BÖLÜM-4

HAVALANDIRMA

FANLARI HAZIRLAYANLAR

Hüseyin BULGURCU, Volkan ŞAHİN

4.1 GİRİŞ

Fanlar hava ve benzeri gazları

basınçlandırarak belirli bir akış

yolu içinde hareket etmesini (bir

yerden başka bir yere naklini)

sağlayan türbo makinelerdir.

İyi bir fan; istenilen performansı

yerine getirirken az enerji tüketen

(yüksek verimli), mümkün

olduğunca az gürültülü ve

mümkünse az maliyetli olan fandır.

Fan ve fan sistemlerinde enerjinin

verimli kullanılması seçim, imalat

ve işletme süreçlerinin optimum

olması ile sağlanabilir.

Çünkü fanlar ömürleri boyunca ilk

yatırım maliyetlerinin yüzlerce katı

enerji tüketmektedirler.

Bunun anlamı; bir işletme için en

iyi fanın en ucuz fan olmadığıdır.

Bu nokta çok önemli olup fan satın

alırken ve fanın çalıştırılacağı

sistem projelendirilip yapılırken

buna çok dikkat edilmelidir.

Burada yapılması gereken şey

ömür boyu maliyeti optimum olan

fan seçilmelidir.

(İlk Yatırım Maliyeti + Ömür Boyu

İşletme Maliyeti = Minimum) olan

fan seçilmesidir.

4.2 FAN ÇEŞİTLERİ

Fanlar değişik biçimde sınıflandırılmaktadır. Burada

aşağıdaki gibi bir sınıflandırma kullanılmıştır.

Aksiyal fanlar,

Radyal (santrifüj) fanlar,

Karışık akışlı (aksiyal-radyal) fanlar,

Çatı türü fanlar,

Karşıt akımlı fanlar(blower),

Vorteks ya da rejeneratif fanlar,

Diğerleri

4.2.1 Aksiyal (Eksenel) Fanlar

Havanın fan çarkı ile aynı eksende yön değiştirmeden,

hareket ettiği fanlardır.

Yüksek hava debileri (10.000 – 150.000 m³/h) ve düşük

basınç sınıfına (0 – 500 Pa) sahip sistemler için uygun

fanlardır.

Kullanım yerine göre değişik gövde yapılarına sahiptirler.

KANAL TİPİ ÇATI TİPİ DUVAR TİPİ Şekil-4.1 Kullanım yerine göre aksiyal fan tipleri

Şekil-4.2 Ayarlanabilir kanatlı aksiyal fan Şekil-4.3 Aksiyal fanda açı değişimlerinin fan verimine etkisi

Aerodinamik (Aerofoil) Kesitli Aksiyal Fan

Aerodinamik kesitli kanadın üst yüzeyi alt yüzeyine göre daha

eğimlidir.

Hava, üst yüzeyde alt yüzeye göre daha hızlı hareket eder.

Hızlanan havanın basıncı azalacağı için kanadın üst yüzeyine doğru

bir hava akışı olur (Şekil-4.4).

Kanatlara doğru hareketlenen hava, kanat açısına bağlı

olarak itilerek basınçlandırılır ve böylece sürekli bir hava

hareketi sağlanmış olur.

Şekil-4.5 Aerodinamik (aerofoil) kesitli aksiyal fan

Aksiyal kanal tipi fanlarda, gövde içerisine yerleştirilmiş

yönlendirici kanatlar kullanılarak türbülans azaltılabilir.

Böylece havanın dönme yüzünden kaybedeceği enerji,

basınca dönüştürülerek, verimlilik arttırılmış olur.

Şekil-4.6 Sabit yönlendirme kanatlarının etkisi

Aksiyal fanlar aşağıdaki avantajlara sahiptir. Burada kılavuz

kanatlı aksiyal türü fanlar karşılaştırmada temel alınmıştır.

İki kanal arasına doğrudan bağlandığı için az yer kaplar.

Radyal fanlara göre daha hafiftirler.

