Ventilatoren

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik

Abkürzungen im SHK-Handwerk
Axialventilator
Axialventilator
Quelle: Maschinenbau Lohse GmbH
Die Luft durchströmt das Laufrad in Richtung der Drehachse. Ein Axialventilator besteht aus einem Gehäuse oder nur einem Rohrstück (Wandring), dem Laufrad (Nabe mit Laufradschaufeln) und dem Antrieb. Die Wirkung des Axiallaufrades beruht auf der Aerodynamik eines Flügels im Luftstrom. Beim Verlassen des Laufrades bekommt die Luftströmung einen Drall, der sich im anschließenden Kanalsystem fortsetzt. Da dieser Drall durch Reibung abgebaut wird, wird er als Verlust gerechnet. Feststehende Leitschaufeln vor oder nach dem Laufrad können einen Teil der Drallenergie in Druckenergie umgewandeln, die den Verlust verringert. ergeben eine Möglichkeit, Den Förderstrom kann durch erstellbare Leitschaufeln geregelt werden.
Nach der Bauart unterscheidet man
  • Wand- bzw. Fensterventilatoren
  • Rohrventilatoren
  • Propellerventilatoren
  • Axialventilatoren ohne Leiträder (für geringe Drücke)
  • Axialventilatoren mit Leiträdern (für höhere Drücke)
  • gegenläufige Axialventilatoren
Gegenläufige Axialventilatoren haben neben einer Verdoppelung des Förderdrucks auch einen sehr guten Wirkungsgrad, da sich der Drall durch die Gegenläufigkeit aufhebt.

 
.Radialventilator
Der Radialventilator (Zentrifugalventilator) wird in Raumlufttechnischen Anlagen am häufigsten eingesetzt. Radial heißt, strahlenförmig von der Achse ausgehend.
Bauteile eines Radialventilators
Quelle: Nicotra Gebhardt GmbH
Radialventilator
Quelle: Metalltechnik Buschek GmbH & Co. KG
Im Laufrad (Schaufelkanal) findet eine Energieumsetzung statt. Die in dem Laufrad über die Welle vom Antriebsmotor zugeführte mechanische Energie wird in Druck- und Geschwindigkeitsenergie umgesetzt.
Das Spiralgehäuse hat zwei Aufgaben:
  • die aus dem Laufrad ausströmende Luft führt zu einem gemeinsamen Austritt sammeln
  • umwandeln eines Teils der Geschwindigkeitsenergie (dynamischer Druck) in Druckenergie (statischer Druck) - (Diffusoreffekt) durch die stetige Querschnittserweiterung in Strömungsrichtung
Radialventilatoren gibt es in verschiedenen Ausführungen.
  • mit rückwärts gekrümmten Schaufeln
  • mit vorwärts gekrümmten Schaufeln
Sehr kompakt werden die Ventilatoren, wenn ein EC-Motor direkt im Laufrad integrierten ist. Dadurch ist ein Riemenantrieb zwischen dem AC-Motor und dem Laufrad nicht notwendig. Das reduziert das Einbauvolumen und den Montageaufwand.
Platzersparnis durch den Einsatz von EC-Ventilator (oben) - Systemen mit AC-Ventilator und Riemenantrieb (unten)
Quelle: ebm-papst
In einem EC-Ventilator (electronically commutated - elektronisch kommutierter, permanentmagneterregter Motor) wird ein Gleichstrommotor eingesetzt, der sich gegenüber den AC-Motoren (Asynchron) durch eine größere Laufruhe, stufenlos regelbare Drehzahlen und einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet. Durch die elektronische Kommutierung über Halbleiterbausteine sind EC-Motoren nahezu verschleißfrei und haben eine lange Lebensdauer.
EC-Rohrventilator

