Mitrotation im Wärmerad

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Die Mitrotation lässt sich unter Umständen – abhängig von der Ventilatoranordnung – aber durch eine Spülzone vermeiden. Diesem Umstand muss schon bei der Planung Rechnung getragen werden.
Funktionsbedingt wird Luft, während sie den Rotor durchströmt, von einem Luftstrom in den anderen „gedreht“. Dies bezeichnet man als Mitrotation; sie hat vielfache Auswirkungen:

  • Die Massenströme müssen korrigiert werden
  • Die Luftleistung mindestens eines Ventilators erhöht sich
  • Die Zuluftqualität wird durch die Abluft beeinträchtigt (siehe VDI 6022)
  • Die technischen Daten können sich ändern

Vereinfacht kann die Mitrotation wie folgt berechnet werden:

Mitrotation M = f.n.T / 30    [m3/s]   [01]
mit Rotortiefe T
Drehzahl n
und halber Rotorfläche f = d2.π / 8

Relative Mitrotation Mr = M/V = 10.n.T / 3.v  [%]  [02]
mit Geschwindigkeit v = V/f
und Volumenstrom V

Für übliche Randbedingungen ergibt sich eine Mitrotation von etwa 3 - 13 % des Nennluftstromes; eine Grösse, die es zu berücksichtigen gilt.

Die Mitrotation tritt beidseitig auf

Wichtig ist, dass die Mitrotation im Rotor zweimal auftritt:

  • einmal von der Abluft auf die Zuluft
  • einmal von der Aussenluft auf die Fortluft

So stimmt auf den ersten Blick die Volumenstrom-Bilanz: Die fehlende Aussenluft wird durch die entsprechende Abluft ersetzt. Gerade das muss aber vermieden oder aber durch höhere Luftleistungen wenigstens kompensiert werden.

Achtung: Die obige Berechnung ist zur Verdeutlichung idealisiert: Die Füllung des Rotors, das ist die durch Wickeln erzeugte Rotorstruktur aus Mikrokanälen, ist vernachlässigt!
(Die Rotorfüllung ist meist durch den Füllgrad FG = fF / f definiert, wobei fF die von der Füllung abgedeckte Fläche ist. Dadurch wird der freie Querschnitt reduziert; die Durchströmgeschwindigkeit wird um ca. 5 - 10 % erhöht, die Mitrotation wird reduziert!)

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Autor
Thomas Richter