Ratgeber Anwendungsgebiete Axial- vs. Radialventilatoren

Ein Ventilator ist definiert als Strömungsmaschine (bzw. Aggregat) zur Luftförderung. Dafür wird er entweder als treibende Kraft in eine raumlufttechnische Anlage integriert, steht bzw. hängt frei im Raum oder entlüftet ohne lange Umwege durch eine Durchlassöffnung direkt nach außen. Für die unterschiedlichen Anwendungsgebiete gibt es eine Fülle an gebotenen Modellen: als Säulenlüfter für den Fußboden, als Deckenventilator oder zum Einbau in Wände, Fenster und Lüftungsanlagen. Der hauptsächliche Unterschied wird aber nicht nach optischen Kriterien bemessen, sondern nach den "inneren Werten", der Bauweise.

Die Art der Konstruktion und Ummantelung von Motor, Flügeln und Laufrad entscheidet über den aufgebauten Luftdruck und den Weg, den das Fluidum nach passieren des Gerätes einschlägt. Die Energiekosten des Gerätes sollen dabei für den benötigen Wirkungsbereich so gering wie möglich, der erzielte Druck so stabil und hoch wie nötig sein. Auch ob das Gerät bei niedrigem oder eher hohem Volumenstrom der Umgebungsluft eingesetzt werden kann, hängt vom Bautyp ab. Aktuell werden zwei Hauptbauarten von Ventilatoren hergestellt: axialströmende und radialströmende. Worin der genaue Unterschied liegt und für welche Anwendungsgebiete Sie den einen oder anderen mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen einsetzten können, erläutern wir Ihnen in diesem Ratgeber.

Inhalt:

Axialventilatoren - Funktionsweise und Anwendungsgebiete

 
Axialventilator Der blaue Pfeil symbolisiert die Luftrichtung
Der weitverbreitete Axialventilator ist nach einfachen mechanischen Prinzipien aufgebaut. Der Motor bewegt die der Luftansaugseite zugewandten Ventilatorflügel mit kräftiger Rotation. Dadurch erzeugt das Gerät einen Unterdruck, der die Umgebungsluft mit hohem Volumenstrom anzieht und axial, also parallel entlang der Motorachse, durch das Laufrad und an dem Gerät vorbeiführt. Durch die Sogwirkung auf die Luft wird diese beschleunigt, es entsteht Druck- und Bewegungsenergie. Da sich die Summe der Drücke innerhalb eines Systems ausgleicht (Bernoulli) entspricht der Überdruck der ausgestoßenen Luft dem vorher erzeugten Unterdruck.
Bei Geräten, die direkt nach außen entlüften, würde nun die angesaugte und verwirbelte Luft in einer graden Laufbahn nach Außen befördert werden. Weder wird das Gasgemisch über das Gerät in eine bestimmte Richtung gepresst, noch der Luftdruck über die Drehgeschwindigkeit hinaus verstärkt. Lediglich über leicht verlängernde Anbauten (Diffusoren) ist ein etwas höherer Druckaufbau zu erreichen.
 
Der Schwachpunkt dieser Bauart ist, dass durch die Art der Ansaugung (axial) der Luftdruck nicht ausreichend stark für industrielle Zwecke, z.B. den Anschluss ab Abzugshauben in Großküchen und Werkhallen, ist. Auch als zentrale Lüftungsgerät im Neubau wirken die meisten axialen Modelle nicht zufrieden stellend, der Luftstrom würde beim Lauf durch die weitläufigen Lüftungskanäle an Antrieb verlieren und abebben. Als weiterer Nachteil ist die höhere Geräuschentwicklung bei ansteigender Drehzahl zu nennen, was in Schlaf-, Arbeits-, und anderen Aufenthaltsräumen sehr störend ist.

Verschiedene Axialventilatoren aus unserem Sortiment:

Tischventilator Triton Grün von Faro

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Vorteilhaft an der axialen Bauweise ist zum einen die preisgünstige technische Realisierbarkeit sowie die platzsparende Abmessung der Geräte, die dennoch einen hohen Luftdurchsatz ermöglichen. Axialventilatoren lassen sich zu allen Belüftungszwecken einsetzten, bei denen es nicht auf allzu starken Luftdruck ankommt. Sie eignen sich beispielsweise hervorragend für die direkte Entlüftung nach Außen, z.B. als Fenstereinbauventilator oder in kleinen bis mittelgroßen Räumen als Decken- und Tischventilator zur Schaffung einer angenehmen Temperatur. Wird aus dekorativen Zwecken auf das schützend umschließende Gehäuse verzichtet, sind die rotierenden Flügel körpernaher Geräte durch einen Gitterkorb vor unberücksichtigter Berührung geschützt. Für solche, eher im Privatgebrauch üblichen Zwecke, wären viele der angebotenen Radialventilatoren übertrieben groß und zu stark winderzeugend.
 
