Welche Parameter sollten Sie überprüfen, bevor Sie einen Industrieventilator auswählen?

Wie viel Luft muss bewegt werden?

Und:

Wie viel Druck muss der Lüfter überwinden?

Diese beiden Anforderungen definieren den grundsätzlichen Betriebspunkt eines Industrieventilators. Der Luftstrom gibt Auskunft über die erforderliche Luft- oder Gasbewegungsmenge, während der statische Druck den Widerstand darstellt, den der Lüfter im System überwinden muss.

Ein Ventilator mit ausreichendem Luftstrom, aber zu geringem Druck wird nach der Installation nicht die erforderliche Leistung erbringen. Andererseits kann die Auswahl einer zu hohen Druckkapazität zu unnötigem Energieverbrauch, höheren Gerätekosten oder einem Betrieb außerhalb des bevorzugten Teils der Lüfterkurve führen.

Der richtige Ansatz besteht darin, zunächst die tatsächliche Systemanforderung zu ermitteln und dann einen Lüfter auszuwählen, dessen Leistungskurve dieser Anforderung entspricht.

1. Bestimmen Sie zunächst den erforderlichen Luftstrom

Der Luftstrom wird normalerweise in m³/h, m³/s oder CFM ausgedrückt.

Der erforderliche Luftstrom hängt davon ab, was der Ventilator leisten soll.

Beispielsweise kann ein industrielles Abgassystem einen bestimmten Luftstrom erfordern, um Prozesswärme oder kontaminierte Luft abzuleiten. Ein Staubsammelsystem benötigt einen ausreichenden Luftstrom, um Staub aufzufangen und durch die Rohrleitungen zu transportieren. Ein Materialfördersystem erfordert möglicherweise eine bestimmte Fördergeschwindigkeit, um Kunststoffflocken oder andere leichte Materialien zu bewegen.

Daher sollte der Luftstrom von den Prozessanforderungen abhängen und nicht einfach nur den größten verfügbaren Lüfter auswählen.

Bestimmen Sie vor der Auswahl des Ventilators Folgendes:

Erforderlicher normaler Luftstrom

Minimaler und maximaler erwarteter Luftstrom

Betriebsstunden

Prozessänderungen, die sich auf den Luftstrom auswirken können

Ob der Luftstrom konstant bleiben muss oder angepasst werden kann

Wenn das System über einen definierten Auslegungsluftstrom verfügt, wird dieser Wert zum Ausgangspunkt für die Ventilatorauswahl.

2. Berechnen Sie den statischen Druckbedarf

Der Luftstrom allein sagt noch nichts darüber aus, welcher Industrieventilator geeignet ist.

Der Ventilator muss auch den Widerstand überwinden, der vom gesamten Luftaufbereitungssystem erzeugt wird.

Statische Druckverluste können folgende Ursachen haben:

• Gerades Kanalsystem
• Ellbogen und Biegungen
• Filter
• Dämpfer
• Wäscher
• Wärmetauscher
• Schalldämpfer
• Staubsammler
• Prozessausrüstung
• Ein- und Auslassbeschränkungen

Der Gesamtwiderstand dieser Komponenten trägt zum Druckbedarf des Lüfters bei.

Die AMCA-Leitlinien empfehlen, Systemverluste-und andere relevante Druckverluste zu berücksichtigen, bevor eine Ventilatorauswahl getroffen wird.

Dies ist ein Grund, warum die bloße Forderung nach einem Ventilator, der „20.000 m³/h“ leisten kann, nicht ausreicht.

Der Hersteller muss außerdem wissen, mit welchem ​​Druck dieser Luftstrom geliefert werden muss.

3. Luftstrom und statischer Druck bilden den Betriebspunkt

Sobald Luftstrom und Druck ermittelt wurden, können diese als Betriebspunkt des Ventilators betrachtet werden.

Ein System könnte beispielsweise Folgendes erfordern:

Luftstrom: 20.000 m³/h

Statischer Druck: 2.000 Pa

Der Ventilator muss daher in der Lage sein, mit dieser Kombination zu arbeiten und nicht einfach unter Bedingungen mit geringem Widerstand 20.000 m³/h zu erreichen.

