Ventilator

Ein Ventilator (von lateinisch ventilare ‚Wind erzeugen‘, ‚Kühlung zufächeln‘) ist eine fremd angetriebene Strömungsmaschine, also eine Arbeitsmaschine, die ein gasförmiges Medium fördert. Dazu hat er ein durchströmtes Laufrad, das meist in einem Gehäuse rotiert.

Je nach dem speziellen Einsatzbereich kommen unterschiedliche, an den Anwendungsfall angepasste Ventilator-Grundtypen zum Einsatz. Die wichtigsten Bauformen sind:

• Axialventilatoren,
• Halbaxialventilatoren (auch Diagonalventilatoren genannt),
• Radialventilatoren,
• Querstromventilatoren
• Strahlventilatoren.

Sie unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Strömungsführung, der erreichbaren Druckerhöhung und des Volumenstroms sowie ihrer typischen Einsatzgebiete. Ventilatoren werden in ihrer Begrifflichkeit auf eine spezifische Arbeit von maximal 25 kJ/kg begrenzt. Bei einer mittleren Stagnationsdichte der Luft von 1,2 kg/m³ entspricht dies näherungsweise einer Druckerhöhung von 30 kPa. Bei einem atmosphärischen Eintrittsdruck ergibt sich daraus ein Druckverhältnis von etwa 1,3. Wird bestimmungsgemäß dieser Grenzwert der spezifische Arbeit überschritten, wird diese Strömungsmaschine nicht mehr als Ventilator sondern als Turbokompressor bezeichnet.

Bauformen

Radialventilator

Radialventilatoren werden insbesondere dort eingesetzt, wo eine signifikante Druckerhöhung erforderlich ist. Die Luft strömt axial, also parallel zur Antriebsachse, in das Laufrad ein. Durch dessen Rotation wird die Strömung nach außen beschleunigt und in der Regel um etwa 90 ° (mindestens jedoch um 70 °) zur Ventilatorachse umgelenkt, sodass die Luft radial aus dem Laufrad austritt. Je nach Geometrie der Laufschaufeln unterscheidet man

• Radialventilatoren mit rückwärtsgekrümmten,
• rückwärtsgeneigten,
• geraden radial angeordneten Schaufeln oder
• vorwärtsgekrümmten Schaufeln.

Rückwärtsgekrümmte Schaufeln ermöglichen in vielen Anwendungsfällen hohe Wirkungsgrade und eignen sich für vergleichsweise hohe Druckerhöhungen.

Gerade Schaufeln werden unter anderem für Sonderanwendungen eingesetzt, beispielsweise bei partikelbeladenen Strömungen, um Ablagerungen und Anhaftungen an den Schaufeln zu reduzieren, oder wenn besondere Anforderungen an die Drehrichtungsumkehr bestehen (Beispielsweise das Laufrad zur Kühlung eines Normmotors).

Vorwärtsgekrümmte Schaufeln ermöglichen kompakte Bauformen und können bei geeigneter Auslegung eine geringere Schallemission aufweisen. Dadurch lässt sich gegebenenfalls der Aufwand für zusätzliche schalltechnische Maßnahmen reduzieren, die ihrerseits mit zusätzlichen Druckverlusten verbunden sein können. Diese werden daher oft am Luftaustritt in RLT-Geräten verwendet.

Radialventilatoren sind sowohl einseitig als auch beidseitig ansaugend erhältlich. Darüber hinaus unterscheidet man Ausführungen mit und ohne Ventilatorgehäuse.

