Das Kernprinzip eines Lüftungsventilators basiert auf der synergistischen Wirkung von Strömungsmechanik und mechanischer Dynamik. Die Drehung des Laufrads erzeugt eine Zentrifugalkraft oder einen Axialschub, wodurch der Gasdruck erhöht und der Gasstrom in eine bestimmte Richtung gelenkt wird.
Der Arbeitsprozess eines Lüftungsventilators kann in drei Phasen unterteilt werden:
Gaseinlassphase: Wenn sich das Laufrad mit hoher Geschwindigkeit dreht, entstehen Reibung und Druckunterschiede zwischen den Schaufeln und dem Gas, wodurch umgebendes Gas in den zentralen Bereich des Laufrads gesaugt wird. Axialventilatoren leiten das Gas axial durch den Neigungswinkel der Schaufeln, während Radialventilatoren das Gas durch die durch die Rotation erzeugte Zentrifugalkraft nach außen verteilen.
Energieübertragungsstufe: Die kinetische Energie des Laufrads wird über die Schaufeln auf das Gas übertragen, wodurch gleichzeitig dessen Druckenergie (statischer Druck) und Geschwindigkeitsenergie (dynamischer Druck) erhöht werden. Das Rotorblattdesign (z. B. Schaufelblatt und Krümmungsradius) wirkt sich direkt auf die Energieumwandlungseffizienz aus. Moderne Ventilatoren verwenden oft rückwärts-gekrümmte Flügel, um Geräusche zu reduzieren und die Energieeffizienz zu verbessern.
Gasauslassstufe: Nachdem das Gas unter Druck gesetzt wurde, wird es durch eine Spirale (Zentrifuge) oder einen Deflektor (Axialströmung) gleichgerichtet und in eine vorgegebene Richtung ausgestoßen. Der Grad der Übereinstimmung zwischen Auslassform und Flügelwinkel bestimmt das Gleichgewicht zwischen Luftstrom und Druck. Beispielsweise können Luftauslässe mit Lamellen die Richtung des Luftstroms anpassen, was für Szenarien geeignet ist, die eine gerichtete Belüftung erfordern.