Auf einer typischen Lüfterleistungskurve wird der Luftstrom auf der horizontalen Achse und der Druck auf der vertikalen Achse angezeigt. Der erforderliche Luftstrom und Druck definieren den Punkt, an dem der ausgewählte Lüfter arbeiten muss.

Dies ist das wichtigste Konzept, das Sie bei der Auswahl eines industriellen Radialventilators verstehen sollten.

4. Verstehen Sie die Lüfterleistungskurve

Eine Lüfterleistungskurve zeigt, wie viel Druck ein Lüfter bei unterschiedlichen Luftstromraten und einer bestimmten Lüftergeschwindigkeit erzeugen kann.

Um die Kurve zu verwenden, beginnen Sie mit dem erforderlichen Luftstrom auf der horizontalen Achse und bewegen Sie sich vertikal, bis Sie die Lüfterdruckkurve erreichen. Bewegen Sie sich dann horizontal, um den entsprechenden Druck zu ermitteln.

Wenn die Kurve den erforderlichen Betriebspunkt durchläuft, kann der Lüfter möglicherweise den angegebenen Luftstrom und Druck bei dieser Betriebsgeschwindigkeit erreichen.

Allerdings sollte die Auswahl hier nicht aufhören.

Sie sollten auch Folgendes überprüfen:

Lüftergeschwindigkeit

Motorleistung

Lüftereffizienz

Betriebsbereich

Laufradtyp

Luftdichte

Lärmanforderungen

Antriebsanordnung

Eine Lüfterkurve liefert daher wesentlich nützlichere Informationen als ein einzelner Katalogwert wie „maximaler Luftstrom“.

5. Der Betriebspunkt ist wichtiger als der maximale Luftstrom

Ein häufiger Fehler besteht darin, Industrieventilatoren anhand ihres maximalen Luftstroms zu vergleichen.

Zum Beispiel:

Ventilator A: maximaler Luftstrom 30.000 m³/h

Ventilator B: maximaler Luftstrom 25.000 m³/h

Es mag den Anschein haben, dass Lüfter A die bessere Wahl ist.

Wenn die Anwendung jedoch 20.000 m³/h bei 2.000 Pa erfordert, ist der Vergleich unvollständig.

Ventilator A darf nur bei sehr niedrigem Druck 30.000 m³/h produzieren, während Ventilator B bei den erforderlichen 2.000 Pa 20.000 m³/h liefern kann.

Die wichtige Zahl ist daher nicht der maximale Luftstrom.

Dabei handelt es sich um den Luftstrom und Druck am tatsächlichen Betriebspunkt.

6. Passen Sie die Lüfterkurve an die Systemkurve an

Der Ventilator und das Kanalsystem arbeiten zusammen.

Das System hat seine eigene Widerstandscharakteristik, während der Lüfter seine eigene Leistungskurve hat. Der eigentliche Betriebspunkt liegt dort, wo sich die beiden Kurven schneiden.

Dies erklärt, warum ein Lüfter nach der Installation möglicherweise einen anderen Luftstrom erzeugt, als anhand einer einfachen Katalogspezifikation erwartet wird.

Wenn der tatsächliche Kanalwiderstand höher als geschätzt ist, kann sich der Betriebspunkt in Richtung eines geringeren Luftstroms verschieben.

Wenn der Systemwiderstand geringer als erwartet ist, kann der Luftstrom den Auslegungswert überschreiten.

Mit anderen Worten: Der Lüfter bestimmt den Luftstrom nicht selbst.

Der endgültige Luftstrom ist das Ergebnis der Interaktion zwischen dem Lüfter und dem Gesamtsystem.

7. Verwechseln Sie statischen Druck nicht mit Gesamtdruck

Statischer Druck und Gesamtdruck hängen zusammen, sind jedoch nicht austauschbar.

Der Gesamtdruck des Ventilators beinhaltet die Geschwindigkeits-{0}}Druckkomponente, der statische Druck dagegen nicht. AMCA weist darauf hin, dass die entsprechende Druckdefinition verwendet werden muss, wenn die Lüfterleistung an die Systemanforderungen angepasst wird.

Dies ist wichtig, wenn Sie Spezifikationen von verschiedenen Ingenieuren, Ausrüstungslieferanten oder Projekten erhalten.

Bestätigen Sie vor der Auswahl des Ventilators Folgendes:

Ist der angegebene Druck statischer Druck oder Totaldruck?