Gehäuse Radialventilator

Bei Ventilatoren mit schneckenförmigem Gehäuse wird die aus dem Laufrad austretende Strömung gesammelt und zum Auslass geführt. Die Geometrie des Gehäuses ist dabei so gestaltet, dass die tangentiale Geschwindigkeitskomponente der Strömung möglichst günstig für die Ausströmung genutzt wird. Der Luftaustritt erfolgt üblicherweise über einen Flansch oder einen Rohrstutzen. Um die Druckverluste im nachgeschalteten Kanalsystem möglichst gering zu halten, muss insbesondere der Übergang vom Ventilatorauslass zum weiterführenden Kanal strömungsgünstig gestaltet werden. Dies ist von Bedeutung, da die Luft am Austritt häufig eine hohe Geschwindigkeit aufweist und damit einen erheblichen Anteil ihrer Energie in Form kinetischer Energie mitführt. Durch eine geeignete Querschnittserweiterung, beispielsweise mittels eines Diffusors, kann ein Teil dieser kinetischen Energie in eine nutzbare Druckerhöhung umgewandelt werden.

Freilaufende Ventilatoren

Bei Radialventilatoren ohne schneckenförmiges Gehäuse (Freilaufende Ventilatoren) tritt die Luft unmittelbar radial aus dem Laufrad aus. Die aus dem Laufrad austretende kinetische Energie wird dabei in der Regel nicht gezielt durch ein Gehäuse oder einen Diffusor zurückgewonnen, sodass hier keine weitere Druckerhöhung erfolgen kann. Freilaufende Ventilatoren werden insbesondere dort eingesetzt, wo eine kompakte Bauweise in Geräten von Bedeutung ist. Typische Anwendungsbeispiele sind RLT-Geräte, Dachventilatoren, Absauganlagen und Haushaltgeräte.

Querstromventilator

Querstromventilatoren (selten als Tangentialventilatoren bezeichnet) sehen auf den ersten Blick aus wie breite oder auch längliche Radialventilatoren, das Funktionsprinzip ist jedoch grundlegend anders. Sie haben nach vorn, also in Laufrichtung weisende Schaufeln. Die Luft strömt axial entlang des langgestreckten Laufrads ein, durchquert das Laufrad im Inneren zweimal und wird dabei umgelenkt, bevor sie auf der gegenüberliegenden Seite wieder austritt. Die Luft tritt dann meist über einen schmalen Spalt in der Breite des Lüfterrads auf der gegenüber liegenden Seite aus. Diese Ventilatorbauform ist nicht zum Aufbau höherer Drücke konzipiert. Der Wirkungsgrad von Querstromventilatoren liegt üblicherweise unter dem von Axial- und Radialventilatoren. Die Verordnung (EU) 2024/1834 schließt in Artikel 2 Nummer 1 Querstromventilatoren in ihren Anforderungen an die Energieperformance ausdrücklich ein.

Querstromventilatoren können große Luftmengen gleichmäßig über eine breite Austrittsfläche abgeben und werden in Kompaktklimageräten, Türschleieranlagen, Turmventilatoren, Nachtspeicheröfen, Heizluftgebläsen und Tageslichtprojektoren verwendet. Da sie bei geringen Drehzahlen einen relativ hohen Luftdurchsatz haben, werden diese oft ohne zusätzliche akustische Maßnahmen eingesetzt.

Technische Parameter

Die Eigenschaften eines Ventilators werden durch verschiedene Kenngrößen beschrieben. Dazu zählen insbesondere:

• der Volumenstrom am Eintritt in den Ventilator (q_v)
• die Druckerhöhung (Δp)
• die elektrische Leistungsaufname (P_e)
• der Gesamtventilatorwirkungsgrad (η_e)
• die Drehzahl (n)
• der Schallleistungspegel.

Die Kenngrößen sind jedoch voneinander abhängig. Ihr Zusammenhang wird beispielhaft in der nachfolgenden Ventilatorkennlinie dargestellt.

