In Bergbau- und Industrie-Lüftungssystemen werden Axialventilatoren und Zentrifugalventilatoren (auch: Radialventilatoren) je nach Strömungsführung, erforderlichem Druckaufbau und Druckverlusten im Kanalnetz eingesetzt. Dieser Leitfaden vergleicht systematisch Funktionsprinzipien, Leistungskennwerte, Auswahlkriterien und typische Einsatzfälle, damit Sie den passenden Ventilatortyp sicher und projektbezogen auswählen.
1. Vergleich der Arbeitsprinzipien
Axialventilator
Die Luft strömt in Achsrichtung durch den Ventilator; die Schaufeln erzeugen den Druckaufbau direkt entlang der Achse.
Aufbau: Laufrad und Motor liegen auf einer Achse; Einlass und Auslass sind in Achsrichtung angeordnet.
Merkmale: Sehr hoher Volumenstrom, eher geringe Druckerhöhung, kompakte Bauweise.
Zentrifugalventilator (Radialventilator)
Die Luft tritt axial in die Laufradmitte ein und wird durch die Zentrifugalkraft radial nach außen beschleunigt. Der Druckaufbau erfolgt im Spiralgehäuse (Volute) bzw. im Diffusor, bevor die Luft radial austritt.
Aufbau: Laufrad im Spiralgehäuse; Einlass axial, Auslass radial.
Merkmale: Hohe Druckerhöhung, mittlerer Volumenstrom, gut geeignet zur Überwindung hoher Druckverluste (Systemwiderstand) in Kanälen und Anlagen.
Abbildung: Axialventilator mit axial/parallelem Luftstrom – typischerweise hoher Volumenstrom bei geringer Druckerhöhung. Zentrifugalventilator (Radialventilator) mit radialem/querem Ausblas – typischerweise höhere Druckerhöhung bei geringerem Volumenstrom; geeignet bei höheren Druckverlusten im Kanalnetz.
2. Wesentliche Leistungsunterschiede
| Leistungsindex | Axialventilator | Zentrifugalventilator (Radialventilator) |
|---|---|---|
| Luftdurchsatzbereich | 50.000–300.000 m³/h (groß) | 5.000–200.000 m³/h |
| Gesamtdruck | 500–1.200 Pa (Niederdruck) | 1.000–5.000 Pa (mittel bis hoch) |
| Wirkungsgrad | 75%–85% | 65%–80% |
| Geräusch | Oft niedriger bei freiem Ausblas und einfachen Strömungswegen | Kann höher sein (Gehäuse-/Strömungsgeräusche), lässt sich aber gut schalltechnisch kapseln |
| Einbauraum | Kompakt, geringer Platzbedarf | Größer, Platz für Spiralgehäuse, Luftführung und Wartung erforderlich |
| Drehzahlbereich | 600–1.800 U/min | 1.200–3.600 U/min |
3. Auswahlrichtlinien
Systemwiderstand & Kanalnetz: Axialventilatoren eignen sich besonders für Anwendungen mit niedrigen Druckverlusten (z. B. kurze bis mittellange, geradlinige Strömungswege). Bei hohen Druckverlusten, vielen Bögen, Filtern, Klappen oder komplexer Luftführung sind Zentrifugal-/Radialventilatoren meist im Vorteil.
Platz & Installation: Axialventilatoren sind kompakt und lassen sich häufig direkt an Schächten, Öffnungen oder kurzen Kanälen montieren. Zentrifugal-/Radialventilatoren benötigen zusätzlichen Einbauraum für Gehäuse, Ausblasrichtung und Inspektionszugänge.
Energieeffizienz: Axialventilatoren sind sehr effizient bei großem Volumenstrom und niedriger Druckanforderung. Zentrifugal-/Radialventilatoren halten den Betrieb oft stabiler, wenn der Betriebspunkt durch wechselnde Widerstände oder Regelung (z. B. Klappen/VFD) stark variiert.
Wartung: Axialventilatoren sind konstruktiv einfacher; Schaufeln und Motor sind oft gut zugänglich. Zentrifugal-/Radialventilatoren erfordern je nach Bauform mehr Demontagearbeit (Gehäuse/Inspektionsdeckel) für Laufrad- und Gehäusekontrollen.