Bağlantı maliyeti daha düşüktür.

Kanat açısı değiştirilerek farklı sistem ihtiyaçlarına cevap

verebilir.

Aynı kanat ucu hızlarında daha düşük gürültü düzeyine sahiptir.

Aksiyal tip fanlarda basınç farkı oluşturularak meydana gelen

havanın hareketi eksenel yöndedir. Aşağıdaki şekilde çeşitli

aksiyal tip fanlar gösterilmiştir. Aksiyal tip fanlar pervane kanatlı

tip, silindir kanat tip ve kılavuzlu silindir tip olmak üzere üç kısma

ayrılır (Şekil-4.7).

Pervane Kanat Tipi Aksiyal Fan

Hava akışı pervanenin monte edildiği şafta paralel veya eksenel

olduğu bir hava hareket cihazıdır. Bu fanlar serbeste yakın hava

akımında iyi bir verimlidir ve öncelikle düşük statik basınç, yüksek

hava debili uygulamalarda kullanılır. Statik basınç arttırıldıkça, motor

gücü artar ve hava debisi azaltır.

Şekil-4.7 Aksiyal (eksenel) fan tipleri

Şekil-4.8 Çeşitli aksiyal (eksenel) fanlar

Silindir Kanal Tipi Aksiyal Fan

Hava akışının, çarkın monte edildiği mile paralel veya eksenel olduğu bir hava

hareket cihazıdır. Çark, bir silindir boru veya kanal içinde yer alır. Bu tasarım,

pervane fanlara göre daha yüksek statik basınçta çalışmasını sağlar. Genellikle

boya kabini ve diğer kanallı egzoz sistemlerinde kullanılır. Statik basınç

arttırıldıkça, beygir gücü artar ve debi azaltır.

4.2.2 Radyal (Santrifüj) Fanlar

Havanın fan çarkını, emiş ağzına göre 90° açı yaparak kanatlara teğet olarak terk ettiği fanlardır (Şekil-4.9 ve 4.10).

Şekil-4.9 Santrifüj fan tipleri

Şekil-4.10 Radyal (santrifüj) fan çarkı Şekil-4.11 Radyal (santrifüj) fan gövdesi

Radyal fanların avantajları aşağıdaki gibidir:

Geniş bir uygulama aralığı

Yüksek sıcaklık, korozif ve aşındırıcı ortam uygulamaları

Direkt tahrikli aksiyal fanlara göre, motora daha kolay ulaşım

Özellikle değişken akış direncine sahip yerlerde, daha verimli ve

daha sessiz çalışma olanakları

Yüksek bir yapısal kararlılık

Çok yüksek basınç ve debiler

Şekil-4.12 Radyal (santrifüj) fan tipleri

İleriye Doğru Eğimli Kanat

24 ile 64 adet öne eğik dar kanatlardan oluşur,

Aynı kapasite için, geriye eğik kanatlı fanlara kıyasla, daha küçük fan çarkına sahip olduğundan, hafif ve düşük maliyetli bir konstrüksiyonu vardır. Bu nedenle, kanal tipi fanlar, fan coil fanları vb az yer gerektiren uygulamalarda tercih edilir.

Hava hızı çark hızından daha büyüktür. Bu durum dinamik basıncın yüksek, verimin düşük olmasına neden olur.

Salyangoz tip fan gövdesi, dinamik basıncın statik basınca dönüştürülmesini sağlar. Öne eğik kanatlarda salyangoz gövde kullanmak zorunludur.

Basıncın minimum, debinin maksimum olduğu bölgede, motor gücü sürekli artar ve bu durum motora zarar verebilir. Öne eğik kanatlı fanlar, bu bölgede çalıştırılmamalıdır.

Geriye Doğru Eğimli Kanat

Santrifüj fanların en

verimlisidir,

Verimliliğin en yüksek

olduğu nokta: Maksimum

debinin %50-%60’ı

arasında,

Maksimum verimde,

maksimum güç,

maksimuma yakın statik

basınç

Fan verimliliği yüksek

olduğundan, büyük kapasite

ihtiyaçlarını karşılamak

açısından en uygun fandır.