schallgedämmter EC-Rohrventilator
Quelle: Systemair
EC-Ventilatoren zeichnen sich durch ihren sparsamen Umgang mit Energie und ihre ausgezeichnete Regelbarkeit aus.
Angetrieben von Energiesparmotoren besitzen EC-Ventilatoren eine elektronische Regelung (Kommutierungseinheit), die stets auf den optimalen Betrieb einstellt. Prinzipbedingt laufen diese Motoren synchron, haben keinen Schlupf und damit auch keine Schlupfverluste. Dadurch ist der Anteil der effektiv genutzten Energie im Vergleich zu AC-Motoren um ein Vielfaches höher.
EC-Motoren lassen sich durch die integrierte Steuerungselektronik stufenlos in der Drehzahl den Lüftungsanforderungen anpassen und arbeiten mit hohen Wirkungsgraden. Daher verbrauchen sie bei gleicher Luftleistung deutlich weniger Energie als AC-Antriebe.
Als weitere Besonderheit bieten EC-Motoren Energieeinsparpotentiale nicht nur im Volllastbetrieb, sondern auch vor allem im Teillastbetrieb. Sie verlieren im Teillastbereich weit weniger von ihrer Effizienz (Wirkungsgrad) als Asynchronmotoren gleicher Leistung.

Ein weiterer Umweltaspekt ist gerade im Zusammenhang mit luft- und klimatechnischen Geräten die Geräuschentwicklung. Auch hier sind EC-Antriebe im Vorteil, da sie im geregelten Zustand weniger Motorgeräusche verursachen.
Querstromventilator
Der Querstromventilator (Tangentialventilator) hat in vielen Anwendungen erhebliche Systemvorteile gegenüber den Axial- und Radialventilatoren. Insbesondere dort, wo ein gleichmäßiger, breiter Luftstrom gebraucht wird.
Die kompakte Bauweise bietet platzsparende Einbaumöglichkeiten und durch die relativ geringen Luftgeschwindigkeiten ergibt sich gleichzeitig ein leises Laufverhalten. Der Querstromventilator kommt in der Regel ohne Luftverteilungseinrichtungen und Leitbleche aus.
Die Querstromventilatoren haben sich in Gebläsekonvektoren, Luftschleier, Kfz-Klimatisierung, Trocknungsanlagen, Klimaschränke und Elektronikkühlung bewährt. Durch die große Typenvielfalt an Walzendurchmessern von 60 bis 120 mm und Längen bis zu 1,20 m lässt sich für nahezu jeden Anwendungsfall der passende Ventilator finden. Je nach Einbau, oder mit zusätzlichem Leitblech kann die Durchströmung zwischen 90 und 180° variieren.
verschiedene Querstromventilatoren
Querstromventilator
Quelle: Ziehl-Abegg AG

Merkmale von Querstromventilatoren
  • hoher spezifischer Druck
  • großer Volumenstrom
  • Volumenstrom fast unabhängig von der Druckerhöhung
  • Querstromventilatoren eignen sich durch ihre Temperaturunempfindlichkeit besonders für den Einsatz in thermisch beanspruchten Anlagen
  • niedrige gestreckte Ausführung zur idealen Integration in Industrieanlagen, insbesondere für gleichzeitige 90°-Umlenkung
  • beliebige Einbaulage
  • rechteckige saug- und druckseitige Anschlusskanäle für gleichmäßige Tiefenbeaufschlagung
  • baukastenförmig gegliederte isolierte Ventilatorseitenteile für Fördermedientemperaturen von -70° C bis +600°C
  • voll verschweißte Gehäuse- und Laufradelemente aus hochlegierten, korrosionsfesten oder hitzebeständigen Materialien
  • außerhalb des Mediumsstromes angeordnete Lager und Antriebe, dadurch erhöhte Korrosionsbeständigkeit
  • geringer Geräuschpegel, kein Drehklang. Geräuschdämpfende elastische Lagerkapselung mit wartungsfreundlicher Lager-Klemmhülsenbefestigung
  • auch für Hochtemperaturbereich mit handelsüblichen, beidseitig gedichteten Kugellagern ausgerüstet, wobei Welle und Lagerschild zwangsgekühlt werden
    laufruhig
Ventilator ohne Rotorflügel - Air Multiplier™ Technologie
Ventilator ohne Rotorflügel
Quelle: Dyson GmbH
Bei der Air Multiplier™ Technologie wird die Luft durch einen schmalen Schlitz beschleunigt. So baut sich ein ringförmiger gleichmäßiger Luftstrahl auf. Dieser wird über eine Schräge geführt, die wie eine Tragfläche geformt ist, um die Richtung des Luftstroms zu kanalisieren. Zusätzlich wird die umgebende Luft angesaugt und um das 15fache verstärkt (das so genannte Erzeugen und Mitreißen - Induktion).
 

