فن سانتریفیوژ

فن سانتریفیوژ

جهت ایجاد محیطی با هوای مناسب، تمیز و عاری از آلایندگی در محیط های کارگاهی، تجاری، صنعتی، گلخانه ای، آشپزخانه ای(صنعتی و خانگی) و نیز محیط هایی مثل سالن های تولید کارخانه ها، مرغداری ها و سرویس های بهداشتی، استخرها و… از دو نوع فن سانتریفیوژ و فن آکسیال استفاده می‌شود.  شایان ذکر می‌باشد فن آکسیال یا پنجره ای که به فن ملخی نیز معروف است، امکان جابجایی حجم بیشتر هوا را نسبت به فن سانتریفیوژ دارد. اما صرفا باید بدون امکان رانش هوا در داکت کانال هوا و بدون فشار استاتیکی مورد استفاده قرار بگیرد. اما فن سانتریفیوژ (فن استوانه ای یا فن حلزونی) به منظور تامین فشار هوای رانش هوا در داخل کانال هوارسان مورد کاربرد قرار می‌گیرد.  فن سانتریفیوژ نیز به صورت کلی به دو نوع فن سانتریفیوژ جلوزن (فوروارد یا دمنده‌ یا در اصطلاح بلوئر) و فن سانتریفیوژ مکنده (بکوارد یا مکنده‌ یا در اصطلاح اگزاست فن) قابلیت تولید و کاربرد را داراست.  فن سانتریفیوژ فوروارد به عنوان فن هواده با پره های منحنی به سمت جلو در سرعت کم، ظرفیت پایین و فشار استاتیکی بالا دارای بیشترین بازده و بالاترین راندمان است. فن سانتریفیوژ فوروارد از تهویه مطبوع خانگی تا کوره های هوای گرم با بازدهیِ ۵۵ تا ۶۵ درصد کاربری دارد.  فن سانتریفیوژ بکوارد دارای بازدهی بالا (حداکثر ۸۰ درصد) است و در سیستم های ونتیلاسیون، تهویه مطبوعِ محیط های صنعتی و نیز مکش هوای محیط هایی با آلایندگی بالا مثل محیط های آزمایشگاهی و تحقیقاتی که آلاینده های شیمیایی یا خورندگی اسیدی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. با تاکید مجدد به این نکته اشاره می‌نماییم که زمانی از انواع فن سانتریفیوژ استفاده می‌شود که عملیات انتقال هوا (مکش یا دمش هوا) از طریق کانال هوا انجام گیرد.  دینامیک و بالانس استاتیک فن ها و نیز مونتاژ دقیق زوایای پره ها در هریک از انواع فن (از قبیل فن آکسیال و فن سانتریفیوژ) فن سانتریفیوژ فوروارد و فن سانتریفیوژ بکوارد) تعیین کننده ترین عامل در عملکرد صحیحِ فن ها محسوب می‌شود. به همین دلیل انتخاب و خرید فن سانتریفیوژ استاندارد، به لحاظ کم صدا بودن و عملکرد صحیح در فشارهای بالا، موجبات آسایش ساکنین و اهالی ساختمانی که از فن سانتریفیوژ در آن محل استفاده گشته را فراهم می‌کند.

عملکرد انواع فن سانتریفیوژ (بکوارد ، فوروارد):

به طور کلی عملکرد فن سانتریفیوژ به دو عامل وابسته می‌باشد:

الف- عامل اول که وجه تسمیه‌ی انواع فن سانتریفیوژ می‌باشد نیروی گریز از مرکز است.

ب- انحراف جریان هوا توسط پره های فن از حالت شعاعی به سمت خروجی فن به طوری که زاویه بین ورود و خروج ذرات هوا نود درجه گردد دومین عامل در عملکرد فن سانتریفیوژ محسوب می‌گردد. به این ترتیب می‌توان گفت انواع فن سانتریفیوژ برای حجم پایین هوادهی (در مقایسه با فن های آکسیال با قدرت یکسان) و نیز فشار استاتیکی بالا مورد کاربرد قرار می‌گیرند.

برای محاسبه و انتخاب فن سانتریفیوژ مناسب، ابتدا با ضربِ عرض در طول در ارتفاع، تعداد مراتب تعویض هوا یا حجم هوای قابل تعویض محاسبه و سپس بر اساس سرعت ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ فوت در دقیقه(FPM)  برای عبور هوای خروجی یا اگزاست از داخل کانال هوا، ابعاد کانال خروج هوای مورد نیاز از طریق جداول مربوطه محاسبه و تعیین ابعاد کانال انتقال هوا یا داکتیلاتور محاسبه می‌شود. سپس بر اساس و مبنای حجم هوای محاسبه شده، ابعاد کانال، و طول مسیر کانال هوا و نیز تعداد قطعات و اتصالات کانالی از قبیل زانو یا تبدیل های احتمالی، مقدار افت فشار استاتیکیِ فن سانتریفیوژ به دست آمده و از آنجا قدرت الکترو موتورِ فن سانتریفیوژ محاسبه می‌شود.