Fava kanadı, çark hızına

göre daha düşük bir hızda

terk eder. Bu durum, statik

basıncın yüksek olmasını

sağlar.

Daha yüksek fan hızlarına

çıkılarak, daha fazla debi ve

basınç elde edilebilir.

Şekil-4.13 Geri eğik radyal fanda hız üçgenleri

Radyal (Düz) Kanat

Büyük ölçüde, kendi kendini temizleme, malzeme taşıma ve parçacık ve yağ yüklü havanın uygun halde nakli için düz kanatları vardır.

6-10 adet kanatlı, kanat dayanımı yüksek fanlardır,

Verimliliğin en düşük olduğu gruptur,

Geriye eğik kanatlılardan daha yüksek basınçlara çıkmak mümkündür,

Basınç eğrisinde, basıncın maksimuma eriştiği noktanın solunda fan çalıştırılmamalıdır!

Hava içerisinde, talaş, kumaş parçacıkları, çapak vb malzemelerin olması durumunda kullanılır,

Karşı basıncın düşük, debinin yüksek olduğu noktalarda motor gücü sürekli olarak artar. Bu durum motora zarar verir.

Düz Hat Kare Yuvalı Santrifüj Fan (Plug Fan)

Hava debisi bir santrifüj körük gibi geliştirilmiştir ancak

hava çarkı terk ettikten sonra bir kare yuva içinde yer alır

ve dönerek eksenel bir yönde tahliye edilir.

Genellikle geriye eğik kanatlı, tek girişli santrifüj çarklar

kullanılır.

Kare santrifüj fan santrifüj fan ve yuvarlak kanallı fan

kompakt fiziksel yapı olarak benzer performans

özelliklerine sahiptir.

Dikey veya yatay olabilir, böylece kanal dönüşler ve

geçişler için ihtiyacı en aza indirerek daha basit

kurulumla monte edilebilir.

Şekil-4.14 Prizmatik yuvalı radyal fan (plug fan)

Şekil-4.15 Doğrudan tahrikli plug fan

4.2.3 Karışık Akışlı (Radyal-Aksiyal) Fanlar

Havanın kanatlar üzerinden, emiş ağzına göre yaklaşık

45° açı yaparak hareket ettiği fanlardır. Kanallı, hücreli

veya çatı tipi olarak kullanılabilirler.

Radyal fanlara göre daha yüksek hava debisi verir.

Aksiyal fanlara göre daha yüksek basınç kaybını

karşılayabilir,

Fanın eğrisi üzerinde kararsız bölge yoktur,

Karşı basıncın düşük olduğu bölgelerde motor aşırı akım

çekmez.

Verimi aksiyal ve radyal fanlara göre daha düşüktür.

Şekil-4.16 Karışık akışlı fan uygulamaları

Havanın kanatlar üzerinden, emiş ağzına göre yaklaşık

45° açı yaparak hareket ettiği fanlardır. Kanallı, hücreli

veya çatı tipi olarak kullanılabilirler.

Radyal fanlara göre daha yüksek hava debisi verir.

Aksiyal fanlara göre daha yüksek basınç kaybını

karşılayabilir,

Fanın eğrisi üzerinde kararsız bölge yoktur,

Karşı basıncın düşük olduğu bölgelerde motor aşırı akım

çekmez.

Verimi aksiyal ve radyal fanlara göre daha düşüktür.