Eine Besonderheit besteht bei einigen Händlern bei der Angabe der Leistungsparameter von Ventilatoren. Neben den geometrischen und elektrischen Parametern wird hier in der technischen Spezifikation ein Zahlenwert für den Volumenstrom, die Druckerhöhung, den Wirkungsgrad und die elektrische Leistungsaufnahme aufgelistet. Dabei ist zu beachten, dass es sich bei diesen Angaben häufig um Maximalwerte handelt, die nicht gleichzeitig erreicht werden können. (Volumenstrom bei 0 Pa sowie Druck bei Volumenstrom 0 m³/s.) (Der optimale Betriebspunkt (BEP) kann bei diesen Ventilatorangaben näherungsweise bei 50 % des angegebenen Volumenstroms und 50 % der angegebenen Druckerhöhung vermutet werden.)

Ökodesign-Anforderungen für Ventilatoren

Die Ökodesign-Anforderungen legen Mindestanforderungen an die Energieeffizienz sowie Vorgaben zur Produktinformation von Ventilatoren fest. Seit dem 24. Juli 2026 gelten die Anforderungen der (frei abrufbaren) Verordnung (EU) 2024/1834, ergänzt durch die Verordnung (EU) 2024/2481. (Sie ersetzen die bisherige Verordnung (EU) 327/2011.)

Im Wesentlichen wurden nachfolgende Neuerungen in den Verordnungen vorgenommen:

• Präzisierung der für einen Ventilator wesentlichen Bestandteile. (Laufrad, Motor, Gehäusekomponenten).
• Wer einen unvollständigen Ventilator in ein Produkt integriert und dadurch einen vollständigen Ventilator herstellt, übernimmt die Herstellerverantwortung. (Verpflichtung für ErP-Konformitätsnachweis, CE-Konformität, Produktdokumentation, Ersatzteilverfügbarkeit)
• Höhere Effizienzanforderungen und damit Anpassung an den aktuellen Stand der Technik.
• Erweiterung und Präzisierung der Ventilator-Grundtypen.
• Einführung von Korrekturfaktoren für Berührungsschutzeinrichtungen.
• Aufnahme von Strahlventilatoren der Einbaukategorie E gemäß EN ISO 13349.
• Verpflichtende Angabe von Leistungsdaten für Katalogventilatoren bei Volllast und definierten Teillastbetriebspunkten.
• Engere Anlehnung der Bezeichnungen und Symbole an die DIN EN ISO 5801, DIN  EN 17166 und weitere einschlägige Normen.
• Verpflichtende Verfügbarkeit von Ersatzteilen über zehn Jahre.
• Frei zugängliche Bereitstellung der Ventilator-Produktinformationen auf einer Website über 20 Jahre.

Im Geltungsbereich der Verordnung (EU) 2024/1834 sind alle Ventilatoren mit einer elektrischen Eingangsleistung von 125 W bis 500 kW am Bestpunkt (BEP - Betriebspunkt mit dem maximalen Wirkungsgrad), einem spezifischen Druckverhältnis von weniger als 1,1 und einer Austrittsgeschwindigkeit von weniger als 65 m/s, sofern deren Anwendungsbereich nicht ausdrücklich in Artikel 1 dieser Verordnung ausgeschlossen ist.

Wirkungsgrad von Ventilatoren

Der Gesamtventilatorwirkungsgrad (η_e) beschreibt das Verhältnis der erzeugten Luftleistung (P_u) zur aufgenommenen elektrischen Antriebsleistung (P_e in W). Die Luftleistung (P_u in W) ergibt sich aus dem Produkt von Volumenstrom (q_v in m³/s) und Druckerhöhung (Δp in Pa):

${\displaystyle {\eta _{\mathrm {e} }}={\frac {P_{\mathrm {u} }}{P_{\mathrm {e} }}}={\frac {q_{\mathrm {v} }\cdot \Delta p}{P_{\mathrm {e} }}}}$

Die Verordnung (EU) 2024/1834 sieht für die Bewertung der ErP Konformität zudem vor, den Ventilatoreffizienz (η) mithilfe zusätzlicher Korrekturfaktoren zu berechnen. Diese berücksichtigen den Teillastausgleich (C_c), Umwandlungsverluste des Gleichspannungsnetzteils (C_p) sowie den Druckverlust für nicht entfernbare Schutzvorrichtungen (C_guard).

