Fan çeşitleri: sınıflandırılması, amacı ve çalışma prensibi
Fan, herhangi bir yapay havalandırma sisteminin temelidir. Cihaz günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaktadır ve insan yaşamının birçok alanında vazgeçilmezdir.Havalandırma ekipmanı satın almayı planlarken tasarımının ve çalışmasının özelliklerini anlamanız gerekir.
İncelemeye sunulan makalede, fan çeşitleri, tasarım özellikleri, çalışma prensipleri ve her ünitenin amacı ayrıntılı olarak anlatılmaktadır. Size uygun modelin seçilmesinde öncelikli alanları anlatacağız. Burada çalışma koşullarına bağlı olarak bir cihazın nasıl seçileceğini öğreneceksiniz.
Makalenin içeriği:
Fanların temel parametrelere göre sınıflandırılması
Fanlar, hava ve gaz kütlelerini hareket ettirmek, beslemek veya boşaltmak için tasarlanmış mekanik cihazlardır. Havalandırma ünitesinin giriş ve çıkış kanalları arasındaki basınç farkından dolayı hava sirkülasyonu meydana gelir.
Fanlar her yerde kullanılır. Düzenleme yaparken vazgeçilmez cihazlar besleme ve egzoz havalandırma kompleksi binalarda, klimalarda ve ısıtma cihazlarında üfleme çalışma elemanları.
Havalandırma ünitelerinin genel sınıflandırması farklı parametrelere dayanmaktadır.
Ana derecelendirme kriterleri arasında şunlar yer almaktadır:
- cihazın tasarımı ve çalışma prensibi;
- fanın amacı ve çalışma koşulları;
- Kurulum yöntemi;
- cihazı elektrik motoruna bağlama yöntemleri;
- teknik özellikler: IP koruma derecesi, oluşturulan basınç, güç tüketimi, dönüş hızı, verimlilik ve akustik basınç seviyesi.
Tasarım türüne bağlı olarak fanların beş modifikasyonu vardır: eksenel, merkezkaç, çapraz, çapsal ve kanatsız.
Çalışma koşullarına bağlı olarak aşağıdaki gaz üfleme makineleri türleri ayrılmıştır:
- genel kullanım aletleri;
- özel amaçlar için fanlar.
Birinci grup, sıcaklığı +50°C'yi aşmayan hava ve aktif olmayan gaz akışlarıyla çalışmak üzere tasarlanmış üniteleri içerir. İkinci grup özel ekipmanları içerir: ısıya dayanıklı, patlamaya dayanıklı, toz geçirmez, korozyona dayanıklı ve duman giderme.
Kurulum yöntemine göre ayırt edilirler:
- standart – kurulum bir destek üzerinde gerçekleştirilir;
- çatı - bir binanın çatısına kurulum;
- kanal – havalandırma kanalının içine yerleştirilir;
- çok bölgeli - çeşitli hava kanallarına bağlantı için tasarlanmış modeller.
Havalandırma ünitesini tahrik etmek için elektrik motorları kullanılır.
Motoru pervaneye bağlamanın birkaç olası yolu vardır:
- doğrudan bağlantı;
- V kayışı iletimi;
- kademesiz aksama.
Uygun fan tipi belirlendikten sonra en uygun teknik özelliklere sahip model seçilir.
Farklı cihaz türlerinin çalışma prensibi
Fan seçiminde ana kriter tasarımı ve çalışma prensibidir. Tasarım özellikleri ve teknik nüanslar, cihazın verimliliğini, gürültü seviyesini, çalışma verimliliğini ve belirli koşullarda kullanım olasılığını belirler.
Aksiyel ünite – klasik fan
Eksenel (eksenel) fan evlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. özel evlerin havalandırma sistemleribanyo davlumbazlarında, karmaşık egzoz davlumbazlarında, çeşitli ekipman ve elektronikler için soğutma elemanı olarak, ayrıca havacılık alanındaki rüzgar tünellerinde ve turboventilasyon motorlarında.