Şekil-4.16 Karışık akışlı fan uygulamaları

4.4 FANLARIN KULLANIMI YERLERİNE GÖRE

SINIFLANDIRILMASI

Kanal Tipi Fanlar

Çatı Tipi Fanlar

Duvar Tipi Fanlar

Evsel (Domestik) Fanlar

Endüstriyel Fanlar

Patlamaya Karşı Korumalı Fanlar

Tünel Jet Fanları

Korozyona Dayanıklı Fanlar

Duman Tahliye Fanları

Şekil-4.16 Kanal tipi Şekil-4.17 Çatı tipi fan Şekil-4.18 Duvar tipi fan

Şekil-4.19 Kanal tipi fan bağlantıları

Şekil-4.20 Çatı tipi fan örnekleri

Şekil-4.21 Duvar tipi fan örnekleri

Şekil-4.22 Endüstriyel tip kademeli fan

Şekil-4.23 Patlamaya karşı korumalı fan

Eex d IIB T3 ATEX

Standardına

göre fanın

‘patlamaya

karşı korumalı’

olduğunu

gösterir.

Koruma

Sınıfı

Patlayıcı Gaz

grubu

Sıcaklık

sınıfı

Şekil-4.24 Tünel tipi fanlar

Şekil-4.25 Paslanmaz fan örnekleri

Şekil-4.26 Duman tahliye fanı

4.5 PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİ

4.5.1 Süreklilik Eşitliği

Debi (q) = Hız (v) x Kesit (A)

4.5.2 Bernoulli Eşitliği

p1/g + u12/2g + z1 = p2/g + u2

2 /2g + z2

4.5.3 Fan Basınç Artımı

Şekil-4.27 Geriye eğimli bir fanda giriş-çıkış hız

üçgenleri

4.5.4 İdeal Fan Gücü, Fan, Kayış ve

Motor Verimleri

q (m3/s) debi ve ∆Pt (Pa) basıncındaki bir fan

için ideal güç aşağıdaki eşitlikten bulunabilir:

[W]

∆Pt: Fanda oluşan basınç artımı (Pa, veya N/m2)

q: Fan tarafından basılan hava debisi (m3/s)

Şekil-4.28 Fan debisine ve basıncına bağlı

olarak güç tüketimi

Fan verimi fan tarafından transfer edilen hava debisi ile fan mili gücü

oranına bağlıdır. Hava yoğunluğundan bağımsız olarak aşağıdaki gibi

açıklanır:

Burada;

∆Pt: Fanda oluşan basınç artımı (Pa, veya N/m2)

q: Fan tarafından basılan hava debisi (m3/s)

Ne: Fan mil (efektif) gücü (W)

Fan mil gücü aşağıdaki şekilde açıklanır:

[W]

Fan motor gücü aşağıdaki bağıntı ile açıklanabilir:

[W]

Burada;

k: Kayış verimi

m: Motor verimi

4.5.5 Fanlarda Gürültü Seviyesi

Fan dönüşü nedeniyle ortaya çıkan gürültü enerjisi fanın çapına ve dönme hızına (d/d) bağlı olup, kanat ucundaki doğrusal hızın beşinci kuvvetiyle orantılıdır.

Fan gürültüsünü etkileyen diğer parametreler konstrüksiyon nitelikleri, sürtünme, akış yollarının uyarlama biçimidir.

Ayrıca, seçilen yatak türü ve yağlama yönteminin de fan gürültüsü üzerinde önemli bir etkisi vardır.

Genellikle düşük dönme hızlarında büyük çaplı bir fan düşük frekans ve nispeten düşük gürültü yaratır.

Çapı düşürerek ve hızı artırarak aynı hacimsel debiye ulaşılabilir. Bu durumda ortaya çıkan frekans ve gürültü düzeyi yüksek olsa da, bu yüksek frekanslı gürültü ses emen iç kaplama malzemeleri yoluyla başarılı biçimde azaltılabilir.

Genelde fanların ses gücü düzeyi (SWL) fan türü, büyüklüğü ve hızlarla bağımlı olarak değişir.

Gürültü

Ses azalımı, hava yoluyla iletilen veya fanlardan kaynaklanan gürültünün düşürülmesi için gerekli olabilir. Bu durumlarda, ses kaynağını örtmek için çoğu zaman yuvarlak veya dikdörtgen susturucular kullanılır. Kapalı mahallerde sesi en düşük düzeye indirmek için tam ya da kısmi ekipmanlar uygulanır.