${\displaystyle {\eta }={C_{\mathrm {p} }}\cdot {C_{\mathrm {c} }}\cdot {C_{\mathrm {guard} }}\cdot {\eta _{\mathrm {e} }}}$

Beispielhaft für einen Axialventilator (mit einem nicht abnehmbaren Schutzgitter) ist eine solche Korrekturberechnung und Konformitätsbewertung dargestellt. Zu beachten ist, dass der in der Verordnung (EU) 2024/1834 genannte Mindesteffizienzgrad (N) ist ein dimensionsloser Zahlenwert ist, der zur Berechnung der geforderten Mindestventilatoreffizienz (η_min) verwendet wird. Er ist selbst kein Wirkungsgrad und darf nicht mit der tatsächlich erreichten Ventilatoreffizienz (η) verwechselt werden. Die zur Erfüllung der Mindestanforderungen notwendige Ventilatoreffizienz (η_min) kann deutlich unter dem Zahlenwert von (N) liegen.

Einflussfaktoren auf den Ventilatorwirkungsgrad.

• Verwendung von Systemen, die dem aktuellen Stand der Technik entsprechen. (Erfüllung der ErP-Anforderungen)
• Abstimmung von Baugröße und Bauart des Ventilators an den tatsächlichen Bedarf (Betriebspunkt möglichst nahe am BEP)
• Störungsfreier Einbau (Ein- und Ausströmung idealerweise ohne abrupte Umlenkungen oder Querschnittsänderungen)
• Drehzahlregelung statt Drosselung zur Betriebspunkteinstellung.
• Vermeidung von Verschmutzungen, Beschädigungen und übermäßigen Lager- oder Übertragungsverlusten.

Kennlinienmessung an Ventilatoren

Die direkte Kennlinienmessung an Ventilatoren ist aufgrund der inhomogenen Zu- und Abströmverhältnisse und der dadurch stark störungsbehafteten Druckmessung direkt am Ventilator nur sehr eingeschränkt möglich. Sowohl die internationale DIN EN ISO 5801 als auch die amerikanische ANSI/AMCA 210 beschreiben Verfahren zur normgerechten Ermittlung der Ventilatorkennlinie auf Prüfständen, auf denen sich die verschiedenen Betriebspunkte einer Kennlinie unter definierten Prüfbedingungen einstellen lassen.

Für die praktische Anwendung ist zu beachten, dass Ventilatoren auf solchen Prüfständen unter weitgehend idealisierten Zu- und Abström- Bedingungen gemessen werden. Zudem werden die Kennlinien normativ auf eine Luftdichte von 1,2 kg/m³ umgerechnet. Die tatsächlichen Betriebsbedingungen im eingebauten Zustand können davon abweichen und somit zu einem anderen Betriebsverhalten führen.

Anwendung

Ventilatoren sind zentrale Komponenten und finden in nahezu allen industriellen Branchen vielfältige Anwendung.

• Kühlung von Rechenzentren
• Klimatisierung:
  • Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Raumluft wird über Luftzirkulation gesteuert.
  • Kühlung: Die Abwärme von einem Bauteil oder einer Baueinheit wird durch die vorbeiströmende Luft aufgenommen und abtransportiert.
  • Trocknen: Die Feuchtigkeit von Stoffen wird durch das Vorbeiströmen trockener Luft entfernt.
  • Be- und Entlüftung: Schlechte Luft oder eventuell belastete, giftige Gase sollen aus einem Raum entfernt, abgesaugt werden. In einigen Fällen muss Atemluft garantiert sein (zum Beispiel Bergbau-Tunnellüftung). Absaugungen finden auch in der Prozesslufttechnik Anwendung.
• Explosionsschutz: Das Wegblasen von brennbaren Gasen (zum Beispiel Propan, das schwerer als Luft ist) verhindert gefährliche Konzentrationen.
• Luftversorgung: Technische Feuerungen haben meist Gebläse, die die Verbrennungsluft zu den Brennern oder direkt in den Feuerraum fördern. Beispielsweise die Dampflokomotive von Marc Seguin war mit einem Tender ausgerüstet, dessen große Ventilatoren für eine Versorgung der Feuerbüchse mit der nötigen Frischluft mit Sauerstoff für die Verbrennung der Kohle sorgten.
• Transportwesen: Mit Luft kann man schwebefähige Stoffe wie Getreide oder Zement kostengünstig transportieren. Auch die Rohrpost funktioniert mit Luft.
• Musikinstrumentenbau: Mit Radialgebläsen werden Orgeln betrieben.