Modellerin tasarımı, uygulama kolaylığı ve küçük boyutları ile karakterizedir. Ana elemanlar: silindirik gövde, kanatlı tekerlek ve tahrik.Silindirin iç çapı pervanenin engellenmeden dönmesini sağlamalıdır. Bıçaklar ile mahfaza arasındaki boşluk, dönen bıçağın uzunluğunun %1,5'i ile sınırlıdır.
Çalışma prensibi: Dönen kanatlar havayı yakalar ve pervanenin ekseni boyunca iter. Hava akışlarının radyal yönde neredeyse hiç hareketi yoktur. Ekipmanın performansı bıçakların döndürülmesiyle düzenlenir.
Eksenel modellerin ayırt edici özellikleri:
- kurulum için geniş bir alana ihtiyaç duymaz;
- ekonomik enerji tüketimi;
- düşük gürültü seviyesi;
- işletme ve onarım kolaylığı;
- düşük maliyetli.
Aksiyal fanların işletimi ve kullanımının avantajları, günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmasına yol açmıştır. Elektrikli cihazların soğutulması için kasa modelleri ve ızgaralı taşınabilir eksenel üniteler yaygın olarak kullanılmaktadır.
Santrifüj modeli - dayanıklılık ve yüksek güç
Santrifüj (radyal) fanlar oldukça verimlidir; üniteler yüksek basınç üretme ve zorlu koşullarda çalışma kapasitesine sahiptir. Ekipman tasarımı aşağıdaki unsurları içerir.
Çerçeve. Difüzör kasası perçinlenmiş veya kaynaklı sacdan yapılmıştır. İçi boş gövde, salyangozun spiral şekline sahiptir; tasarım, emme ve boşaltma borularını içerir. Sağlamlık sağlamak için kasa, nervürlü veya enine şeritlerle güçlendirilmiştir.
Çalışma tekerleği. Kanat rotoru iki disk, kanat ve bir göbekten oluşur.
Tekerleğin tasarımı fanın kullanım koşullarını belirler:
- disksiz – akışların katı bileşenlerle taşınması;
- tek disk - düşük katı fraksiyon içeriğine sahip hava ortamının hareketi;
- çift disk – temiz hava kütlelerinin farklı basınç aralıklarında dolaşımı;
- üç disk – iki yönlü emiş sağlar.
Tekerlek, göbekler kullanılarak mile bağlanır. Bıçaklar disklere ve göbeklere sabitlenmiştir.
Omuz bıçakları. Ünitenin bir bütün olarak performans özellikleri ve verimliliği büyük ölçüde kanatların şekline bağlıdır:
- aerodinamik kanat - cihazın gürültüsüzlüğünü, iyi performansını ve yüksek sıcaklıklara karşı direncini sağlar;
- geriye doğru kavisli – fanın içinde toz birikmesini önler, yüksek baskıya sahip ortamlarda kullanıma uygundur;
- öne doğru kavisli – “ön” kanatlı fanlar, büyük miktarda hava ve yüksek basınçla çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve erozyona karşı dayanıklıdır;
- radyal - ortalama verimliliğe sahip kompakt boyutlu kurulumlarda, rotor kılavuzları erozyona karşı koruyucu bir bileşik ile işlenir.
“Arka” kanatlı tekerleklerde statik ve toplam basınç arasındaki fark fazla olmadığından verimlilik seviyeleri yüksektir. Çalışma verimliliği %80'e ulaşır.
Santrifüj kurulumlarda hava eksenel yönde girer ve radyal yönde dışarı atılır. Hava kütleleri silindirik bir gövdede merkezkaç kuvvetlerinin etkisi altında hareket eder.
Tüm süreç birkaç aşamaya ayrılabilir:
- Tekerlek döndüğünde, kanatlar arasındaki hava rotorun kenarına doğru hücum eder.
- Sonuç olarak tekerleğin merkezinde bir alçak basınç bölgesi oluşur. Bu, hava kütlelerinin dışarıdan emilmesine yol açar.
- Odanın merkezinde, hava akışları eksenelden radyal yönde yön değiştirerek kanatların arasındaki bölmelere girer.
- Hızlı dönüş nedeniyle hava kütleleri mahfazanın iç duvarına doğru akar.