Titreşim

Fanlar ve diğer dönen makineler sadece ses değil fakat aynı zamanda, hafifletilmesi gereken titreşimler de üretirler. Aksi halde bu titreşimler malzemenin yorulması nedeniyle yapısal yıpranmalara neden olabilir. Aşırı düzeyde aşınma ve yıpranma üretilen gürültüyü artırır. Üretici firma tarafından seçilen titreşim alıcılar, bu tür titreşimleri düzeltmeye yarar. Bunlar söz konusu olan ağırlıklar ve frekanslara uyacak biçimde seçilmektedir. Ses azaltıcılarda olduğu gibi uyum sorunları yaşamamak için fan ve titreşim azaltımının birlikte satın alınması önerilir.

Küçük fanlar için lastik izolatörler kullanılırken, büyük fanlarda tamamen kapalı metal titreşim izolatörleri uygulanır (Şekil-4.29 ve 4.30). Özel uygulamalar için, açık, yaylı titreşim elemanları da önermekteyiz. Ayrıca titreşim önleyici altlıklar da kullanılabilmektedir.

Şekil-4.29 Lastik titreşim kesiciler Şekil-4.30 Yaylı titreşim kesici

4.5.6 Fanların Zemine Bağlanması

Şekil-4.31 Tek şaseli fanın zemin bağlantısı

4.6 FAN PERFORMANS DEĞERLERİNDE

DÜZELTMELER

4.6.1 Yükseltiye Bağlı Hava Yoğunluğu

Rakım [m] Atmosfer sıcaklığı

[°C]

Atmosfer basıncı

[Pa]

Hava yoğunluğu

[kg/m3]

0

300

600

900

1200

1500

1800

2100

2400

2700

3000

3300

3600

3900

4200

4500

6000

7500

15

13

11

9,1

7,1

5,6

3,1

1,1

0,8

-2,8

-4,7

-6,7

-8,8

-10,8

-12,7

-14,7

-24,6

-34,5

101325

97740

94218

90797

87512

84295

81213

78820

75252

72407

69698

67023

64449

61943

59504

57167

46567

37592

1,205

1,169

1,135

1,101

1,069

1,037

1,006

0,975

0,946

0,918

0,889

0,861

0,834

0,807

0,782

0,757

0,640

0,539

4.6.2 Sıcaklık Düzeltmesi

Örnek:

Deniz düzeyi ve 150° C sıcaklıktaki hava yoğunluğu;

Patm =101325 Pa, R=287, T=150 +273 ρ=101325/(287x423)=0,834

kg/m3 olup, bu durumda düzeltme kat sayısı;

4.6.3 Fan Kanunları

Kanun: Benzer fanların debi oranları, devir oranlarına

eşittir.

Kanun: Benzer fanların basınç oranları, devir

oranlarının karesine eşittir.

Kanun: Benzer fanların güç oranları, devir oranlarının

küpü ile doğru orantılıdır.

Kanun: Gürültü düzeyindeki değişme aşağıdaki

bağıntıya göre değişmektedir.

4.7 SİSTEM KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ

Şekil-4.32 Radyal fanların kanat tipine göre karakteristik eğrileri

Şekil-4.33 Tipik bir geriye eğimli aerodinamik

kanatlı fan performans eğrisi

Şekil-4.34 Örnek bir alüminyum kanatlı aksiyal

fanlardaki karakteristik eğri (beş ayrı model)

4.8 FAN SEÇİMİNDE KULLANILAN

PARAMETRELER

Şekil-4.35 İçinde akış olan bir kanaldaki statik, dinamik ve toplam basınç

4.8.4 Fan Seçimi

Sistemin tamamen tasarlanmış olması, tüm

elemanlarının ve boyutlarının belirlenmiş olması

gereklidir.

Hava miktarı (debisi) değerleri tespit edilmelidir.

Kanal, menfez, panjur, damper, hava yıkayıcısı, filtre,

ısıtıcı ve soğutucu serpantin gibi kısımlardaki basınç

kayıpları toplanarak statik basınç tayin edilmelidir.

