Ratgeber
Radialventilatoren zählen neben Axialventilatoren zu den meistgenutzten Gebläsetypen. Sie werden zur Kühlung von Elektronik, zur Be- und Entlüftung von Räumen, zum Absaugen von Abluft und Gasen sowie zur Umleitung von Volumenströmen genutzt.
In unserem Ratgeber erfahren Sie, wie Radialgebläse funktionieren, welche Vorteile sie im Vergleich zu axialen Lüftern bieten und worauf beim Kauf zu achten ist.
Radialventilatoren, auch Radiallüfter oder Radialgebläse genannt, gehören neben Axialventilatoren zu den gebräuchlichsten Arten von Gebläsen in der Gebäude-, Klima- und Lufttechnik. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo es auf hohe Drücke bei gleichen oder geringeren Luftvolumina ankommt. Kennzeichnend für Radialgebläse ist eine hohe Pressung. Das bedeutet, dass sie Luft mit hoher Kraft ansaugen und in eine andere Richtung ausstoßen können.
Eine hohe Pressung wird in der Industrie zum Beispiel für die Lüftung von Räumen benötigt. Schlechte oder verbrauchte Luft kann so besser aus einem Raum abgeführt und auch durch längere Lüftungsschächte nach außen geleitet werden. Um Luft durch Rohrleitungen zu befördern, werden Radialventilatoren in Form von Rohrgebläsen eingesetzt. Sie lassen sich unkompliziert in Abluftrohren installieren und sorgen immer dann für Frischluft, wenn sie gebraucht wird.
Weitere Anwendungsbereiche sind die Förderung, der Abtransport und die Umleitung von Gasen. So kommen Radialgebläse beispielsweise in Verbindung mit Abzugssystemen in Laboren und in industriellen Fertigungsbereichen zum Einsatz. In der Baubranche werden Radialventilatoren zum Trocknen von Hohlräumen und feuchten Wänden genutzt. Da sie einen hohen Wirkungsgrad haben und gleichzeitig relativ leise arbeiten, werden sie auch als Lüfter in Elektrogeräten integriert, um während des Betriebs entstehende Wärme abzuleiten und elektronische Komponenten vor Überhitzung zu schützen.
In der Medizintechnik dienen Radialventilatoren zum Beispiel der Vakuumerzeugung und dem Absaugen von Sekreten. Darüber hinaus sind sie Bestandteil von Beatmungsgeräten und werden in der Anästhesiologie verwendet.
Charakteristisch für Radialventilatoren ist ihr zentrifugales Funktionsprinzip. Die Luft wird zunächst parallel zur Achse angesaugt, dann aber um 90° umgelenkt und radial, also quer zur Achse, ausgeblasen.
Für die Umlenkung des Luftstroms wird die Zentrifugalkraft genutzt, weswegen man auch von Zentrifugalgebläsen spricht. Aber wie funktioniert das Umlenken nun eigentlich genau?
Im Inneren des Radialventilators befindet sich ein Laufrad mit Schaufeln, auch Rotationsrad genannt, das von einem Motor angetrieben wird. Die Schaufeln können gerade, vorwärtsgekrümmt oder rückwärtsgekrümmt sein und bestimmen je nach Form die Eigenschaften des Ventilators.
Das Laufrad ist üblicherweise von einem schnecken- oder spiralförmigen Gehäuse umgeben, in das die Luft seitlich eintritt. Sie wird dann über die Schaufeln des motorgetriebenen Laufrads sowie durch die Zentrifugalkraft beschleunigt und in einem 90°-Winkel zur Achse durch einen Stutzen oder Flansch ausgestoßen.
Je nach Konstruktion sind Radialventilatoren in der Lage, die Luft einseitig oder beidseitig anzusaugen. Durch Parallelschaltung von mehreren Ventilatoren lässt sich der Luftstrom verstärken.
Axialgebläse und Radialgebläse unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise und zeichnen sich durch individuelle Vor- und Nachteile aus, wodurch sie sich jeweils für spezifische Anwendungsbereiche besonders gut eignen. Wie der Name schon andeutet, saugen Axialventilatoren die Luft axial, also parallel zur Achse an, und blasen sie axial wieder aus. Sie sind ebenfalls mit Schaufelrädern ausgestattet, insgesamt aber einfacher aufgebaut.