- Kinetik enerji kısmen sıkıştırma enerjisine dönüştürülür ve hava hızı azalır - "salyangoz" içinde hacimsel bir hava akışı toplanır ve aşırı basınç oluşur.
- Gaz halindeki kütle çıkış borusuna doğru koşar, boru hattına girer ve ardından çalışma alanına girer.
Santrifüj üniteler, sürekli güçlü havalandırmanın gerekli olduğu büyük binaların, garajların, alışveriş merkezlerinin ve binaların besleme ve egzoz sistemlerinde kullanılır.
Diyagonal – eksenel ve radyal fanların birleşimi
Çapraz model iki tip fanın sentezidir: eksenel ve santrifüj. Cihazın pervanesi özel bir şekle sahiptir - pervanenin yapısı radyal fandaki tamburun yapısına benzemektedir. Pervane kanatları dönme eksenine paralel olarak yerleştirilmiştir.
Kombinasyon fanları silindirik bir gövdeye sahiptir ve görünüş olarak eksenel modellere daha çok benzemektedir.Ancak pervanenin tasarım özelliklerinden dolayı çalışma prensipleri farklıdır. Hava önce eksen boyunca hareket eder, ardından yönünü 45° değiştirir.
Karışık tip fanın temel avantajı gürültü özellikleri, performans ve cihazın boyutları arasında bir uzlaşma sağlamaktır.
Çoğu zaman, santrifüj-eksenel üniteler şu şekilde kullanılır: kanal fanları Uzun hava kanallarına sahip küçük ve orta ölçekli havalandırma sistemlerinde. Besleme tipi basınçlı sistemlerde egzoz ünitesi ve giriş olarak kullanılırlar.
Teğetsel kurulum - eşit hava akışı
Teğetsel (çapsal) bir fan, bir difüzör ve nozül ile donatılmış uzun bir mahfazadan ve eğimli kanatlı tambur tipi bir pervaneden oluşur. Hava, silindirin dönme eksenine iki kez dik olarak hareket eder.
Çapsal cihazların ayırt edici özellikleri:
- yüksek aerodinamik performans;
- düzgün bir akış sağlama yeteneği;
- hava akışının yönünü seçerek fanı döndürme yeteneği;
- sessiz çalışma;
- yüksek verimlilik oranı -% 60-70'e kadar.
Uygulama kapsamı: hava perdeleri, fancoil ünitelerinin oluşturulması ve split sistemlerde kullanılması.
Kanatsız fan - yenilikçi teknoloji
Ev tipi kanatsız fanlar son zamanlarda iç havalandırma sistemleri pazarında ortaya çıktı.Çalışma prensipleri yukarıda tartışılan modifikasyonlardan kökten farklıdır.
Cihaz bileşenleri:
- hava kütlelerini içeri çekmek ve dışarı atmak için tasarlanmış yuvarlak veya oval bir çerçeve;
- çerçeveyi sabitlemek için taban;
- fanın tabanına monte edilmiş mini türbin;
- motor.
Yenilikçi fan aşağıdaki prensibe göre çalışır:
- Motoru çalıştırdıktan sonra türbin devreye girer.
- Türbin döndükçe taban muhafazasındaki deliklerden havayı çeker.
- Türbülansın etkisi altında hava 15 kat hızlanarak çerçevenin çevresi boyunca yer alan çıkış yarıklarından dışarı çıkar.
Hava akımları halkanın yüzeyi etrafında bükülür ve istenen yöne doğru akar.
Geleneksel modellerle karşılaştırıldığında bıçaksız fanlar bir takım avantajları var:
- hava akışı yoğunluğunun düzgün ayarlanması;
- rahatlık ve mutlak kullanım güvenliği;
- halkanın konumunu ayarlayarak havanın yönünü değiştirmek;
- operasyonel verimlilik - enerji tüketimi eksenel modellere göre %20 daha azdır.
Cihazın ana dezavantajları: yüksek maliyet ve yüksek gürültü seviyesi.