Bulunan bu karakteristiklere göre fan seçimi firma

katalogundan yapılır.

4.9 FANLARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ

Fan seçiminde kullanılacağı tesisin özellikleri, çalışma şartları göz

önüne alınmalıdır (uygun debi, basınç, malzeme seçimi ve işletme

şekli).

Mümkün olduğunca direk tahrikli fanlar kullanılmalıdır. (Ancak

düşük devirli elektrik motorlarının pahalı olduğu veya kayış kasnak

sistemi ile çalışacak bir fanda seçim esnekliğinin çok daha fazla

olduğuna dikkat edilmelidir).

Elektrik motorları yüksek verimli tipte (EFF1 tipi) seçilmelidir.

Çalışma rejimi uygunsa değişken debili sistemlerde frekans

dönüştürücüleri kullanılmalıdır.

Yüksek sıcaklıklarda fan girişinde değişken kanatlı damperler

kullanılmalıdır.

Şekil-4.36 Frekans sürücü (VSD), motor ve kayış-

kasnak tahrikli bir fan sistemi

Toplam verim:

Ni: Debi (m3/s) ve basınç (Pa) ilişkisi ile hesaplanan fan

güç çıktısıdır. Basınç statik basınç veya toplam basınç

olabilir ki, ikisi arasında ciddi fark vardır. Genelde toplam

basınç kullanılır.

Nm: Motorun (W) veya eğer hız sürücü dâhil ise VSD’nin

elektrik güç girişidir.

Şekil-4.37 Geriye eğik kanatlı aerodinamik kanatlı

bir fanın verimi

4.9.2 Özgül Fan Gücü (SFP) Hesabı

Fan verimi, farklı fan tipleri ve fan kayıplarının çeşitliğinden dolayı, çoğu zaman yanlış anlaşılmaktadır.

Fan sisteminin enerji verimliliğini tanımlamanın diğer bir alternatif yolu onun özgül fan gücüdür. Hesaplaması “pik” veya “en iyi çalışma noktası” şartlarında olmadığı için oldukça farklıdır. Fan üreticileri belli bir çalışma noktası tanımlanmadan özgül fan gücünü veremezler.

SFP debi ve çekilen elektrik gücünün bir fonksiyonudur.

Nm: Fan sisteminin veya komple hava taşıma sisteminin elektriksel güç girişi (W)

q: debi (m3/s)

4.9.3 Özgül Fan Gücünün Önemi

Birçok Avrupa ülkesinde SFP’nin maksimum değerleri ile ilgili kısıtlamalar gerek tavsiye gerekse şartname yoluyla kullanılmaya başlamıştır. Bu, verimli bir hava taşıma sistemine geçiş için atılmış ilk önemli adımdır.

Avrupa topluluğu EN13779 standardında SFP tanımı yapılarak, değerleri bir tabloda toplanmıştır.

SFP sayesinde bina havalandırma sisteminin ne ölçüde verimli olduğu ölçülebilmektedir. Bütün bina için SFP değeri : “Binanın tasarım koşullarında hava dağıtım sistemindeki bütün kullanılan fanların tükettiği toplam elektrik enerjisinin, bütün hava debilerine oranıdır”.

SFP: Özgül fan gücü W/m3s-1

Nsf: Tasarım şartlarında üfleme havası fanlarının toplam gücü (W)

Nef: Tasarım şartlarında egzoz havası fanlarının toplam gücü (W)

qmax: Tasarım şartlarında çoğunlukla toplam egzoz havası debisi (m3/s)

Sınıflandırma Özgül fan gücü, SFP

[W/m3/s]

SFP 1

SFP 2

SFP 3

SFP 4

SFP 5

SFP 6

SFP 7

<500

500-750

750-1250

1250-2000

2000-3000

3000-4500

>4500

TABLO-4.5 Özgül fan gücü sınıflandırması

4.11.2 Yumuşak Yol Verici (Soft Starter) Kullanımı

Yumuşak yol verici, üç fazlı akımı asenkron motorlarının optimize şekilde başlatılabildiği ve durdurulabildiği bir elektronik motor kumanda cihazıdır.