 
Funktionsprinzip - Air Multiplier™ Technologie
Quelle: Dyson GmbH
Funktionsweise
Pro Sekunde werden bis zu 27 Liter Luft von einem energieeffizienten, bürstenlosen Motor angesaugt, um den primären Luftstrom aufzubauen. Durch die Kombination von Technologien, die bei Turboladern und Düsentriebwerken genutzt werden, entsteht ein kraftvoller Luftstrom.
Die Luft wird durch einen 1,3 mm schmalen Schlitz geführt, um den ringförmigen Luftstrahl aufzubauen. Dieser wird über eine Schräge geführt, die wie eine Tragfläche geformt ist, um die Richtung des Luftstroms zu kanalisieren.
Die Luft (Sekundärluft) hinter dem Ventilator wird in den primären Luftstrom induziert, wodurch sich der Luftstrahl um das 15fache vergrößert.

Deckenventilator - Wärmerückführungssystem
Besonders im gewerblichen Bereich gibt es große hohe Räume (Fertigungs- und Lagerhallen, Werkstätten, Verkaufsräume, Sporthallen, Zelte). Hier staut sich die warme Raumluft unter der Decke und führt dort zu hohen Wärmeverlusten durch das Dach.
Auf Grund der offenen Bauweise kann sich die warme Luft einer Ofenheizung in sehr hohen Räumen unter der Decke "aufhängen". Nicht nur bei einfachen Kamin- oder Warmluftöfen, sondern auch bei Grund- oder Specksteinöfen (Strahlungswärme) erwärmt sich die Raumluft. Eine evtl. vorhandene kontrollierte Wohnungslüftung (KWL) kann diese Wärme nicht nach unten abtransportiert werden.
Quelle: n o r d l u f t Wärme- und Lüftungstechnik GmbH & Co KG
Die gestaute warme Luft kann aufwendig durch eine lüftungstechnische Anlage zurück in das Gebäude transportiert werden. Aber aus Kostengründen kann der Einsatz von Deckenventilatoren sinnvoller sein.
Mit diesen Wärmerückführungssystem kann das Wärmepolster im Deckenbereich am effektivsten abtransportiert und über eine temperaturgesteuerte Drehzahlsteuerungen kommt die Wärme wieder in den Aufenthaltsbereich. Bei der Planung dieser Ventilatoren ist die Wurfweite (8 m bis 20 m) zu beachten. Die Luft muss zugfrei, aber gut durchmischt, in den Aufenthaltsraum gefördert werden.
Die Deckenventilatoren sorgen bis in die hintersten Winkel des Deckenbereiches für eine leichte Luftbewegung und unterdrücken die Kondensation von Feuchtigkeit. Dadurch wird eine Schimmel- und Rostbildung vermieden.
Wärmerückführung Energie - BSH Luft + Klima Geräte GmbH
Saugventilator / Rauchsauger
Wenn ein windangetriebener Ventilator zu ungleichmäßig, der Schornstein zu kurz ist oder durch ungünstige Standorte Fallwinde auftreten, dann kann ein Saugventilator eingesetzt werden. Der Rauchsauger gewährleistet eine minimale Rußbildung und eine optimale Verbrennung in Kaminen, Kaminöfen, Heizöl-, Holz- und Kohlekesseln.
Rauchsauger
Bauteile - Rauchsauger
Quelle: Kutzner + Weber GmbH
Der Rauchsauger wird auf die Kaminmündung montiert und erzeugt durch sein elektrisches Gebläse einen sicheren Zug (Unterdruck) im Schornstein. Alle mechanischen Bauteile sind außerhalb des Kaminquerschnittes angeordnet. Das Bauteil ist für alle Brennstoffe geeignet.
Das Gebläse (Radialventilator) kann mit stufenloser Drehzahl betrieben werden. So kann man individuell den jeweilig nötigen Zug herstellen (z. B. beim Anheizen hoher Zug, bei Glut geringer Zug). Die Ansteuerung kann manuell oder automatisch erfolgen.