Aufgrund ihrer kompakten Bauweise und der geraden Luftführung lassen sie sich platzsparend installieren und eignen sich sehr gut für Anwendungen, bei denen die Luft direkt angesaugt und direkt wieder ausgeblasen werden soll. Grundsätzlich werden Axialventilatoren immer dann genutzt, wenn es auf einen hohen Volumenstrom und eine geringe Pressung ankommt, also ein relativ geringer Widerstand mit großen Luftmengen durchströmt werden soll.
Radialventilatoren sind das Mittel der Wahl für Anwendungen, die hohe Volumenströme und hohe Pressungen erfordern. Sie werden eingesetzt, wenn hohe Widerstände überwunden werden müssen. Das ist dann der Fall, wenn vor- oder nachgeschaltete Aggregate wie Lufterhitzer, Filter oder Wärmetauscher Bestandteil der Lüftungsanlage sind.
Da Radialventilatoren Luft mit hohem Druck ansaugen und ausstoßen können und bei gleicher Luftmenge eine höhere Druckerhöhung erzielen als Axialventilatoren, sind sie besonders gut für den Einsatz in Industrie und Gewerbe geeignet. Sie punkten außerdem mit einer geringeren Geräuschentwicklung. Allerdings können sie nicht so kompakt gebaut werden, da für die Umlenkung der Luft ausreichend Raum zur Verfügung stehen muss. Die Installation von radialen Lüftern erfordert demzufolge mehr Platz.
Die Eigenschaften eines Radialventilators hängen wesentlich von der Konstruktion des zugrundeliegenden Schaufelrads ab. Bauform, Drücke, Wirkungsgrad und Anwendungsbereich werden davon bestimmt, ob es sich um gekrümmte Schaufeln (vorwärts- vs. rückwärtsgekrümmt) oder gerade Schaufeln handelt.
Die Spezifika von Radialgebläsen mit geraden und gekrümmten Schaufeln im Überblick:
| vorwärtsgekrümmt | rückwärtsgekrümmt | gerade | |
|---|---|---|---|
| Energieeffizienz | mittel | hoch | niedrig |
| Drehzahl* | niedrig | hoch | sehr hoch |
| Größe des Laufrads | klein | groß | sehr groß |
| Schmutzanfälligkeit | ja | ja | nein |
| Bester Wirkungsgrad | bei niedrigem Druck | bei hohem Druck | bei niedrigem Druck |
| Stabilität bei überhöhtem Luftstrom | mittel | hoch | mittel |
*bei konstantem Luftdurchsatz
Radialgebläse mit vorwärtsgekrümmten Schaufeln arbeiten im Vergleich zu den beiden anderen Arten zwar am leisesten, aber nur mäßig energieeffizient, da sie einen relativ hohen Stromverbrauch haben. Ihr Wirkungsgrad fällt geringer aus als bei Gebläsen mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln, ist aber höher als der von Gebläsen mit geraden Schaufeln.
Grundsätzlich eignen sich Radialgebläse mit vorwärtsgekrümmten Schaufeln nicht für Anwendungen, die hohe Drücke erfordern. Dafür sind sie eine gute Wahl, wenn niedrige Drücke und geringe Drehzahlen benötigt werden und es auf eine platzsparende Bauweise ankommt, da die Laufräder meist klein konstruiert sind, was kompakte Abmessungen ermöglicht.
Radialgebläse mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln sind prädestiniert für Anwendungen mit hohen Drücken. Sie erzielen von allen drei Bauformen den höchsten Wirkungsgrad und arbeiten am energieeffizientesten, allerdings haben sie die höchste Geräuschentwicklung zu verzeichnen. Außerdem können sie nicht so kompakt gebaut werden wie Gebläse mit vorwärtsgekrümmten Schaufeln, da die Laufräder größer ausfallen.
Radialgebläse mit geraden Schaufeln sind Spezialaufgaben vorbehalten. Sie haben verglichen mit den anderen Ventilatoren den geringsten Wirkungsgrad, eignen aber hervorragend für die Absaugung staubiger Luft bzw. partikelhaltiger Luftströmungen, da sich an den Schaufeln kein Schmutz ansammeln kann. Dementsprechend finden sie vor allem in Bereichen wie der Landwirtschaft und im Bauwesen Anwendung, etwa zum Trocknen von Schüttgut, Granulat oder Getreide. Aufgrund ihres höheren Stromverbrauchs wäre es ineffizient, Radialgebläse mit geraden Schaufeln zur Absaugung sauberer Luft bzw. Gase zu nutzen.