Yumuşak yol verici ile motorun kalkışı ayarlanabilir şekilde ve nispeten daha az akımla gerçekleşmektedir. Bu, kalkış işlemi sırasında elektronik yumuşak yol verici ile motor gerilimi kumandası nedeniyle, alınan kalkış akımı ve motorda oluşturulan kalkış dönüş momentinin de ayarlanması anlamına gelmektedir.

Şekil-4.39 Yumuşak yol verici (Soft Starter) örnekleri

4.12 FAN KONTROLÜ

4.12.1 Değişken Çalışma Hızı

Bu yöntem herhangi tür bir fana uygulanabilir. Bu yöntemde, fan eğrisi üzerindeki her nokta fan kanunlarını izler ve parabolik bir sistem karakteristiği üzerinde hareket eder. Bu sistemin avantajları aşağıdaki gibidir:

Fan verimi sabit kalır, kararsız bölgeye kaymanın herhangi bir riski yoktur (öne eğik bir fan durumunda)

Debiyi azaltmanın bu yönteminde, fanın gücü hızın üçüncü kuvvetiyle değiştiğinden, önemli bir güç ekonomisiyle sonuçlanır.

Hız azalırken bağlı olarak gürültü düzeyi de azalır,

Bir kayış tahrikli sistem gereğini de ortadan kaldırabilir,

Bu sistemin sakıncası, özellikle sürekli değiştirmeler istendiğinde, ilk maliyetinin yüksek olmasıdır. Ancak işletmede sağlayacağı tasarruflar yüksek olur.

Şekil-4.40 Değişken devirin radyal fan

karakteristik eğrisindeki etkisi

4.12.2 Hız Kontrolü İçin Frekans Evirici

Kullanımı

Frekans eviricinin avantajları:

Elektromanyetik motor gürültü kirliliği olmadan hız

kontrolü yapılabilir

Motorlar riske maruz değildir

Korumalı motor kablosu olmadan çalışabilir

Evirici üzerindeki motorlar paralel çalışabilir

Yüksek verimli enerji

Motor kablo uzunlukları evirici ile sınırlı değildir

Üniversal kontrol fonksiyonları entegre edilmiştir

Şekil-4.41 Değişken hız kontrolü için frekans

eviriciler (invertör)

4.12.3 Gerilim Kontrol Cihazı İle Fan Hız

Kontrolü

Piyasada gerilimi sürekli ayarlanabilir hız kontrolü kontrollü 1 ve 3 fazlı fanlar için elektronik gerilim kontrol cihazları mevcuttur. Bu cihazlar basit bir potansiyometre aracılığıyla kontrol yapan cihaz olmayıp - aynı zamanda ekran ile çok fonksiyonlu - çok çeşitli uygulamalar için kullanılabilir.

Faz kesme kontrol ilkesini kullanırken motorlarda elektromanyetik gürültüler ortaya çıkabileceğinden, gürültüye hassas uygulamalar için frekans evirici kullanılması önerilir.

Elektronik voltaj kontrolü avantajları:

Makul fiyatlı yatırım

Üniversal kontrol fonksiyonları entegre edilmiştir

Şekil-4.42 Elektronik voltaj kontrol

cihazları(dimmer)

4.12.4 Transformatör İle Fan Hız Kontrolü

Gerilim kontrollü fanlar ile transformatör kullanılarak

hızları değişken hale getirilebilir. Bu amaçla, çeşitli

bireysel transformatörler ve komple trafo tabanlı 5

kademeli anahtarlı hız kontrol cihazları mevcuttur:

1. Entegre motor koruma fonksiyonu olan ve olmayan

kontrol cihazları

2. Ek kontaklı ve ek fonksiyonlu kontrol cihazları

Trafo tabanlı hız kontrolünün avantajları:

1. Basit, sağlam teknoloji

2. Elektromanyetik motor gürültüsü oluşturmaz

Şekil-4.43 Transformatör esaslı tek veya üç fazlı

kademe anahtarlı fan hız kontrolleri

4.12.5 Değişken Kanatlı Giriş Damperleri

Değişken giriş damperi soğuk kalkış ve tasarım kapasitesinden

düşük kapasitede çalışma gerekli olduğunda kullanılabilir.

