Druckerhöhungsprinzip

Das Druckerhöhungsprinzip beschreibt die strömungstechnischen Mechanismen, mit denen ein Ventilator im Bergbau die aufgenommene Antriebsleistung in statischen Druck und Volumenstrom umsetzt. Im Laufrad wird dem Medium Impuls zugeführt; anschließende Leiträder und der Diffusor wandeln die kinetische Energie kontrolliert in Druckenergie um. Je sauberer diese Wandlung gelingt, desto höher fallen Wirkungsgrad und Netzstabilität aus – zentrale Voraussetzungen für eine sichere, energieeffiziente Bewetterung.

Den Anfang macht ein ruhiger, verlustarmer Einlauf. Große Radien, glatte Übergänge und ein ausreichender Beruhigungsweg verhindern Querströmungen und Anströmwinkel mit Ablösungstendenz. Im Laufrad erzeugen profilierte Schaufeln mit engen Spaltmaßen das gewünschte Geschwindigkeitsniveau, ohne übermäßige Wirbelbildung. Unmittelbar danach richten Leiträder den Drall ab, homogenisieren das Geschwindigkeitsprofil und führen es optimal in den Diffusor, der die Geschwindigkeit wirksam abbaut und die Druckrückgewinnung maximiert.

Auf der Kennlinie spiegelt sich das Druckerhöhungsprinzip als charakteristische Beziehung zwischen Volumenstrom und statischem Druck. Ein breites, monoton fallendes Kennfeld mit ausgeprägter Reserve begünstigt Regelstabilität. Die Druckregelung mit repräsentativen Messstellen hält den Betriebspunkt in günstigen Segmenten; Frequenzumrichter vermeiden Drosselverluste und schützen vor Netzschwingungen. Oberflächenqualität, Antikorrosionsbeschichtungen und präzise Wuchtung sichern die aerodynamische Güte über die Standzeit und verhindern akustische Spitzen.

Für den Einsatz unter Tage gilt: Je konsistenter das Druckerhöhungsprinzip umgesetzt ist, desto geringer sind Stromaufnahme, Geräuschpegel und Verschleiß. Differenzdruck-Messungen an Filtern, Volumenstromnachweise und Schwingungstrends im Monitoring belegen die Wirksamkeit. Dokumentierte Abnahmen mit Druck-, Mengen- und Temperaturverläufen schaffen Auditfähigkeit. So wird das Druckerhöhungsprinzip vom theoretischen Konzept zum praktischen Leitfaden für energieeffiziente, leise und normgerechte Ventilation im Bergbau.