Energiespar Deckenventilator Big Smooth Eco Titan 224 cm

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Es gibt auch axial betriebene Ventilatoren, die mit einem enormen Flügeldurchmesser von über zwei Metern aufwarten, wie z.B. der Big Eco smooth von dem deutschen Hersteller CasaFan. Sehr genau konzipierte und an Spezialaufgaben angepasste Axialventilatoren können sogar zur Belüftung von Tunneln etc. eingesetzt werden, sofern bei der Planung der Stromabrisspunkt genau ermittelt und umgangen wurde. Dies ist aber eher die Ausnahme auch dem Lüftungsgerätemarkt. Normalerweise werden für großräumigen Einsatz, zur intensiven Belüftung von ganzen Häusern oder Hallen und für industrielle Zwecke Radialventilatoren eingesetzt, deren Bauweise wir Ihnen im Folgenden erläutern.

Radialventilatoren - Funktionsweise und Anwendungsgebiete

Radialventilator
Radialventilatoren erreichen auch bei geringerem Luftvolumen in ihrer Umgebung einen hohen Druck durch die Nutzung des Zentrifugaleffektes. Der Luftstrom (blau) wird gebündelt und in Richtung gepresst ausgeleitet.

Ventilatoren, die in ein anderes Gerät oder eine Lüftungsanlage eingebaut sind, müssen in der Lage sein, bei begrenztem Luftstrom stärkere Reibungswiderstände zu überwinden. Die Bauart der Radialventilatoren ist ideal, durch starken erzeugten Luftdruck solche Hindernisse im Strömungskanal zu meistern. Angesaugte Umgebungsluft wird im rotierenden Schaufelrad um 90° von ihrem Weg abgelenkt und seitlich versetzt ausgelassen, üblicherweise direkt in einen anmontierten Lüftungsschacht. So gelangt das Gas mit kräftigem Antrieb durch alle Kanäle und passiert zwischengeschaltete Filteranlagen und Rekuperatoren ohne deutlichen Verringerung der Antriebskraft.

 
 
zentrale Luftanlage
Da sich Radialventilatoren besonders zum Anschluss an raumlufttechnische Anlagen und großformatige Dunstabzugshauben eignen, gibt es sie zum Betrieb von zentralen Lüftungsanlagen oder auch als Dachventilatoren, die über die lange Kaminöffnung verbrauchte Innenraumluft absaugen. Radialventilatoren mit Spiralgehäuse werden eingesetzt um Luft gebündelt in weiterführende, angeschlossene Kanalsysteme zu leiten. Auf das Spiralgehäuse kann bei Modellen die direkt ins Freie entlüften, z.B. Dachventilatoren, verzichtet werden da die ausströmende Luft keiner weiteren Lenkung bedarf.

Für Sie führen wir in unserem Sortiment eine Auswahl an horizontal und vertikal ausblasenden Abluft-Dachventilatoren mit halbradialem oder voll radialem Betrieb.
In der Mini-Ausführung können Radialventilatoren u.a. zur Belüftung von Computerbauteilen und Projektoren eingesetzt werden, doch im Normalfall sind sie Großkaliber und im industriellen und gewerblichen Einsatzgebiet vorzufinden. Durch den vorteilhaft hohen Druckaufbau sind Ihre bevorzugten natürlichen Reviere Orte, in denen es in hoher Menge geruchs- und fetthaltige oder explosionsgefährdete Luft mit chemischen Bestandteilen zu fördern gilt. Dazu gehören beispielsweise z.B. Großküchen von Hotellerie und Kantinen, Tankstellen und Lagerräume für Gefahrengüter, Garagen, Batterie- und Heizungsräumen. Auch bei der Trockenlegung von Neubauten, feuchten Kellern und gereinigten Teppichen sowie in besonders hohe Gebäuden und Hallen werden Radialventilatoren in entsprechender Größenordnung gerne eingesetzt. Da die Betriebsgeräusche bei ihnen auch auf höchster Leistungsstufe im Regelfall geringer sind als bei Axialventilatoren, stören sie nicht die Arbeit in Werkstätten, Laboren und Restaurants.