Bestätigen Sie außerdem, wo der Druck gemessen wird und wie der Systemdruckverlust berechnet wurde.

Eine Nichtübereinstimmung kann dazu führen, dass ein Lüfter ausgewählt wird, der auf dem Papier korrekt aussieht, aber nicht den tatsächlichen Systemanforderungen entspricht.

8. Berücksichtigen Sie Lufttemperatur und -dichte

Der erforderliche Luftstrom und Druck sollten auch unter den tatsächlichen Gasbedingungen bewertet werden.

Die Temperatur verändert die Gasdichte. Gas mit hoher-Temperatur hat im Allgemeinen eine geringere Dichte als Luft mit normaler-Temperatur, was sich auf die Lüfterleistung und die Leistungsberechnungen auswirkt.

Für Anwendungen mit:

Ofenabgase

Kesselanlagen

Heiß-Blast-Systeme

Prozessgas mit hoher-Temperatur

Abgasbehandlung

Bei der Anforderung einer Lüfterauswahl sollte die Betriebstemperatur angegeben werden.

Auch die Höhe kann die Luftdichte und damit die Ventilatorleistung beeinflussen. AMCA identifiziert die Luftdichte als eine der wichtigsten Bedingungen, die bei der Auswahl eines Ventilators zu berücksichtigen sind.

Aus diesem Grund ist „20.000 m³/h bei 2.000 Pa“ immer noch unvollständig, wenn der Hersteller die Gastemperatur- und Dichtebedingungen nicht kennt.

9. Überprüfen Sie die Lüftereffizienz am erforderlichen Betriebspunkt

Zwei Lüfter können beide den erforderlichen Luftstrom und Druck erfüllen, haben jedoch unterschiedliche Wirkungsgrade.

Wenn der Ventilator viele Stunden am Tag läuft, kann dieser Unterschied im Laufe der Lebensdauer des Geräts erheblich werden.

Die Lüftereffizienz hängt stark davon ab, wo der Lüfter auf seiner Leistungskurve arbeitet.

Achten Sie beim Vergleich möglicher Lüftermodelle auf Folgendes:

Effizienz am Einsatzort

Motorleistung

Lüftergeschwindigkeit

Voraussichtliche Betriebsstunden

Kontrollmethode

Der niedrigste Kaufpreis ist nicht zwangsläufig die kostengünstigste Lösung über die gesamte Betriebsdauer hinweg.

Bei größeren oder kontinuierlich laufenden Anlagen verdient der Energieverbrauch besondere Aufmerksamkeit.

10. Vermeiden Sie eine Auswahl zu nahe am Spitzendruckbereich

Ein Lüfter kann technisch zwar den erforderlichen Druck erreichen, ist aber dennoch eine schlechte Wahl, wenn der Betriebspunkt zu nahe an einem instabilen Teil der Leistungskurve liegt.

AMCA weist darauf hin, dass Ventilatoren links vom Spitzen-druckpunkt Instabilität aufweisen können und empfiehlt, den Betrieb in diesem Bereich zu vermeiden, sofern dies nicht ausdrücklich vom Hersteller genehmigt wurde.

Dies ist einer der Gründe, warum erfahrene Ventilatoreningenieure nicht einfach fragen:

„Kann dieser Ventilator den erforderlichen Druck erreichen?“

Sie fragen auch:

„Wo liegt der erforderliche Betriebspunkt auf der Lüfterkurve?“

Diese Unterscheidung ist wichtig, wenn verschiedene Lüftergrößen und Laufraddesigns verglichen werden.

11. Wählen Sie die Lüftergröße basierend auf dem tatsächlichen Betriebspunkt

Sobald der Luftstrom und der Druck festgelegt sind, können mehrere Ventilatormodelle technisch in der Lage sein, die Anforderung zu erfüllen.

Bei der endgültigen Auswahl können dann Folgendes berücksichtigt werden:

• Lüftergröße
• Laufraddesign
• Lüftergeschwindigkeit
• Motorleistung
• Effizienz
• Antriebsanordnung
• Einbauraum
• Lärm
• Wartungsanforderungen
• Erwarteter Betriebsbereich

Ein größerer Lüfter, der mit einer niedrigeren Drehzahl läuft, kann in manchen Anwendungen Vorteile bieten, während ein kleinerer Lüfter, der mit einer höheren Drehzahl läuft, bei begrenztem Einbauraum besser geeignet sein kann.