Çalışma koşullarına bağımlılık
Vantilatör seçerken kullanım koşullarını dikkate almak önemlidir. Agresif ortamlarda kullanılmak üzere son derece özel kurulumlar geliştirilmiştir.
Normal kullanıma yönelik üniteler
Genel amaçlı fanlar karbon çeliğinden yapılmıştır.
Zorunlu çalışma koşullarına tabi olarak cihazların kurulumuna izin verilir:
- radyal üniteler için havadaki toz içeriği - en fazla 0,01 g/küb.m, eksenel cihazlar için - 0,01 g/küb.m'ye kadar;
- çalışma ortamı sıcaklığı – +50°С'ye kadar;
- havada kimyasal olarak agresif, patlayıcı bileşenlerin, liflerin ve yapışkan parçacıkların bulunmaması.
Gaz-buhar-hava ortamı, hızlandırılmış korozyon işlemlerine neden olmamalıdır; izin verilen metal tahribat oranı yılda 0,1 mm'dir. Çalışma sıcaklığı sınır değerin üzerine çıkarsa, genellikle hareketli hava kütlelerinin akışında bulunan motorun çalışması bozulur.
Sistemlerde genel amaçlı modeller kullanılmaktadır hava ısıtma kamu, konut ve endüstriyel binaların yanı sıra diğer sıhhi ve teknik amaçlarla havalandırılması.
Özel amaçlı havalandırma üniteleri
Özel amaçlı fanlar genellikle beş gruba ayrılır:
- tozlu;
- ısıya dayanıklı;
- patlamaya dayanıklı;
- korozyona dayanıklı;
- duman çıkarıcılar.
Toz üniteleri hava kütlelerini toz ve kir parçacıklarından temizlemek için kullanılır: ahşap ve metal talaşı, kaynak cürufu, tahıl atığı. Nozullardan geçen hava akışı yönünü eksenelden radyal olarak değiştirir. Merkezkaç kuvveti nedeniyle hava akışının hızı da değişir.
Tahıl bileşimlerini taşıyan araçlara düşük güçlü radyal toz fanları monte edilir. Büyük üretim atölyelerinde yüksek basınçlı cihazlar kullanılmaktadır.
Isıya dayanıklı üniteler sıcaklığı +80°C'yi aşan havayı hareket ettirmek için tasarlanmıştır.
Zorlu çalışma koşulları nedeniyle fanların belirli özelliklere sahip olması gerekir:
- elektrik motorunun ısı yalıtımı ve hava akışının dışına çıkarılması;
- yüksek düzeyde motor koruması – IP44 ve üzeri;
- ısıya dayanıklı malzemelerden (ısıya dayanıklı poliamid, alüminyum alaşımı, paslanmaz veya karbon çeliği) yapı elemanlarının üretimi;
- geniş çalışma sıcaklığı aralığı.
Mobilyalarda ısıya dayanıklı fanlar kullanılmaktadır banyo havalandırma sistemleri ve saunalar, yüksek sıcaklıktaki egzoz havasının şömine veya sobadan uzaklaştırılması, yanma ürünlerinin üretim alanlarından uzaklaştırılması.
Patlamaya dayanıklı havalandırma ekipmanı, patlayıcı gaz karışımlarını uzaklaştırmak için tasarlanmıştır. Bu kategori, en ufak bir parçacığın tutuşması durumunda kalan gaz hacminin tamamının tutuştuğu bileşimleri içerir.
Elektrikli ekipmanlara yönelik patlama güvenliği gereklilikleri ATEX EC direktifleri tarafından düzenlenmektedir. Alanın patlama tehlikesi derecesine bağlı olarak havalandırma üniteleri şu şekilde korunabilir:
- iletken parçaların kabuklarının kuvars veya yağla doldurulması;
- bir bileşik – polimer malzeme ile sızdırmazlık;
- patlamaya dayanıklı kaplamalar.
Giriş manifoldlarını, pervaneleri ve mahfazaları üretmek için kullanılan malzemeler paslanmaz çelik, alüminyum alaşımları ve farklı malzeme gruplarıdır: paslanmaz çelik-pirinç, bronz, elektriksel olarak iletken plastik.