Deutliche Nachteile an der Technik gibt es nicht, allerdings sind reine Radialventilatoren für die private kleine Erfrischung in Sommermonaten zu mächtig in ihren Ausmaßen und auch gestalterisch nicht sehr auf Ambiente ausgelegt. Für die Montage benötigen sie zudem genügend Freiraum, da Lufteingangs- und Ausgangswinkel nicht auf derselben Seite liegen. Die umfangreichere technische Konstruktion und Größe der Modelle hat seinen Preis, sodass Radialventilatoren oftmals teurer in der Anschaffung sind als axiale Modelle. Die Reinigung, Wartung und das regelmäßige Erneuern der Filter sollte wegen der teils unzugänglichen verschachtelten Bauart von einer geprüften Fachkraft für Sie übernommen werden.
 
  • Mehr über die Besonderheiten der Radialventilatoren in unserem ausgewählten Sortiment lesen Sie direkt im Kategorietext der Artikelgruppe.

Radialventilatoren bei Creoven

Sonder- und Mischformen

Eher axiale Luftführung:
Halbaxiale Ventilatoren werden häufig zum Einbau in Rohre verwendet. Sie saugen Luft direkt an, und leiten die Flußlinie dann aber durch vorgegebene seitliche Öffnungen im gekrümmten Winkel weiter. Auf ein radiales Schaufelrad wird bei dieser Bauweise verzichtet.

Diagonalventilatoren ermöglichen trotz axialer Bauweise einen höheren Druckaufbau durch konische Formung zur Ausblasseite hin. So kommt bei hohem Volumenstrom ein stabiler Druckaufbau zustande. Das Gerät benötigt für die gleiche Leistung eine geringere Umdrehungsgeschwindigkeit und ist somit etwas leiser im Betrieb als übliche Axialventilatoren.

Selten und teuer sind Axialventilatoren mit einem außen laufenden Motor, diese aufwändige Bauart verhindert das Auftreten von Nabentotwasser, eine Art Kondenswasser hinter der Nabe des Laufrades.

Eher radiale Lenkung:
Walzenförmige Tangential- bzw. Querstromventilatoren ähneln optisch sehr der radialen Bauweise mit deutlich langgestrecktem Schaufelrad. Sie saugen Luft über einen Großteil der Laufradoberfläche ein und geben sie über einen schmalen Entlüftungsschlitz auf der anderen Seite wieder ab. Tangentialventilatoren eigen sich durch ihre längliche Form sehr gut zum Einbau in Säulenventilatoren oder Heizlüftern. Der kleine Motor wird meist am Ende des Laufrades angebracht und ist nicht für allzu hohe Drücke ausgelegt. Dafür ist diese Bauweise äußerst kompakt. Rohrradialventilatoren saugen und leiten Luft in axialer Linie weiter, doch führen sie vorher durch ein radial rotierendes Laufrad. So wird ein hoher Druck bei gradem Luftverlauf ermöglicht.

Wärmerückführung bei Axial und radial

TDA Deckenventilator – Nordik/TDA 1200

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Zum Erreichen einer vielversprechenden Heizkostenersparnis bei gleichmäßiger Raumtemperatur sind axial und radial laufende Lüftungsgeräte beide geeignet, wobei der Installationsort und das zugrundeliegende System der Wärmerückgewinnung grundverschieden sind.

Die axial betriebenen TDA (Temperatur-Differenz-Ausgleich) Geräte der Firma Vortice (Container) sind als Deckenventilatoren speziell zur Wärmerückführung ausgerichtet. Das Prinzip der Rückgewinnung über axiale Luftführung beruht auf dem thermodynamischen Austausch von kalter und warmer Luft durch das Aufbrechen der Gasschichtung an der Zimmerdecke. Dadurch wird die Heizenergierückführung in untere Wohn- oder Arbeitsbereiche möglich. Die TDA-Modelle steuern die Lüftung ausschließlich im Vorwärtslauf und sind für industrielle Zwecke konzipiert. Andere, wohnlicher gestaltete, Axialventilatoren zur Deckenmontage im Privathaushalt werden im Winter im Rückwärtslauf betrieben.
Mit radial laufenden Ventilatoren ist eine ganz andere Art der Wärmerückführung möglich. Da sie die angesogene warme Raumluft sehr kraftvoll pressen und gebündelt umleiten können, sind sie für den Anschluss an Anlagen zur kontrollierten Wohnraumlüftung mit angeschlossenen Wärmetauschern (Rekuperatoren) ideal. Dabei wird die Luft entweder mit einströmender, kühler Außenluft über Kreuz geführt, sodass die beheizte Luft ihre Energie an die kühlere abgibt, oder die Luftströme werden nacheinander über wärmespeichernde Module (Regeneratoren) geführt, sodass sich die kühlere Luft daran erwärmen kann, bevor sie in die Zimmer geleitet wird. Beide Methoden bedürfen geschlossener Lüftungsschächte, die von der zentral installierten Lüftungsanlage einen weiten Weg bis zum Außenluftdurchlass zurücklegen. Solche Strecken können nur mit der Antriebspower eines Radialventilators bewältigt werden. Der Luftdruck, den ein Axialventilator aufbringen könnte, wäre weitaus niedriger und dafür nicht ausreichend.