Es gibt keine allgemeingültige Regel, dass der größte oder kleinste Ventilator die beste Wahl ist.

Die richtige Auswahl ist diejenige, die den erforderlichen Betriebspunkt mit geeigneten Betriebseigenschaften bietet.

12. Welche Informationen sollten Sie einem Hersteller von Industrieventilatoren geben?

Wenn Sie ein Ventilatorangebot oder eine technische Empfehlung anfordern, stellen Sie mehr als den gewünschten Luftstrom bereit.

Eine nützliche Spezifikation sollte Folgendes umfassen:

Parameter	Beispiel
Luftstrom	20,000 m³/h
Statischer Druck	2.000 Pa
Gas	Luft / Abgas / Prozessgas
Temperatur	80 Grad
Staub	Saubere Luft/staub-beladene Luft
Betriebszeiten	16 Std./Tag
Stromversorgung	380 V, 50 Hz, 3 Phasen
Geschwindigkeitskontrolle	Feste Geschwindigkeit / VFD
Installation	Drinnen / draußen
Anwendung	Abgas / Staubsammlung / Abgasbehandlung

Für Hochtemperatur-, Staub-, Korrosions- oder Materialtransportanwendungen-sollten zusätzliche Informationen über das Gas oder Material bereitgestellt werden.

Dies gibt dem Hersteller genügend Informationen, um den Lüfter über eine einfache Luftstrombewertung hinaus zu bewerten.

Ein praktisches Beispiel

Angenommen, eine industrielle Abgasanlage erfordert Folgendes:

Luftstrom: 15.000 m³/h

Statischer Druck: 1.500 Pa

Das Auswahlverfahren wäre:

Schritt 1: Bestätigen Sie, dass 15.000 m³/h der erforderliche Auslegungsluftstrom sind.

Schritt 2: Berechnen Sie die Druckverluste durch die Kanäle, Bögen, Filter, Dämpfer und Prozessgeräte.

Schritt 3: Stellen Sie sicher, dass der erforderliche Gesamtdruck unter den angegebenen Betriebsbedingungen etwa 1.500 Pa beträgt.

Schritt 4: Überprüfen Sie die verfügbaren Leistungskurven für Radialventilatoren.

Schritt 5: Identifizieren Sie Modelle, die etwa 15.000 m³/h bei 1.500 Pa liefern können.

Schritt 6: Vergleichen Sie ihre Betriebsgeschwindigkeit, Motorleistung und Effizienz.

Schritt 7: Überprüfen Sie, ob der Betriebspunkt in einem geeigneten Bereich der Lüfterkurve liegt.

Schritt 8: Bestätigen Sie Gastemperatur, Dichte, Staubbedingungen, Antriebsanordnung und Installationsanforderungen.

Erst nach diesen Prüfungen sollte das endgültige Ventilatormodell ausgewählt werden.

Letzter Imbiss

Die Auswahl eines Industrieventilators allein aufgrund des Luftstroms reicht selten aus.

Die grundlegende Auswahl sollte mit dem Betriebspunkt beginnen: erforderlicher Luftstrom + erforderlicher Druck.

Anhand der Ventilatorleistungskurve kann dann ermittelt werden, ob ein bestimmter Radialventilator die Anforderung tatsächlich erfüllen kann. Systemwiderstand, Luftdichte, Betriebstemperatur, Lüftereffizienz, Laufraddesign, Motorleistung und Installationsbedingungen bestimmen dann, ob dieser Lüfter eine gute technische Wahl ist.

Für industrielle Belüftung, Staubabsaugung, Abgasbehandlung, Kesselsysteme, Hochtemperaturabgase und Materialförderung können der erforderliche Luftstrom und der erforderliche Druck sehr unterschiedlich sein.

Das Ziel besteht nicht darin, den Ventilator mit der größten Luftstromleistung auszuwählen.

Das Ziel besteht darin, einen Ventilator auszuwählen, der unter den tatsächlichen Bedingungen des Systems an einem geeigneten Punkt seiner Leistungskurve mit dem erforderlichen Luftstrom und Druck arbeitet.