Bilder

• Typische Bauformen und Anwendungen
• 
  Deckenventilator (Komfortventilator) langsam drehend
• 
  Axialventilator mit Hybrid­antrieb (Druckluft/​Drehstrom)
• 
  Axiallüfter zur Belüftung von Geräten und Gehäusen
• 
  Verschiedene Miniatur-Axiallüfter (8…30 mm), Belüftung von Geräten und Gehäusen
• 
  2,5 Meter großes Laufrad eines Axial­ventilators zur Tunnel­entlüftung
• 
  Handventilator mit flexiblen Flügeln, versorgt durch zwei Mignon-Batterien
• 
  Ventilator mit USB-Anschluss an einem Laptop
• 
  Tischventilator
• 
  Radialventilator als Schiffs­kessel­gebläse
• 
  Porsche-911-Motor mit Axial­gebläse
• 
  Gebäude­lüftungs­ventilator
• 
  Schleudergebläse (Radialventilator) für eine Orgel
• 
  Scheibenläufermotor in einem Ventilator

Geschichte der Ventilator-Herstellung im 19. und 20. Jahrhundert in Deutschland

1851 gründete der Ingenieur Christian Schiele, ein Sohn des Johann Georg Schiele, der 1828 in der Mainzer Landstraße die erste Frankfurter Gasanstalt gebaut hatte, in der Neuen Mainzer Straße 12 in Frankfurt am Main die erste Ventilatorenfabrik Deutschlands.

Die Industrie für Kleinventilatoren in Deutschland konzentriert sich in Hohenlohe und bildet einen so genannten Cluster. Dieser Cluster entstand aus einer einzigen Firma (Ziehl-Abegg), ist aber inzwischen so ausgeprägt (unter anderen entstand 1963 der Hersteller ebm-papst, Mitbegründer war Heinz Ziehl), dass er in der ersten Themenausgabe „Cluster“ des Magazins der Unternehmensberatungsfirma McKinsey (McK Wissen) ausführlich als Musterbeispiel für das Cluster-Phänomen dargestellt wird.

Ein weiteres Ventilatorenzentrum entstand in Bad Hersfeld. Hier gründete Benno Schilde 1874 die spätere Benno Schilde GmbH. 1884 baute Benno Schilde den ersten aus Stahlblech geschweißten Radialventilator. Das gesamte Ventilatorenprogramm wird heute von der TLT-Turbo GmbH in Zweibrücken weitergeführt.

Bereits 1879 wurden in der Karl-August-Hütte in Euskirchen Radialventilatoren gebaut, anfangs noch aus Gusseisen. Später spezialisierte sich die Karl-August-Hütte auf Sonderwerkstoffe. Hitze- und verschleißfeste Werkstoffe und Ventilatoren aus Edelstahl kamen ins Programm. In jüngerer Zeit fertigt die BVA Kockelmann GmbH in Euskirchen diese Spezialprodukte und entwickelt sie weiter.

1923 wurde die Elektro-Motoren-Handelsgesellschaft von Karl W. Müller in Esslingen am Neckar gegründet. Daraus entstand die Elektror airsystems GmbH, die heute Industrieventilatoren und Seitenkanalverdichter herstellt. Die dazugehörigen Motoren werden im eigenen Werk hergestellt.