Korozyona dayanıklı fanlar, düşük toz içeriğine sahip, lifli ve yapışkan bileşenler içermeyen agresif, patlayıcı olmayan hava-gaz karışımlarının taşınması için tasarlanmıştır.
Cihazın parçalarının imalatı için malzemeler: titanyum alaşımları, polipropilen, vinil plastik. İsteğe bağlı olarak, çalışma elemanlarına korozyon önleyici bir kaplama (korozyona dayanıklı 08Х13 çelik sınıfı veya titanyum alaşımı) püskürtülür.
“Pas önleyici” fanların uygulama kapsamı:
- demir metalurjisi;
- mineral gübre üretimi için teknolojik hatlar;
- karbon üretimi;
- kaynar bileşime sahip kazanlara hava temini;
- su buharının fenol, alkali ve hidrojen sülfür safsızlıkları ile dolaşımının organizasyonu;
- kok fabrikası hatları.
Duman tahliye fanları, bir binanın havalandırma sistemine yerleştirilmiş ve dumanı odadan dışarı üflemek için çalışan güçlü yanmaz ünitelerdir. Üniteler yüksek teknik gereksinimlere tabidir.
Uygulama kapsamı: çeşitli amaçlara yönelik binalar için duman havalandırma sistemleri. “Duman aspiratörleri” odanın çatısına bir montaj flanşı kullanılarak monte edilir ve duman egzoz kanallarına bağlanır.
Fanın tasarımına bağlı olarak yatay veya dikey yönde iki veya dört yönlü duman emisyonu gerçekleştirilebilmektedir. Üniteleri evin genel havalandırma modunda çalıştırmak mümkündür.
Kurulum yöntemine göre fan çeşitleri
Yukarıda belirtildiği gibi kurulum yöntemine göre havalandırma cihazları 4 gruba ayrılır: standart, çatı, kanal ve çok bölgeli.
Geleneksel fanlar genellikle bir destek çerçevesi veya tutucuyla birlikte gelir. Kurulumları herhangi bir zorluğa neden olmaz.
Çatı üniteleri bir binanın çatısına monte edilir ve binanın havalandırma sisteminde son bağlantı görevi görür. Bu tür fanlar olumsuz dış etkenlere (yağmur, kar, rüzgar) maruz kaldıklarından özellikle dayanıklı malzemelerden yapılmıştır. Hemen hemen tüm modeller, mahfazanın tıkanmasını önlemek için koruyucu bir koni ile donatılmıştır.
Bir çatı fanı seçerken, donatılan odanın özelliklerini dikkate alın. Örneğin anaokulu, hastane veya okul için gürültü seviyesi düşük bir model seçilir. Bir üretim atölyesi için öncelik ekipmanın gücü olacaktır.
Kanal havalandırma üniteleri havalandırma kanalları içerisine yerleştirilerek, hava kanalı sistemi üzerinden havanın egzoz ve beslemesini sağlar. Kanal fanlarının tasarımı genellikle çapraz veya radyal tiptedir, daha az sıklıkla ekseneldir.
Cihaz seçimi hava kanalının şekline göre yapılır. Üniteler yuvarlak, kare ve dikdörtgen şaftlar için üretilmektedir.
Çok bölgeli havalandırma üniteleri, farklı bölgelerden çıkan birden fazla emme hava kanalının bağlanmasına olanak tanıyan bir muhafaza ile donatılmıştır. Bu tür fanlar, farklı odalara davlumbaz takılmasının gerekli olduğu odalarda vazgeçilmezdir, ancak yalnızca bir egzoz hava kanalı vardır.
Ek bir avantaj, kullanım kolaylığıdır. Birkaç fana değil, bir fana bakım yapılması gerekir.
Ev havalandırma modellerinin çeşitleri
Ev tipi fanlar kurulum yerlerine göre ayrıca sınıflandırılır.
Pencere. Cihaz bir pencereye veya pencerenin yanındaki duvara monte edilir, hava kanalı yoktur. Bu tür ekipmanlar çoğunlukla kamu kurumlarında kullanılmaktadır: kafeler, kuaförler vb. Kurulu PVC pencerelere bağımsız kurulum sorunludur.