Bei der Auswahl eines Radialventilators ist der Anwendungsbereich ein entscheidendes Kriterium. Zunächst ist zu klären, unter welchen Umgebungsbedingungen der Lüfter perspektivisch eingesetzt wird und mit welcher Art von Fördermedium innerhalb welches Temperaturbereichs gearbeitet wird. Standardmäßig sind Radialventilatoren für mechanisch reine, nicht aggressive, nicht haftende und trockene Gasen ausgelegt. In solchen Fällen bestehen Gehäuse und Laufrad oft aus Stahlblech mit einer Korrosionsbeschichtung. Handelt es sich um feuchte, aggressive, staubbelastete, abrasive oder haftende Gase bzw. Partikeln wie Fasern, Späne oder Schüttgut, muss man zu speziellen Ausführungen greifen. So werden für die Förderung feuchter Luft häufig Gehäuse und Laufräder aus Aluminiumguss verwendet und für die Förderung heißer Medien Äquivalente aus Edelstahl. Im Übrigen gibt es auch Radialgebläse ohne Gehäuse. Diese werden häufig als Dachgebläse eingesetzt.
Die Art des Antriebs spielt beim Kauf eines geeigneten Radiallüfters ebenfalls eine Rolle. Viele Ventilatoren werden direkt über den Motor angetrieben und erfordern je nach Leistung 230-V-Wechselspannung oder 400-V-Dreiphasenwechselspannung. Lüfter, die für den Einbau in den PC vorgesehen sind, kommen auch schon mit 5, 12 oder 24 Volt Gleichstrom aus. Neben Ausführungen mit Direktantrieb gibt es Lüfter, bei denen ein zusätzlicher Keilriemen integriert ist, der das Laufrad bewegt. Dadurch ist der Motor vom Laufrad entkoppelt, was einen geräuscharmen Betrieb ermöglicht. Riemengetriebene Ventilatoren sind in der Lüftungs- und Klimatechnik sehr gebräuchlich.
Des Weiteren ist wichtig zu wissen, wie groß der Luftdurchsatz sein soll. Der Luftdurchsatz entspricht dem Volumenstrom, also der maximalen Luftmenge, und wird in Kubikmetern pro Stunde angegeben (m³/h). Ebenfalls von Bedeutung sind Angaben zur maximalen Pressung (in Pascal), zur Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) und zur Leistung (in Watt).
Des Weiteren müssen die individuellen Abmessungen berücksichtigt werden, insbesondere dann, wenn der Radialventilator für den Einbau in ein Gerät vorgesehen ist oder nicht viel Platz zur Installation zur Verfügung steht. Bei Rohrlüftern sind die Herstellerangaben zum maximalen Rohrdurchmesser in mm relevant. Von den Montagebedingungen hängt ab, in welche Richtung das Gebläse die Luft ausstößt, und ob ein beidseitig oder ein einseitig ansaugender Radialventilator nötig ist.
Bei der Beförderung stark staubbelasteter Luft oder anderer Gase ist nicht nur darauf zu achten, einen speziell dafür ausgelegten Lüfter zu verwenden, sondern es müssen auch ein höherer Leistungsbedarf und Druckabfall einberechnet werden. Grund dafür ist, dass Staub- und Materialteilchen abrasiv wirken und auf Dauer Kratzer, Wellen und Risse auf der beaufschlagten Oberfläche hinterlassen. Dadurch muss mehr Leistung erbracht werden, um den nötigen Druck zu erzeugen – vom Verschleiß einmal ganz abgesehen.
Laut Datenblatt ist der Motor meines Radial-Gebläses nach IP55 zertifiziert. Was bedeutet das?
Steht in Ihrem Datenblatt, dass der Motor Ihres Radialventilators die Schutzart IP55 aufweist, ist er gegen Staub in schädigender Menge und vollständig gegen Berührung geschützt. Außerdem besteht ein Schutz gegen Strahlwasser aus beliebigem Winkel.
Sind Radiallüfter regelbar?
Ja, Radiallüfter sind wie Axiallüfter in den meisten Fällen problemlos regelbar, beispielsweise über die Spannung oder ein PWM-Signal, sofern es sich um Ausführungen handelt, die zur Kühlung in Computern eingesetzt werden. Radiallüfter mit Elektromotoren können in der Drehzahl ebenfalls reguliert werden, hierfür kommen aber andere Hilfsmittel zum Einsatz.