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Allgemeine Beschreibung

Ventilatortypen

p_laufrad

Radialventilator mit P-Laufrad

t_laufrad

Radialventilator mit T-Laufrad

Allgemein
Durch Reibung treten bei allen Formen des Lufttransports Widerstände auf, was bedeutet, dass sich der Gesamtdruck in Fließrichtung verringert. Um den Transport im Rohr aufrecht zu erhalten, muss der Druck an einigen Stellen erhöht werden, um Druckverlust zu kompensieren. Dies wird üblicherweise in Gebläsesystemen erreicht, die mit Radial- und Axialventilatoren zur Verstärkung des Luftstroms in Auslassrichtung ausgestattet sind.

Definitionen:
Statischer Druck: ps
Dynamischer Druck: pd
Druck gesamt: pt

Statischer Druck ist entsprechend einer Über- oder Unterdrucksituation im Rohr als positiv oder negativ gekennzeichnet. Auf der anderen Seite ist dynamischer Druck immer positiv - in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Luftrohr.

Der Gesamtdruck besteht immer aus der Summe aus statischem und dynamischem Druck, was dargestellt werden kann als: pt = ps + pd

Volumenstrom
Die Leistung eines Ventilators beruht immer auf dem jeweiligen
Volumenstromwert am Lufteinlass. Falls der Volumenstrom am Einlass bei einem bestimmten Betriebszustand eine andere Temperatur als die Luft im Ventilator aufweist, muss er korrigiert werden.

Temperaturen
Die Darstellung entspricht einer Temperatur von 20 °C. Ventilatoren können ohne physikalische Beeinträchtigungen bei Temperaturen von bis zu 60 °C verwendet werden.
Bei Temperaturen unterschiedlich zu 20 °C ändert sich die Luftdichte. Daraus folgt, dass eine Einstellung der Ventilatordrehzahl erforderlich werden kann. Bei Temperaturen über 20 °C gibt der Ventilator mit ansteigen der Temperatur generell immer weniger Leistung ab. Bei hohen Temperaturen sollte Folgendes in Betracht gezogen werden: Lager und Schmiermittel - ob der Ventilator mit Kühlblechen ausgestattet werden sollte - ob der Motor mit einer zusätzlichen Kühlung ausgestattet werden sollte (besonders wichtig bei Frequenzregulierung). Bei 60 °C übersteigenden Temperaturen ist zusätzliche Kühlung erforderlich.

Ventilatoren
Motoren und Ventilatoren bilden üblicherweise eine Einheit. Die Ventilatoren wurden auf optimale Leistung ausgelegt, und es ist von grundlegender Bedeutung, für die jeweilige Anwendung den richtigen Ventilator auszuwählen. Die Drehzahl, mit der ein Ventilator arbeiten soll, kann aus der jeweiligen Grafik entnommen werden. Die zusätzlich benötigte Leistung hängt vom Widerstand im Rohrsystem ab.

Es gibt eine Reihe von Ventilatorlaufrädern, wobei jedes für einen bestimmten Anwendungsfall entwickelt wurde:

  • Radialventilator mit P-Laufrad
  • Radialventilator mit T-Laufrad

Radialventilator mit P-Laufrad
Besitzt rückwärts gekrümmte Schaufelblätter und wurde für Reinluft-Transport entwickelt. Dieser Typ besitzt folgende Eigenschaften:

  • Hoher Wirkungsgrad
  • Robuste Konstruktion
  • Geringe Schwankungen im Volumenstrom bei nachlassendem Widerstand.

Radialventilator mit T-Laufrad
Besitzt rückwärts gekrümmte Schaufelblätter und wurde für den Transport verschiedener Materialien entwickelt. Dieser Typ besitzt folgende Eigenschaften:

  • Mittel- und Hochdruckversionen
  • Robuste Konstruktion
  • Hoher Selbstreinigungsgrad
  • Kann große Fördermengen bewältigen
  • Sonderausführung für den Transport von Plastik und Papier verfügbar

Alle Ventilatoren sind ATEX-zertifiziert in Übereinstimmung mit der Richtlinie 94/9 EF.

Ventilatorauswahl

Nutzleistung
Der theoretische Druckanstieg wird in der Praxis niemals erreicht, weil alle Ventilatoren einige unvermeidliche Nachteile besitzen. Dazu gehören:

  • Reibungsverlust in Gehäuse und Laufrad
  • Schubverlust am Schaufelblatteinlass
  • Undichtigkeit zwischen Gehäuse und Laufrad
  • Verlust durch Reibung am Laufrad
  • Verluste an Motor, Keilriemen und Lager

Im Datenblatt wird die Gesamtnutzleistung angegeben.

Der Wirkungsgrad an einem bestimmten Betriebspunkt ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen Druckleistung (Luft) und zusätzlicher Nutzleistung (an der Welle). Die Nutzleistung (Luft) ist das Produkt aus Volumenstrom und Gesamtdruckdifferenz.Die Nutzleistung kann wie folgt dargestellt werden:

formel_1

und ihre Leistungsaufnahme als:

formel_2

P = Nutzleistung der Ventilatorwelle [W]
qv = Volumenstrom [m3/s]
Δp1 = Gesamtdruckdifferenz [Pa]
ηv = Ventilatornutzleistung [Zehnereinteilung]

Der Verlust am Keilriemenantrieb und Motor muss addiert werden. So kann die Gesamtnutzleistung wie folgt dargestellt werden:

formel_3

wobei
ηv = Ventilatornutzleistung
ηr = Keilriemennutzleistung
ηm = Motornutzleistung

Ventilatorkennlinie
Zur Klassifikation von Ventilatoren für spezielle Anwendungen werden folgende Parameter benötigt:

  • Volumenstrom
  • Druckdifferenz
  • Leistungsaufnahme
  • U/min.
  • Nutzleistung
  • Schallleistungspegel

Die Ventilatorkennlinien basieren auf einer Dichte von 1,2 kg/m³, einer 20°C entsprechenden Luftdichte sowie einem Luftdruck von 101,3 kPa.