Trivia

In Südkorea ist der Ventilatortod ein weit verbreiteter Aberglaube, dem zufolge man aufgrund von Ventilatoren, die längere Zeit laufen, erstickt, vergiftet wird oder verklammt.

Literatur

• DIN EN ISO 5801:2018. Fans — Performance testing using standardized airways. International Organization for Standardization, Geneva. Amendment 1:2025.
• ANSI/AMCA Standard 210-16 / ASHRAE Standard 51-16. Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating. Air Movement and Control Association International / ASHRAE, 2016.
• ISO 13348:2025. Fans — Tolerances, methods of conversion and technical data presentation. International Organization for Standardization, Geneva.
• ISO 13349-1:2022. Fans — Vocabulary and definitions of categories — Part 1: Vocabulary. International Organization for Standardization, Geneva.
• ISO 13349-2:2022. Fans — Vocabulary and definitions of categories — Part 2: Categories. International Organization for Standardization, Geneva.
• EN 17166:2019. Fans — Procedures and methods to determine the energy efficiency for the electrical input power range of 125 W up to 500 kW.
• Richtlinie 2009/125/EG Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte. In: Amtsblatt der Europäischen Union. L, Band 285, S. 10–35.
• Verordnung (EU) 2024/1834 Ökodesign-Anforderungen für Ventilatoren. In: Amtsblatt der Europäischen Union.
• Verordnung (EU) 2025/2481 Ökodesign-Anforderungen für Ventilatoren. In: Amtsblatt der Europäischen Union.

Weblinks

Wiktionary: Ventilator – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Wiktionary: Lüfter – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: elektrische Lüfter und Ventilatoren – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

1. ↑ ISO 13349-1:2022. Fans — Vocabulary and definitions of categories. 
2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Amtsblatt der Europäischen Union: VERORDNUNG (EU) 2024/1834. 3. Juli 2024, abgerufen am 13. Oktober 2026 (deutsch). 
3. 1 2 3 Verordnung (EU) Nr. 206/2012 – Ökodesign. Abgerufen am 13. Oktober 2026. 
4. 1 2 3 ソ連の電力事情. In: Journal of the Society of Mechanical Engineers. Band 56, Nr. 414, 1953, ISSN 2424-2675, S. 598, doi:10.1299/jsmemag.56.414_598_5. 
5. 1 2 3 ISO 13348. Abgerufen am 13. Oktober 2025. 
6. 1 2 3 4 DIN EN ISO 5801:2018. Fans — Performance testing using standardized airways. 
7. ↑ ISO 13348:2025. Fans — Tolerances, methods of conversion and technical data presentation. 
8. ↑ DIN EN ISO 13349:2012-07 Ventilatoren - Terminologie und Klassifizierung (ISO 13349:2010). 
9. ↑ DIN EN ISO 5801:2018-04 Ventilatoren - Leistungsmessung auf genormten Prüfständen (ISO 5801:2017). 
10. ↑ DIN EN 17166:2024-09 (Entwurf) Ventilatoren - Verfahren und Methoden zur Ermittlung der Energieeffizienz. 
11. ↑ Radialventilatoren | über 1.700 Varianten | Industrie. Abgerufen am 4. August 2024. 
12. ↑ Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Lüftungsanlagen (Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie - M-LüAR). DIBT, 11. Dezember 2015, S. 3, abgerufen am 31. Dezember 2020. 
13. ↑ Nicolas Fritzsche: Taschenbuch für Lüftungsmonteure und -meister. 8., überarbeitete und erweiterte Auflage. VDE Verlag, 2020, ISBN 978-3-8007-5072-6, S. 135. 
14. ↑ Beware of Summer Hazards! Korea Consumer Protection Board (KCPB), 18. Juli 2006, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 8. Januar 2009; abgerufen am 1. September 2007.