Mutfak. Pişirme sırasında ortaya çıkan dumanı ve çeşitli kokuları giderir. Fan doğrudan egzoz davlumbazına monte edilir. Tasarıma göre düz, kubbeli ve gömme davlumbazlar bulunmaktadır. Mutfak vantilatörleri ısıya dayanıklı olmalı ve dış kısmında koruyucu file bulunmalıdır.
Banyo ekipmanları. Egzoz verimliliğini artırmak için tuvalet ve banyonun havalandırılması tavan duvar ve tavan vantilatörleri kullanılmaktadır. Kompakt üniteler ekonomiktir ve kurulumu kolaydır.
Seçilen fan tipi ne olursa olsun, cihazın işaretlemesine, yani IP koruma derecesine özellikle dikkat edilmelidir. IP standardı, agresif olmayan bir ortamda ekipmanın güvenliğini karakterize eder.
Muhafazanın içine giren neme karşı koruma seviyesi, işaretin ikinci basamağı ile gösterilir.
Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar
Video #1. Kanatsız fanın çalışma prensibi ve rekabet avantajları:
2. video. Santrifüj fan VTsUN'un tasarımı:
Video #3. Yuvarlak kanal fan tasarımı:
Fanların model tasarımı ve teknik ve operasyonel özellikleri, hem evsel hem de endüstriyel kullanım için en uygun ekipmanı seçmemize olanak sağlar. Havalandırma ünitelerinin tasarımları müşterilerin ihtiyaçlarına göre sürekli olarak geliştirilmektedir.
Makaleyi okurken herhangi bir sorunuz oldu mu? Ekipman seçiminde faydalı nüanslar hakkında bizi bilgilendirmek ister misiniz? Lütfen aşağıdaki bloğa yorumlarınızı yazın.
Kanatsız bir fanla ilgileniyorum. Bir çocuk buna elini sürmez. Ben de benzer bir birime birkaç kez dokundum.Doğru, bıçakları yumuşak ve hemen duruyor ama yine de rahatsız edici bir his veriyor. Bladeless'ta bu gibi şeyler prensipte ortadan kaldırılır. Gürültü, akvaryumda çalışan bir kompresörden daha yüksek değildir. Ve üreticiler fiyat üzerinde çalışacaklar, böyle bir fan toplu olarak satılabilir.
Tek bir havalandırma cihazım var: mutfakta, davlumbazla birlikte. Tamamen sıradan, birkaç kuruşa mal oluyor ve hala çalışıyor.
Şimdi tuvalete vantilatör takmayı düşünüyorum ama sundukları çok pahalı, 15-20 bin tutuyor. Bu yüzden davlumbazın içine basit bir eksenel fan takarsanız kokuları gidermeye yardımcı olur mu diye düşünüyorum.
Merhaba Vadim. Büyük olasılıkla, tuvalet egzoz fanını öğrendiğiniz mağazadaki danışmanlar, satışlarını artırmak için sizi kullanmaya karar verdiler.
Sizin durumunuzda, 1,7×1,5×2,5m banyo için tipik boyutları dikkate alan standart hesaplamaları uygulayabilirsiniz. Döviz kuru yaklaşık sekizdir, bu nedenle en az 50 metreküp göstergeli bir başlık gereklidir. m/saat. Aksiyal fanları seçerseniz minimum 80 metreküp güce sahip olurlar. m/h ve santrifüj fanlar 40-100 metreküp. m/saat. Bu, tuvalet davlumbazı için uygun bir fan seçmenin zor olmayacağı anlamına gelir.
Aşağıdaki modeller size uyacaktır:
— ERA eksenel egzoz fanı Slim 5, d 125;
— Fan ERA 4S-02, eksenel egzoz d 100.
Listelenen modellerin fiyatı 1 bin ruble civarında. Bu, standart planlı bir banyo dairesindeki davlumbaz ekipmanı için tamamen makul bir maliyettir. Egzoz fanı bağlantısı En basit şemaya göre üretilmiştir, her şeyi kendiniz yapabilirsiniz.