Achtung: der für den Druckaufbau von Radialventilatoren benötigte luftdichte Raum ist am ehesten in Neubauten mit guter Wärmedämmung zu finden. Strömt Luft auch, wie beispielsweise in Altbauten, über eine undichte Gebäudehülle, Fensterfugen und kleinste Risse in Holzbalken oder Lücken zwischen den Kacheln ein, kann von der Geräteeinheit ggf. nicht der benötigte Druck aufgebaut werden und die Anlage bleibt wirkungslos. Wie die Luftströme in Ihrem Neubau verlaufen, misst der Fachmann über verschiedene Methoden, z.B. den Blower Door Test.
Wie Sie sehen, lassen sich die Vorteile der Wärmerückführung mit axialen wie radialen Ventilatoren gleichermaßen nutzen. Die überragende Rückgewinnungsquote von gut 90% erreichen Sie mit zentraler Wärmerückführung mittels eines Radialventilators, wobei Sie hierfür auch einen höheren baulichen Aufwand für Lüftungsschächte etc. in Kauf nehmen müssen.

Fazit / Kaufentscheidung bei Unsicherheit

Sind Sie sich unsicher, ob für ihre Lüftungszwecke eher ein radiales oder ein axiales Modell in Frage kommt? In Industrieanlagen mit hohen Sicherheitsanforderungen sind nur Modelle mit genügender Schutzklasse, üblicherweise IP54, zugelassen. Solche Ventilatoren werden meist mit Radialantrieb produziert.

Wir empfehlen Ihnen die Nutzung von

Axialventilatoren in:
  • kleinen bis mittelgroßen Einzelräumen
  • normales Luftverhältnis (Privathaushalte) ohne besondere Belastung
  • direktes Ansaugen und Ausblasen der Luft (ohne den Umweg über lange Kanalsysteme)
  • zur hinreichenden Belüftung innenliegender Feuchträume
  • als Deckenventilator in Hotels, Büros und Restaurants
  • als Boden und Tischventilator für die frische Brise in Körpernähe
Die Entscheidung zum Radialventilator bei:
  • Anschluss an Lufttechnische Anlagen und Abzugshauben
  • stark fett, öl, und chemikalienhaltiger Luft (mit genügender Schutzklasse!)
  • vor- und nachmontierten Filterboxen und allen Wärmespeichern
  • in Großküchen mit hoher Dampf- und Geruchsentwicklung
  • an Orten mit explosionsgefährdeten Ausdünstungen
  • zur Trocknung (unfertiger) Häuser an Baustellen und großflächig nassgesäuberten Teppichen
  • bei Gebäuden mit feuchtem Mauerwerk und Schwammbefall
  • Durchlüftung großer Fertigungs- und Lagerhallen
Gern helfen wir Ihnen telefonisch oder per Mail mit Ihren Anliegen weiter. Wenn Sie Fragen zur Berechnung der Ventilatorgröße für den Wohnraum haben, hilft Ihnen folgender Ratgeber sicher weiter.

Quellenangabe:
www.tlt-turbo.com/dateien/194-Ventilatoren-Fibel:_Grundlagen_der_Ventilatortechnik.pdf
http://www.trox-tlt.de/de2/service/download_center/structure/technical_documents/schulungsunterlagen/Einsatzbereiche_von_Axialventilatoren.pdf
http://www.baunetzwissen.de/standardartikel/Gebaeudetechnik-Anlagenteile-der-RLT-Anlage_2473103.html
http://www.bosy-online.de/Ventilatoren.htm

Bildquellen:
Produktabbildungen © Creoven.de
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