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Der Volumenstrom (oft auch Durchflussmenge oder Durchflussrate genannt) ist eine physikalische Größe aus der Strömungsmechanik. Er gibt das Volumen eines Mediums (z.B. Luft) an, welches in einer bestimmten Zeitspanne durch einen festgelegten Querschnitt befördert wird.
Der Volumenstrom Q beschreibt also das bewegte Volumen V über die Zeit t: Q = V / t
Die Einheit, mit der der Volumenstrom dargestellt wird, variiert in Abhängigkeit der zugrunde liegenden Bezugsgröße, z.B. m³/s, m³/h, l/h, etc.
Welcher Ventilator bietet den optimalen Volumenstrom für Ihre Anwendung? Mit der Auswahl-Software FANselect von ZIEHL-ABEGG finden Sie es heraus.
Will man den Volumenstrom Q berechnen, gibt es dazu verschiedene Varianten der Volumenstrom Formel. Beispiele:
Der Volumenstrom quantifiziert die Bewegung von Medien (z.B. Luft) innerhalb einer technischen Anwendung und stellt damit einen Leistungsfaktor von lufttechnischen Anlagen, wie z.B. Ventilatoren, dar.
Dabei steht der Volumenstrom in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums sowie von der Querschnittsfläche des Strömungskanals. Eine höhere Strömungsgeschwindigkeit oder eine höhere Querschnittsfläche führen zu einem höheren Volumenstrom.
Die Kontinuitätsgleichung sagt aus, dass der Volumenstrom bei konstanter Dichte im unverzweigten System an jeder Stelle konstant ist.
Daraus ergibt sich die Formel Q = A1 x c1 = A2 x c2 = A3 x c3 …
Q = A x c = konstant
In der Praxis bedeutet das eine negative Korrelation zwischen der Querschnittsfläche A und der Luftgeschwindigkeit c: Vergrößert sich der Querschnitt eines unverzweigten Luftkanals, wird der Luftstrom langsamer. Verengt sich der Querschnitt, wird die Luft beschleunigt.
Dieser Zusammenhang ist bei der Auslegung eines Systems in Abhängigkeit der konkreten Einbausituation besonders wichtig. Eine optimale Luftführung, bzw. Dimensionierung der Luftkanäle kann einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz und die aerodynamische Geräuschentwicklung, entstehend durch Reibungseffekte zwischen der strömenden Luft und dem Luftkanal, bestimmter Anwendungen haben.
Ein optimaler Volumenstrom ist ein entscheidender Parameter für die Leistung und Effizienz zahlreicher technischer Anwendungen, wie zum Beispiel:
Der Volumenstrom gibt an, wie viel Luft oder andere gasförmige Medien ein Ventilator innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit befördern kann. Kann ein Ventilator einen besonders hohen Volumenstrom realisieren, kann er also mehr Luft pro Zeiteinheit bewegen und arbeitet somit besonders effektiv. Erreicht der Ventilator einen bestimmten Volumenstrom bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch, gilt er als besonders effizient.
Konstruktive Eigenschaften des Ventilators, wie z.B. Bauart, Anzahl und Design der Flügel, bzw. Schaufeln, Oberflächenbeschaffenheit, Neigungswinkel, etc. können den realisierbaren Volumenstrom und damit den Wirkungsgrad und die Effizienz des Ventilators maßgeblich beeinflussen. Eine optimale Abstimmung aller Systembestandteile auf den jeweiligen Anwendungsfall ist von entscheidender Bedeutung für die Energieeffizienz des Systems.
ZIEHL-ABEGG Ventilatoren stehen für optimale Performance bei maximaler Energieeffizienz
Bei der Auslegung lufttechnischer Anlagen muss der Volumenstrom in Zusammenhang mit dem Druck den spezifischen Anforderungen der Anwendung entsprechen. Je präziser die Abstimmung der Leistungsparameter in Abhängigkeit der gegebenen Einbaubedingungen (z.B. Länge und Querschnitt des Luftkanals, Einbaumaße, etc.) ist, umso besser kann die effizienteste Kombination aus Laufrad, Motorentechnologie und anderen Systembestandteilen ermittelt werden. Die Summe aller Druckverluste des Systems in Abhängigkeit des Volumenstroms werden in der Anlagenkennlinie grafisch dargestellt.
Anlagenkennlinie
(Beispielhafte Darstellung)
Kennlinie Radialventilator
(Beispielhafte Darstellung)
Kennlinie Axialventilator
(Beispielhafte Darstellung)
Je höher der Druckverlust (z.B. durch Hindernisse im Luftkanal, Reibung oder Formwiderstand) einer Anlage ist, um so mehr Energie braucht der Ventilator, um den Zweck der Anwendung angemessen zu erfüllen. Aus Sicht des Anwenders sollte also für einen effizienten Betrieb der Druckverlust möglichst gering sein.
Bauliche Maßnahmen, wie z.B. größere Wärmetauscher, kürzere Luftkanäle, größerer Querschnitt der Rohre, etc. können den Druckverlust reduzieren. Dadurch erhöhen sich zwar der Platzbedarf und zum Teil die Baukosten der Anlage, dafür kann diese aber mit einem zum Teil erheblich geringeren Energieaufwand am Ventilator betrieben werden bei gleichzeitig niedrigerem Geräuschpegel. Die effizientere Auslegung der Anlage senkt somit die Betriebskosten über die gesamte Betriebsdauer, was in der Praxis meist zu einer höheren Gesamtersparnis beim Anwender führt.
Fazit: Um den effizientesten Betrieb, optimale Akustik und über die Nutzungsdauer gerechnet die höchste Wirtschaftlichkeit einer Anlage zu erreichen, müssen zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden. Oft muss dabei der aus Anwendersicht beste Kompromiss zwischen den gegebenen Rahmenbedingungen und der Anlagenkonfiguration gefunden werden.
ZIEHL-ABEGG unterstützt Sie gerne bei der optimalen Auslegung Ihrer Anlage. Kontaktieren Sie uns!