Girişteki burgu hareketinin sonucunda fan eğrisi değişmekte hem

güç hem de basınç azalmaktadır. Bu yöntemde, küçük debilerde

verim değişikliği yoktur. Bu yöntem düşük debilerde, girişte bir

burgu hareketi yaratmayan damperli kontrolden daha iyi bir güç

azalımı elde etmek üzere öne-eğik kanatlı, geriye-eğik kanatlı

fanlarda kullanılabilir.

Damperin kısılması veya açılması ile sistem direnci değiştirilir.

Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, güç tüketimindeki tasarruf

çok azdır.

Şekil-4.44 Değişken kesitli giriş damperi ile fan

debi kontrolü

4.12.6 Değişken Çaplı Kayış-Kasnak Kullanımı

Mekanik kontrollü matkap tezgâhlarında olduğu gibi motor-fan kayış-kasnak bağlantısı ters çalışan kaynaklar ile hız kontrolü yapmak mümkündür (Şekil-4.45). Bazen motor ve fan kasnakları çok kanallı yapılarak çap değişimleri birbirine ters olarak yerleştirilir.

Şekil-4.45 Değişken çaplı kasnakla fan hız kontrolü (Motor kasnağının açılması fan hızını azaltır)

4.13 MOTOR TAHRİK TÜRLERİ

Fanı motorla tahrik etmede kullanılabilen iki yöntem bulunmaktadır:

Kayış-kasnakla tahrik

Direk tahrik (kavrama ile veya doğrudan tahrik)

Şekil-4.46 Kayış-kasnak tahrikli tek emişli radyal fan

Şekil-4.47 Kaplin tahrikli çift emişli cepli radyal fan Şekil-4.48 Kaplin tahrikli tek emişli radyal fan

Şekil-4.49 Motor direkt akuple tek emişli radyal fan

4.20 YAZILIM VE KATALOG YARDIMIYLA FAN SEÇİMİ

Herhangi bir kanallı havalandırma sistemine uygun fan seçilebilmesi için öncelikle sistem basıncının doğru hesaplanmış olması gereklidir.

Ayrıca seçilen fanın sadece uygun debi ve basınçta olması yeterli değildir.

Bunun yanında ilk kuruluş ve işletme maliyetlerinin düşük olabilmesi-enerji verimliliği için fanın yüksek verimli olması ve sistemle olan etkileşimin (çalışma noktasının) yüksek verimli bölgenin sağından seçilmesi gerekir, çünkü kanal sistemi zamanla kirlendikçe fan verimi daha yüksek verim değerine doğru yükselecektir.

Ayrıca fanın tipi (aksiyal, radyal), pozisyonu, hücreli olup olmaması da önemlidir. Bir kanal sistemi için radyal fan seçimini bir örnekle açıklamaya çalışalım:

Örnek-1: Bir düğün salonu için 8000 m3/h hava debisi,

300 Pa statik basınç kaybı için radyal fan tipini seçim

yazılımı kullanarak seçiniz.

Çözüm:

Fan üretici bir firmanın yazılımı kullanılarak fan veri giriş

bölümünde ilgili bölüme debi ve statik basınç değerleri

girilerek bu şartlara uyan AT-S modelleri listelenir.

Burada dikkat edilmesi gereken konu toplam verim

değeri en yüksek olanın seçilmesidir.

Şekil-4.70 Bir Ticari fan firmasına ait ön seçim

ekranı

Şekil-4.71 Seçilen fan modeline ait teknik veriler

Seçim-4.72 Seçilen fana ait performans eğrileri