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Bei Gewächshaus- und Stallventilatoren muss die Flügeldrehzahl erhalten bleiben, denn Durchmesser und Anstellwinkel des Flügelrads sind auf eine bestimmte Drehzahl ausgelegt: Steigt die Drehzahl, wird der Elektromotor schnell überlastet; sinkt sie, wird der Luftwechsel, den Tiere oder Pflanzen brauchen, nicht erreicht. Beim Motortausch werden deshalb neben der Leistung auch Polzahl, Übersetzungsverhältnis und Drehrichtung wie beim alten Motor beibehalten. Dieser Beitrag erklärt, warum und wie die Flügeldrehzahl erhalten bleibt, wenn ein durchgebrannter Ventilatormotor ersetzt wird.
Zwei Antriebsarten bei Gewächshaus- und Stallventilatoren
Wie der Elektromotor ausgewählt wird, hängt davon ab, wie der Ventilator das Flügelrad antreibt. In der Praxis sind zwei Anordnungen verbreitet:
- Kastenventilatoren mit Riemenantrieb: Das großflächige Flügelrad wird über Riemenscheibe und Riemen angetrieben. Der Elektromotor ist meist auf oder neben dem Ventilatorgehäuse an einer kleinen Konsole befestigt. Die Flügeldrehzahl liegt deutlich unter der Motordrehzahl und wird durch das Übersetzungsverhältnis bestimmt.
- Direkt gekuppelte Axialventilatoren: Das Flügelrad sitzt direkt auf der Motorwelle. Die Flügeldrehzahl entspricht der Nenndrehzahl des Elektromotors; dieser ist meist mit Flansch oder Füßen an einem Träger in der Mitte des Ventilatorrings befestigt.
Bei beiden Anordnungen arbeitet der Elektromotor im Luftstrom des Ventilators. In Ställen enthält diese Luft Staub, Federn, Feuchtigkeit und Ammoniak; in Gewächshäusern herrschen hohe Luftfeuchte und zeitweise Dämpfe von Pflanzenschutzmitteln. Nach der Drehzahl sind die Umgebungsbedingungen daher das zweitwichtigste Thema.
Was passiert bei geänderter Drehzahl? Die Ventilatorgesetze in der Praxis
Bei gleichem Ventilator und gleicher Anlage ändert sich der Volumenstrom etwa proportional zur Drehzahl, der Druck mit dem Quadrat der Drehzahl und die Wellenleistung etwa mit der dritten Potenz der Drehzahl. In der Praxis bedeutet das:
| Änderung | Volumenstrom | Last am Elektromotor | Folge in der Praxis |
|---|---|---|---|
| Drehzahl steigt um etwa 10 % | Steigt um etwa 10 % | Steigt um etwa ein Drittel | Elektromotor überhitzt, Thermoschutz löst aus; mehr Geräusch |
| Drehzahl sinkt um etwa 10 % | Sinkt um etwa 10 % | Sinkt deutlich | Unzureichende Lüftung in der Sommerhitze, Hitzestress |
| 2-polig statt 4-polig (direkt gekuppelt) | Würde sich etwa verdoppeln | Steigt um ein Vielfaches | Elektromotor brennt durch; Flügelrad kann die zulässige Drehzahl überschreiten |
| 6-polig statt 4-polig (direkt gekuppelt) | Sinkt um etwa ein Drittel | Fällt unter die Hälfte | Ventilator scheint zu laufen, aber der Luftwechsel reicht nicht |
Die Verhältnisse in der Tabelle sind Näherungswerte aus den Ventilatorgesetzen; die tatsächlichen Werte hängen von Ventilator und Gebäude ab. Die Richtung ist jedoch immer dieselbe: Schon eine kleine Drehzahlerhöhung belastet den Elektromotor überproportional. Anzahl und Stufen der Ventilatoren im Stall sind nach Tierbesatz und Bedarf am heißesten Tag berechnet; schon ein einzelner langsamer laufender Ventilator kann das Gleichgewicht der stufenweisen Lüftung stören.
Wie bleibt die Drehzahl bei Ventilatoren mit Riemenantrieb erhalten?
Bei einem Kastenventilator mit Riemenantrieb ergibt sich die Flügeldrehzahl aus der Nenndrehzahl des Elektromotors und dem Verhältnis der Riemenscheibendurchmesser. Beim Austausch ist zu beachten:
- Polzahl beibehalten: Ist der alte Elektromotor 4-polig, muss auch der neue 4-polig sein. Einen Motor mit anderer Polzahl einzubauen und dies über die Riemenscheibe auszugleichen ist möglich, doch muss rechnerisch bestätigt werden, dass das neue Verhältnis die vom Ventilatorhersteller vorgesehene Drehzahl ergibt.
- Auf die Nenndrehzahl achten: Die Drehzahl auf dem Leistungsschild ist nicht die synchrone, sondern die Drehzahl unter Last. Beim 4-poligen 1,1-kW-Modell stehen zum Beispiel 1445 U/min, beim 0,75-kW-Modell 1420 U/min auf dem Schild. Dieser kleine Unterschied kann die Flügeldrehzahl um einige Prozent verändern; auch deshalb wird ein Austausch mit gleicher Leistung bevorzugt.
- Riemenscheibe auf die neue Welle übernehmen: Nabenbohrung und Passfedernut der Motorriemenscheibe müssen zur Welle des neuen Elektromotors passen. Die Wellenmaße ändern sich mit der Baugröße; die Werte stehen im technischen und Produktkatalog 2026.
- Riemen richtig spannen: Ein zu stark gespannter Riemen belastet das vordere Lager des Elektromotors, ein lockerer Riemen rutscht durch und senkt die Flügeldrehzahl. Riemenschlupf ist ein häufiger Grund dafür, dass die Lüftung trotz neuem Motor unzureichend bleibt.
Anforderungen an den Elektromotor bei direkt gekuppelten Ventilatoren
Sitzt das Flügelrad direkt auf der Welle, trägt der Elektromotor nicht nur das Drehmoment, sondern auch Gewicht und Schubkraft des Flügelrads. Deshalb gilt:
- Wellendurchmesser und -länge des neuen Elektromotors müssen zur Flügelradnabe passen; die Nabe muss an ihrer alten Position auf der Welle montiert werden. Ändert sich die Lage des Flügelrads zum Ring, vergrößert sich der Spitzenspalt, und der Volumenstrom sinkt.
- Ob der Ventilator horizontal oder geneigt arbeitet, bestimmt die Einbaulage des Elektromotors. Die Bauformen werden je nach Baugröße angeboten; das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt.
- Die Drehrichtung des Flügelrads muss mit dem Pfeil auf dem Ventilatorgehäuse übereinstimmen. Beim Drehstrommotor wird die Richtung durch Tauschen zweier Außenleiter umgekehrt. Ein falsch drehendes Flügelrad fördert deutlich weniger Luft, was oft unbemerkt bleibt, weil der Motor zu laufen scheint.
- Ein Flügelrad mit gebrochenen oder verstaubten Flügeln ist unwuchtig. Reinigen Sie das Flügelrad vor dem Einbau des neuen Elektromotors und ersetzen Sie es bei Beschädigung; andernfalls überträgt sich die Vibration auf die Lager des neuen Motors.