Der Rauchsauger nutzt eine strömungstechnische Gesetzmäßigkeit, um alle mechanischen Bauteile außerhalb des Kaminquerschnittes anzuordnen. Dadurch ergeben sich drei Vorteile:
1. Der Kaminquerschnitt bleibt offen und für den Kaminkehrer frei zugänglich.
2. Das Gebläse und die elektrischen Bauteile sitzen außerhalb der aggressiven und heißen Abgase und sind deshalb wartungsarm.
3. Der freie Querschnitt des Schornsteins bleibt erhalten. So muss der Rauchsauger bei genügendem Zug nicht permanent laufen. Die Abgasanlage bleibt auch bei einem Stromausfall offen und behindert das Abströmen des Abgases nicht.
Der Einsatz von Rauchventilatoren kann  besonders zur Verminderung von Emissionen und zur Erhöhung der Betriebssicherheit für Feuerstätten mit zugsensiblen festen Brennstoffen (Holz, Pellets, Hackschnitzel), aber auch bei Öl- und Gasfeuerstätten kann aufgrund witterungsbedingten Zugproblemen (Fallwinde) notwendig werden.
Rauchsauger
Quelle: exodraft a/s
Diese Rauchsauger sind speziell konstruierte Abluftventilatoren, die die Rauchgase horizontal auswerfen und sind mit Auswurföffnungen mit Gittern aus rostfreiem Stahl als Finger- und Vogelschutz versehen. Der Ventilator wird auf dem Schornstein montiert. Die aus Gussaluminium hergestellten Rauchsauger sind für Temperaturen bis 250 °C im Dauerbetrieb konstruiert und mit einem Axialventilator aus rostfreiem Stahl ausgestattet.
Der außerhalb des Rauchgasvolumenstromes sitzende Motor ist ein temperaturbeständiger, eingekapselter Asynchronmotor mit geschlossenen und wartungsfreien Kugellagern. Ein spezieller Kühlfügel sowie Kühlluftschlitze sorgen für eine konstante Kühlung des Motors.
Damit der Schornsteinfeger problemlos den Schornstein fegen kann, ist der Rauchsauger aufklappbar.
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Wenn eine natürliche Lüftung (freie Lüftung) nicht richtig funktioniert, kann man diese durch einen windangetriebenen Ventilator unterstützen.
windgetriebener Ventilator
Quelle: Madac GmbH
Diese Ventilatoren werden direkt vom Wind angetrieben. Durch die Rotation wird in dem System, auf dem der Ventilator montiert ist, ein Unterdruck erzeugt und die Luft bzw. das Abgas aktiv abgesaugt. Durch die spezielle Form wird das Eindringen von Regenwasser und Fremdkörpern (wie z.B. Laub, Vögel, Wespen etc.) verhindert. Sie arbeiten schon bei geringen Windgeschwindigkeiten und unabhängig von der Windrichtung.
Sie verhindern zuverlässig Abgasrückstau auf Schornsteinsystemen und halten den Schornsteinzug konstant. Durch die ständige Ventilation wird der Schornstein trocken gehalten und so der Versottung vorgebeugt. Diese Ventilatoren unterstützen vorhandene Lüftungssysteme und ermöglichen darüber hinaus eine stetige Entlüftung von Dachböden, Kellern, Ferienhäusern und -wohnungen, Garagen, Stallungen, Scheunen,Produktions- und Lagerhallen.
Windgetriebene Ventilatoren ohne "Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis" dürfen nicht auf Abgasanlagen montiert werden!
Es dürfen ausschließlich windgetriebene Ventilatoren mit Prüfzeugnis für den Schornstein eingesetzt werden. Aber auch hier sollte vorher der Schornsteifeger gefragt werden.
 
 
 
 
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