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Druckverlust / Kennlinie / Kenngrößen / IP Schutzarten

3. Druckverlust - Leitungssystem
Lüftungsanlagen bestehen häufig aus mehreren Komponenten wie: Ventilator, Umlenkungen, Gittern, Wärmetauschern, Filtern u.a.m. All diese Bauelemente verursachen Druckverluste, die für die Auswahl des passenden Ventilators von entscheidender Bedeutung sind. Der Druckverlust (statische Druckdifferenz) der gesamten Anlage errechnet sich durch die Addition aller Einzelwiderstände. Der Druckverlust hängt u.a. von der Strömungsgeschwindigkeit, der Oberflächenbeschaffenheit und der geometrischen Form der durchströmten Komponente ab. Zur Reduzierung des Druckver- lustes sollte vor allem ein ausreichender Rohrquerschnitt gewählt werden, da der Druckverlust im Quadrat mit der Strömungsgeschwindigkeit wächst. Ausführliche Tabellen mit Druckverlusten von Bauteilen finden Sie im Katalog auf Seite 14 sowie den in Diagrammen auf den Produktseiten. Man unterscheidet drei Druckziffern:

  1. Totaldruck
    Summe aus Statischem und Dynamischem Druck
  2. Statischer Druck
    Der vom Ventilator zu überwindende Druckwiderstand des Leitungssystems = Druckverlust der Anlage (Rohrreibung, Formteile, Aggregate)
  3. Dynamischer Druck
    Kinetische Energie (Strömungsgeschwindigkeit, d.h. kann i.d.R. nicht genutzt werden)
Für die Auswahl eines Ventilators ist daher meist der Statische Druck ausschlaggebend.

4. Kennlinie
Die Betriebscharakteristik eines Ventilators wird in Form einer Kennlinie dargestellt. In den Kennlinien ist der Volumenstrom in Abhängigkeit vom statischen Druck oder vom Totaldruck angegeben. Der Betriebspunkt ist der Punkt, in dem die Anlagenkennlinie die Ventilatorkennlinie schneidet. Der Volumenstrom, der sich in der Anlage einstellt, kann auf der waagrechten Achse abgelesen werden.
Anlagenkennlinie: Der Druckverlust einer Anlage (Rohrreibung, Formteile, Aggregate) verhält sich proportional dem Quadrat des Volumenstromes = Anlagenparabel.

Bei Axial- und Radialventilatoren mit vorwärtsgekrümmter Schaufel gibt es ein Abrissgebiet bzw. einen unzulässigen Bereich auf der Kennlinie, d.h. der Betriebspunkt der Ventilatoren darf nicht in diesem Bereich liegen, da sonst mit einer reduzierten Luftmenge, starker Geräuschentwicklung oder Motorüberlastung zu rechnen ist. In Select sind diese Bereiche berücksichtigt und werden automatisch bei der Berechnung ausgeschlossen.

5. Kenngrößen von Ventilatoren
Ventilatoren lassen sich durch folgende grundlegende Kenngrößen charakterisieren:

Volumenstrom [m3/h, m3/s]
Statische Druckerhöhung [Pa]
Drehzahl [min-1]
Wellenleistung [W, kW]
elektr. aufgenommene Leistung [W, kW]
Schallleistungs-/-druckpegel [dB(a)]

Die Leistungsdaten einer geometrisch ähnlichen Ventilatorbaureihe lassen sich in Abhängigkeit von Drehzahl, Durchmesser und Luftdichte umrechnen:

  1. Der Volumenstrom steigt proportional (linear) zur Drehzahlerhöhung
  2. Der Druck steigert sich im Quadrat zur Drehzahlerhöhung.
  3. Die erforderliche Leistung steigert sich in der 3. Potenz zur Drehzahlerhöhung.
  4. Bei konstantem Volumenstrom steigt der Druck proportional zur Dichte (bzw. Temperatur).
  5. Bei konstantem Volumenstrom steigt die erforderliche Leistung proportional zur Dichte (Temp.).

6. IP Schutzarten nach DIN 40050

Jedes elektrische Betriebsmittel besitzt eine IP Klassifikation, welche die Schutzart festlegt. Die Klassifikation setzt sich aus zwei Stellen zusammen, z.B. IP 54. Die erste Stelle legt den Schutzgrad gegen das Eindringen von Fremdkörpern, die zweite für das Eindringen von Wasser fest.

Schutzart Kurzbegriff Definition
IP X0 Abgedeckte Ausführung Kein besonderer Schutz
IP X1 Tropfwassergeschützte Ausführung Schutz gegen senkrecht fallendes Tropfwasser
IP X3 Regengeschützte Ausführung Schutz gegen Sprühwasser bis zu 60° von der Senkrechten
IP X4 Spritzwassergeschützte Ausführung Schutz gegen Spritzwasser aus allen Richtungen
IP X5 Strahlwassergeschützte Ausführung Schutz gegen Strahlwasser aus einer Düse und aus allen Richtungen
IP X7 Wasserdichte (abgedichtete) Ausführung  

Seit 1.7.2003 ist die neue europäische harmonisierte Explosionsschutzrichtlinie 94/9/EG (ATEX) gültig. Ex-Ventilatoren zum Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen bzw. zur Förderung von explosionsgefährdeten Gas-, Dampf und Luftgemischen entsprechen der Richtlinie 94/9/EG und besitzen eine EG-Baumusterprüfbescheinigung. Dazu erhalten die Ventilatoren die Kennzeichnung nach nachfolgender Tabelle. Die Ventilatoren werden nach dem VDMA-Einheitsblatt 24169 T.1 "bauliche Explosionsschutzmaßnahmen an Ventilatoren" gebaut. Auf dem Motortypenschild sind alle verbindlichen Angaben zu entnehmen. So auch die tE-Zeit für den Motorschutzschalter nach VDE 0165 bzw. DIN EN 50014 und DIN EN 60079-10. Bei Anschluss sind einschlägige Vorschriften zu beachten. Sonderausführung, abnormale Spannungen, Zündschutzart "d", "Druckfeste Kapselung" sind auf Anfrage möglich.

Kennzeichnung nach Richtlinie 94/9/EG (ATEX)
Ex II 2G EEx e / de II // IIB T3
  Gerätegruppe Gerätekategorie Explosionsschutz
nach EN
Zündschutzart
"e = erhöhte Sicherheit"
"de = druckfeste Kapselung mit erhöhter Sicherheit"
Explosionsgruppe/-untergruppe Temperaturklasse