert Oxidation und Abnutzung des Metalls. Mögliche Alternativen sind auch Gehäuse aus Edelstahl oder Aluminium.

Das Laufrad besteht aus einer Nabe, üblicherweise aus Aluminiumguss, mit Schaufeln in unterschiedlicher Zahl. Die Masse und Anzahl der Schaufeln hängen vom Lüftermodell ab. Insbesondere:

Polypropylen (PPG), geeignet für Betriebstemperaturen von -10 °C bis +90 °C;
glasfaserverstärktes Polyamid (PAG), geeignet für Betriebstemperaturen von -40 °C a bis 250 °C;
Aluminium, geeignet für Betriebstemperaturen von -60 °C bis +250 °C;
antistatisches, glasfaserverstärktes Polyamid (PAG-AS), geeignet für Temperaturen von -40 °C bis +110 °C. Dieses Modell empfiehlt sich insbesondere für den Einsatz in Umgebungen mit Exposition gegenüber elektrischen Feldern oder flüchtigen Stoffen, da PAG-AS ein funkensicherer und explosionsfester Werkstoff ist;
Baustahl (Fe360), geeignet für Betriebstemperaturen von -40 °C bis +400 °C. Bedenken Sie, dass die Höchsttemperatur für maximal zwei Stunden gehalten werden kann.

Je nach Form des Laufrads unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Strömungsrichtungen im Innern des Luftführungsgehäuses:

Typ A – Luftstrom vom Motor zum Laufrad: Das die Bewegung übertragende Element befindet sich zwischen dem Lufteintrittsabschnitt und dem Laufrad.
Typ B – Luftstrom vom Laufrad zum Motor: Das die Bewegung übertragende Element befindet sich zwischen dem Laufrad und dem Luftaustrittsabschnitt.

Die Laufräder werden generell so konstruiert und ausgewuchtet, dass die statischen und dynamischen Parameter der ISO-Norm 1940/1 eingehalten werden. Die Referenz-Auswuchtgüte beträgt 6.3, kann aber natürlich bei speziellen Anwendungen abweichen.

Der Elektromotor kann sowohl im Innern des Luftführungsgehäuses als auch aussen angebracht werden. Wird er im Innern angebracht, ist er direkt mit dem Laufrad verbunden, wie bei Typ A und Typ B zu sehen. Befindet er sich hingegen aussen am Luftführungsgehäuse, überträgt er die Bewegung entweder über eine Monoblock-Einheit oder über einen Riemenantrieb.

Je nach den speziellen Einsatzbedingungen kann es sich um Einphasen- oder Drehstrommotoren handeln mit Spannung entsprechend den IEC-Normen oder Sonderspannung und 50Hz- oder 60Hz-Stromversorgung.

Ventilatoren in der Lüftungs- und Klimatechnik: Axiallüfter-Typen im Überblick

Rohrventilatoren

Bei dieser Bauform befindet sich das Laufrad im Innern eines zylindrischen Gehäuses; die Effizienz des Luftstroms wird durch das extrem kleine Spiel zwischen den Schaufeln und dem Gehäuse optimiert, sodass die Schaufeln grössere Gasmassen bewegen können.

Das Laufrad dreht sich schneller als bei einem Propellerlüfter, weshalb sehr viel höhere Drücke verarbeitet werden können.

Die Grundwirkungsgrad von Rohrventilatoren beträgt circa 65 %, kann aber noch weiter verbessert werden, wenn das Basismodell mit Leitschaufeln und Gewinderichter ergänzt wird, wodurch der Gasfluss besser kanalisiert und der Stromverbrauch reduziert wird. In der Regel arbeiten die Lüfter mit niedrigen Geschwindigkeiten und gemässigten Temperaturen.

Abluftventilatoren

Diese als Wandlüfter konzipierten Ventilatoren eignet sich besonders für die Belüftung von geschlossenen Räumen, sowohl um die Luft zu bewegen als auch um einen echten Luftaustausch zu bewirken. Sie kommen häufig als Lüfter fürs Bad oder Küchen zum Einsatz. Falls ein Luftaustausch notwendig ist, müssen Abluftventilatoren in jedem Fall paarweise eingesetzt werden, der eine zur Ansaugung, der andere zur Abführung.

Der Luftstrom ist monodirektional und muss bei der Bestellung bzw. beim Kauf angegeben werden: Für die Festlegung der Richtung ist nicht nur die Drehrichtung des Laufrads entscheidend, sondern auch die Neigung der Schaufeln, die mit diesem verbunden sind.

Kanal-Axiallüfter

Diese befinden sich direkt in den Belüftungskanälen, ob mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt, und verbinden die Vorteile der Axiallüfter wie z. B. die Förderung von grossen Gasmassen mit denen der Zentrifugallüfter wie die geringere Lärmentwicklung, der sehr gute Wirkungsgrad und die hohe Druckstabilität.

Was die Montage betrifft, haben sie erhebliche Vorteile, da sie in jeder beliebigen Einbaulage im Kanal montiert werden können: Alles, was dazu erforderlich ist, ist ein Standardflansch mit entsprechenden Abmessungen (abhängig von den Abmessungen des Kanals).

Sie werden direkt im Kanal eingebaut mit aussen montiertem Motor und können je nach den Wünschen des Kunden zur besseren Geräuschdämmung auch mit einem Kanal-Schalldämpfer oder einem Geschwindigkeitsregler ausgerüstet werden.

Um die Effizienz weiter zu steigern, ist auch der Einbau eines Gegenflanschs möglich. Kanal-Ventilatoren werden überwiegend aus Edelstahl hergestellt, da dieses Material

Auf diese technischen Merkmale sollten Sie beim Kauf achten

Stromaufnahme

Die Stromaufnahme eines Axiallüfters zählt mit zu den wichtigsten Eigenschaften. Sie gibt an, wieviel Leistung benötigt wird, um das Gerät zum Laufen zu bringen. Die Einheit hierfür ist Watt.

Sensorausgänge

Die Sensorausgänge von Lüftern sind insbesondere für Anwendungen wichtig, bei denen der Luftstrom präzise geregelt werden muss, beispielsweise in Computergehäusen. Lüfter sind mit vielen verschiedenen Sensoren ausgestattet, darunter

Geschwindigkeitsmesser,
Spannungsausgänge,
Temperaturausgänge,
offene Kollektoren.

Neigung der Flügel

Die Richtung der Flügel in Relation zu der Drehrichtung des Lüfters wird auch als Neigung bezeichnet. Bei einem vorwärts geneigten Lüfter sind die Flügel beispielsweise in einer Richtung mit der Drehung des Lüfters ausgerichtet. In manchen Fällen verlangen besonders hochentwickelte Systeme eine spezielle Neigung des Lüfters. Bei weniger komplexen Anwendungen ist dieser Faktor jedoch in der Regel nicht gar so bedeutend.

Lagerart

Die in Axiallüftern verbauten Kugellager in der Drehachse reichen von einfachen Gleitlagern bis zu und komplexeren Gleitlagersystemen, die überaus leise laufen.