Kapazitätsregelung bei Ventilatoren
Die Ventilatorsysteme aller Größenordnungen können mit Kapazitätsreglern ausgestattet werden, um den Volumenstrom den Anforderungen des Betreibers anpassen zu können. Entsprechend den Betriebsbedingungen kann die Ventilatorleistung auf verschiedene Arten reguliert werden.

  • Umschaltung zwischen zwei feststehenden Drehzahlwerten am Drehzahlregler (2-Drehzahl-Motor)
  • Drallregler am Ventilatoreinlass
  • Drehzahlregelung per Frequenzregler
  • Eine Kombination der oben genannten Verfahren

Der Einsatz eines Frequenzreglers beeinflusst den Ventilator wirkungsvoll innerhalb des einstellbaren Regelbereichs, ohne Schalldruckänderungen bei der Regelung zu verursachen.

Zubehör

  • Drallregler sind als Einzelkomponente verfügbar
  • 60-Hz-Laufrad

Das Laufrad muss an 60-Hz-Ventilatoren mit Direktantrieb betrieben werden. Keilriemengetriebene Ventilatoren müssen über die Riemenscheiben angetrieben werden.

Die SKF-Lagergehäuse der Ventilatoren gehören zum Typ SNL...TA, mit V-Dichtung TSN...A.

Oberflächenbehandlung
Diese Produkte besitzen einen Metallpulveranstrich oder sind mit einer Zinkschicht von mindestens 275 g/m² galvanisiert.
Der Anstrich wird nach einer speziellen Oberflächenbehandlung als Metallpulveranstrich aufgebracht.
Grundierung: Sandstrahlung intern/extern auf SA 2,5
Grundierung: Zinkgrundierung von 70 µm auf allen scharfen Kanten
Decklackierung: Polyesterpulver, Industriequalität, mind. 80 µm

Alle lackierten Produkte besitzen die Farbe Standardblau RAL 5010. Gegen Aufpreis sind andersfarbige Lackierungen möglich.

Test
Alle Ventilatoren werden auf Funktion und Schwingungsfestigkeit getestet.

Für Bestellungen benötigt wir folgende Informationen:
Ventilatortyp – Volumenstrom – Lufttemperatur – Druckleistung – Materialaufnahme/Beschaffenheit – Installationsbedingungen – Schalldruckpegel – Leistungsaufnahme – Motor – Motorintegritätsklasse – Betriebsdauer – Oberflächenbehandlung, Zonenzuordnung (ATEX) – und andere Anforderungen.

Kennliniendiagramme lesen

In der Praxis ist es sehr wahrscheinlich, dass der Betriebspunkt nicht dort liegt, wo die Kennlinien eine gute Nutzleistung erwarten lassen, sondern
zwischen den Kennlinien.
Die Werte für den ausgewählten Betriebspunkt können unter Einbeziehung folgender Formeln festgelegt werden:

Gesamtnutzleistung

formel_4

p = Aus Diagramm entnommener Gesamtdruck in mm WS
Q = Aus dem Diagramm entnommener Volumenstrom in m³/St
P = Zusätzliche Leistung des Elektromotors in kW

Wenn die Nutzleistung ermittelt werden soll

Wenn nur zusätzliche Leistung am Laufrad genutzt werden soll, kann folgende Gleichung verwendet werden:
Für direktgetriebene Ventilatoren berechnet sich die Nutzleistung folgendermaßen:
ηD = ηT + 10
Für indirekt getriebene Ventilatoren berechnet sich die Nutzleistung folgendermaßen:
ηID = ηT + 10% + 6%

Berechnungen der Schallleistungspegel

Für die Berechnung kann die folgende Gleichung in Verbindung mit einem Schallmessgerät verwendet werden:

Zur Einstellung der Drehzahl:

formel_5

L1 = Schalleistungspegel bei Drehzahl n1
n2 = Neue Drehzahl

Schallleistungsdruck aus verschiedenen Entfernungen:

L2 = LWA – (20 × log R) + (10 × log Q) – 11 dB(A)
LWA= Schalldruck
R = Distanz zwischen Schallquelle und Empfänger
Q = Richtungsfaktor
Q = 2 (sphärische Ausbreitung)
Q = 4 (quartsphärische Ausbreitung)
Q = 8 (oktosphärische Ausbreitung)

kennlinien_diagramm

 

 

Beispiel mit 1.250 m³/St

Die aus dem Kennliniendiagramm zu entnehmende Nutzleistung liegt bei 63 %, der Druck bei 150 mm Wassersäule. Aus der Kennlinie für die zusätzliche Nutzleistung kann ein Wert von 0,7 kW bei 1.250 m³/St abgelesen werden.

Es sollten alle Möglichkeiten genutzt werden, um die bestmögliche Nutzleistung zu erhalten