Geräusch- & Schwingungskontrolle: Unabhängig vom Typ sind Schalldämpfer, strömungsgünstige Einläufe und saubere Ausrichtung entscheidend. Zentrifugal-/Radialventilatoren werden häufig mit Schwingungsdämpfern und flexiblen Kompensatoren installiert, um Körperschall zu reduzieren; bei Bedarf zusätzlich mit akustischer Einhausung.
4. Typische Anwendungsszenarien
Axialventilator:
Hauptbewetterung an Schächten, lokale Bewetterung unter Tage
Tunnellüftung, Not- und Rauchableitung (projektabhängig)
Große Werkstatt- und Hallenlüftung, Luftwechsel mit hohem Volumenstrom
Zentrifugalventilator (Radialventilator):
Mehrstufige Kanalbelüftung, Gasabsaugung und Bereiche mit hohem Druckverlust (z. B. lange/verwinkelte Kanäle)
Staubabscheidung, Prozessabluft und Gasförderung in Chemie- und Aufbereitungsanlagen
Hochdruck-Staubabsaugung sowie Trocknungs-/Ofensysteme (Zement, Stahl, Metallurgie)
5. Fazit & Empfehlungen
Schnellauswahlprozess:
1) Erforderlichen Volumenstrom und Druckverluste (Systemwiderstand) bestimmen
2) Einbauraum, Luftführung und Wartungszugang prüfen
3) Wirkungsgrad, Regelbarkeit (z. B. VFD) und Lebenszykluskosten vergleichenNächste Schritte:
Nach der Vorwahl Kennlinienabgleich, ggf. CFD/Strömungscheck und Feldmessung zur Validierung. Zustandsüberwachung und Frequenzumrichter-Regelung können Effizienz und Verfügbarkeit zusätzlich verbessern.
Mit diesem Vergleich wählen Sie den geeigneten Ventilatortyp für Ihre Randbedingungen aus und balancieren Installationsanforderungen, Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit zu einem zuverlässigen Lüftungssystem.
Referenzen und weiterführende Quellen
U.S. DOE/NREL – Improving Fan System Performance: A Sourcebook for Industry (PDF) – Deckt direkt die Grundlagen aus dem Artikel ab: Axial- vs. Zentrifugalventilator, Kennlinien, Systemkurve/Anlagenwiderstand, Betriebspunkt, Auswahl und Effizienz.
IIT/NPTEL – Fans and Blowers (Lecture 39, Open Course) – Erklärt Funktionsprinzip und typische Einsatzbereiche von Zentrifugal-/Radial- und Axialventilatoren; passend zu “Arbeitsprinzipien” und “Anwendungsszenarien”.
TU Berlin (DepositOnce) – Dissertation: Kennliniencharakteristik von Diagonalventilatoren (Open Access) – Enthält die saubere technische Klassifikation (axial/diagonal/radial) und die typische Zuordnung “großer Volumenstrom = axial, hohe Druckerhöhung = radial”; passt exakt zu deinem Vergleichsteil.
EUR-Lex – Verordnung (EU) Nr. 327/2011 (amtliche HTML-Fassung) – Offizielle EU-Rechtsquelle zu Effizienzanforderungen für Ventilatoren; passt zu “Energieeffizienz/Regelung/Compliance”.
EU Official Journal – Verordnung (EU) Nr. 327/2011 (PDF) – Amtliche PDF-Version derselben Verordnung für stabile Zitierung.
Umweltbundesamt (UBA) – Datenblatt zur Ökodesign-Verordnung 327/2011 (PDF) – Deutsche Behördenzusammenfassung: Geltungsbereich, Begriffe, Anforderungen; ideal als kurze, deutschsprachige Referenz im Effizienz-Abschnitt.
Europäische Kommission – Industrial Fans (Energieeffiziente Produkte) – Offizielle EU-Seite mit Scope/Definitionen (u.a. axial/centrifugal/mixed flow) und Bezug zur Verordnung 327/2011; gut als “Definition/Einordnung” direkt im Artikel.
