Ventilator

VentilatorSiemsens1920.JPG Als Ventilator (von ventulus, lat. für „schwacher Wind“, „Lüftchen“) wird ein elektrisches Gerät bezeichnet, das dazu verwendet wird, die es umgebende Luft in Bewegung zu versetzen, ohne jedoch dabei zum Antrieb eines Gegenstandes (z. B. einem Flugzeug) zu dienen (die manuelle Version nennt man Fächer). Sie werden daher häufig auch als Lüfter bezeichnet. Ist ein umgebendes, festes Gehäuse vorhanden, so wird die Luft an einer Seite angesaugt und an der anderen ausgestoßen. Bei leistungsstarken Ventilatoren ist die Bezeichnung Gebläse gebräuchlich.

Einordnung nach Maschinenart

Ventilatoren sind Strömungsmaschinen, die als Arbeitsmaschinen wirken. Weil sie durch kontinuierliche Rotation arbeiten, sind es Turbomaschinen.

Axialventilator

Luefter.jpg | Luefter 900 mm 50 kW turbo.jpg]] Axialventilatoren sind die gebräuchlichste Bauform. Die Drehachse des Rotors verläuft parallel (axial) zum Luftstrom. Die Luft wird durch eine Luftschraube, ähnlich einem Flugzeug- oder Schiffspropeller, bewegt. Die Ausführung ohne Gehäuse ist bei Tisch- und Deckenventilatoren (Lüftern) üblich. Ähnlich wie bei einem Fan, kann die Energie des Wirbels in einem Stator (stehender Propeller) für eine weitere Drucksteigerung genutzt werden. Dieser Stator kann gleichzeitig als Schutz gegen Reingreifen oder als Kühllamellen dienen.

Die Vorteile von Ventilatoren sind die geringe Höhe, der hohe Luftdurchsatz und - bei einigen Modellen - die geringe Lautstärke. Das Geräuschniveau läßt sich durch die Abkopplung des Lüfterrades und des antreibenden Motors mittels einer Gelenkscheibe noch drastisch senken. Der Unimog verfügte durch diese Anwendung schon sehr früh über einen sehr leisen Lüfterantrieb.

Als Nachteil sind der geringe Druck der ausströmenden Luft und der Dead Spot (s. u.) zu nennen. Der Dead Spot kann sich bei gleichmäßig zu kühlenden Flächen durchaus negativ auswirken, jedoch kann man eine Düse dazwischen setzten und es gibt auch Kühlkörper, die diesen Effekt z. B. durch spezielle Anordnung der Lamellen ausgleichen.

Eine abgewandelte Ausführung des Axialventilators ist der sog. Diagonalventilator, bei dem das Gehäuse und die Lüfterschaufeln konisch geformt sind (der Radius wird zur Druckseite hin größer) und damit die Luft nicht axial, sondern diagonal austritt. Diagonalventilatoren haben bei gleicher Leistung und Größe einen größeren Luftdurchsatz und bauen einen höheren Druck auf. Deshalb können sie z. B. bei gleichem Effekt bei geringerer Drehzahl betrieben werden und sind somit leiser.

Beide Ausführungen haben einen sog. „Dead Spot“, der sich unter dem in der Mitte des Geräts angeordneten Motor befindet: Dort findet kaum eine Luftbewegung statt. Deshalb wurden auch schon Axialventilatoren entwickelt, die den Motor in einem umgebenden Gehäuse enthalten und bei denen sich nur noch die Achse in der Mitte befindet. Diese Ausführung ist jedoch aufgrund der ungewöhnlichen Bauform des Motors eher selten und auch teurer als vergleichbare Axialventilatoren.

Radialventilator oder Zentrifugalventilator

Radialluefter.jpg Die Luft wird parallel bzw. axial zur Antriebsachse angesaugt durch die Rotation des Rotors um 90° umgelenkt und radial abgegeben. Es gibt beidseitig und einseitig ansaugende Radialventilatoren und solche, die ein spiralförmiges Gehäuse haben, welches die Luft auf eine kleine Austrittsfläche konzentriert, sog. Radialgebläse. Radialventilatoren arbeiten in den meisten Staubsaugern und in vielen Haartrocknern.

Radialventilatoren können vor allem durch ihren hohen Druck und das Fehlen des Dead Spots überzeugen. Auch kann die Ausströmrichtung der Luft durch Leitbleche gelenkt werden, was viel Spielraum für individuelle Belüftungslösungen lässt. Die Nachteile sind das im Vergleich zu Axialventilatoren höhere Betriebsgeräusch und der (frei blasend) geringe Luftdurchsatz, der aber, je nach Einbauverhältnissen, durch den höheren Druck kompensiert wird).

Tangential- oder Querstromventilatoren

Sie sehen auf den ersten Blick aus wie in die Länge gezogene Radialventilatoren, das Funktionsprinzip ist jedoch grundlegend anders.

Bei den Tangentialventilatoren wird die Luft zweimal (einmal von außen nach innnen und einmal andersherum) durch das Lüfterrad, welches ähnlich dem des Radialventilators aufgebaut, jedoch meist länger ist, bewegt.

Die Luft wird also einmal großflächig (etwa die halbe Oberfläche des Lüfterrades) tangential zur Drehachse durch das Lüfterrad angesaugt, um 90° umgelenkt, in dessen Inneren wieder tangential zur Drehachse aufgenommen, wieder umgelenkt und in das Gehäuse geführt, wovon die Luft in der Regel durch einen schmalen, der länge des Lüfterrades entsprechenden Spalt abgegeben wird. Der Antrieb befindet sich grundsätzlich außerhalb des Luftstroms.

Tangentialventilatoren können große Luftmengen gleichmäßig über eine breite Austrittsfläche abgeben und sind daher gut zur Mantelkühlung von z. B. in modernen Elektroherden oder Tageslichtprojektoren geeignet. Sie finden des weiteren auch in Klimageräten und in den flachen Heizlüftern Einsatz. Tangentialventilatoren können bei sehr großem Luftdurchsatz extrem leise konstruiert werden, da sie schon bei geringen Drehzahlen hohe Druckwerte liefern.

Anwendung

Je nach Einsatz gibt es Ventilatoren in vielen Formen und Größen, von riesigen Geräten, die z. B. für die Lüftung („Ventilation“) großer Räume wie Kühltürmen eingesetzt werden, bis hin zu kleinsten Ausführungen, die z. B. für die Kühlung in einem Computer benutzt werden können.

Links

Deutscher Freundeskreis für Ventilatoren

Siehe auch

Ventil, Radiator, Pankha, Fächer

Strömungslehre | Elektrogerät | Kälte | Strömungsmaschine