عملکرد انواع فن آکسیال یا ملخی:

مکانیسم عملکرد فن آکسیال بر اساس هدایت اجباری جریان هوا متناسب با زاویه پره های این فن است. در این نوع فن (آکسیال)، جریان هوا به صورت موازی با محور پروانه وارد و خارج می‌شود. همانطور که قبلا نیز گفته شد فن های آکسیال (ملخی) برای جابجایی حجم زیاد هوا و فشار استاتیکی بسیار کم و فضایی بدون نیاز به کانال هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

طریقه انتخاب و خرید فن مناسب:

(فن سانتریفیوژ یا فن آکسیال بخریم؟)

برای اطمینان از یک انتخاب درست درمورد خرید فن سانتریفیوژ  و یا فن آکسیال باید به موارد زیر دقت کرد:

۱- اولین موضوع، انتخاب نوع فن است. این که بدانیم به فن آکسیال یا فن سانتریفیوژ نیازمندیم، اولین گام در انتخاب صحیح فن است.

۲- ظرفیت یا میزان جابجاییِ هوایی که توسط فن باید صورت بگیرد. دومین عامل در انتخاب نوع و مدل فن محسوب می‌شود. واحد این میزان cfm  یا  مترمکعب بر ساعت است.

۳- سومین عامل که صرفاً به انتخاب نوعِ فن سانتریفیوژ (فن سانتریفیوژ بکوارد و فن سانتریفیوژ فوروارد) مرتبط می‌باشد، این است که فشار استاتیکی فن سانتریفیوژ به چه میزان باشد.

۴- سه فاز یا تک فاز بودنِ الکتروموتور فن سانتریفیوژ یا فن آکسیال نیز با توجه برق موجود در محل می‌تواند از اهمیت خاصی در انتخاب فن برخوردار باشد.

۵- جنس و ابعاد پره های فن (هم در فن آکسیال،هم در فن سانتریفیوژ)

در طراحی و اجرای سیستم های انتقال هوا توسط فن سانتریفیوژ و آکسیال باید موارد زیر دقت گردد:

☆  دمای حرارت عبوری از فن سانتریفیوژ یا فن آکسیال،

☆  رطوبت محل نصب فن سانتریفیوژ یا فن آکسیال،

☆  اسیدی یا بازی بودنِ جریان هوای عبوری از فن سانتریفیوژ یا فن آکسیال،

☆  ضدانفجار، ضدجرقه و ضداحتراق بودن الکتروموتورِ فن سانتریفیوژ یا فن آکسیال،

انواع فن سانتریفیوژ:

• فن سانتریفیوژ یوتیلیتی:

فن سانتریفیوژ یوتیلیتی جهت تخلیه و سیرکولاسیون هوا در برج های مسکونی، تجاری، اداری و نیز کارخانه‌ها و کارگاه‌های صنعتی و تولیدی و بیمارستان ها و… به کار می‌رود.

فن سانتریفیوژ یوتیلیتی دارای سه نوع پروانه است:

• پروانه خمیده و مایل به جلو(فوروارد)
• پروانه شیب دار به عقب (بکوارد)
• پروانه ایرفویل.

اگر بخواهیم از ویژگیهای فن سانتریفیوژ یوتیلیتی نام ببریم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

▪  از فن سانتریفیوژ یوتیلیتی در هر نوع آب و هوایی می‌توان استفاده کرد.

▪  فن سانتریفیوژ یوتیلیتی در برابر رطوبت، دمای محیطیِ بالا و آلاینده های اسیدی ناشی از فعل و انفعالات شیمیایی بسیار مقاوم می‌باشد.

▪  فن سانتریفیوژ یوتیلیتی به راحتی افت فشار ناشی از کانال کشی و افت فشار محیطی را جبران می‌کند.

▪  فن سانتریفیوژ یوتیلیتی در برابر انواع فن آکسیال دارای راندمان بالاتری است.

▪  فن سانتریفیوژ یوتیلیتی دارای ظرفیت های هوادهیِ متنوع و متناسب با هر نوع کاربرد است.

▪  سیستم های انتقال قدرت فن سانتریفیوژ یوتیلیتی به سه صورت مستقیم، غیرمستقیم و کوپلینگی انجام می‌گیرد.

از مهمترین کاربردهای فن سانتریفیوژ یوتیلیتی استفاده از آن در سیستم های تهویه مطبوع عمومی، سیستم های تامین هوای تازه، سیستم های اگزاست و تهویه صنعتی سبک است.  برای ساخت بدنه‌ی فن سانتریفیوژ یوتیلیتی می‌توان از انواع ورق گالوانیزه، ورق فولادی ۳۷ST  آلومینیوم، استیل و پی وی سی استفاده کرد. در محیط هایی که احتمال انفجار یا احتراق وجود دارد می‌توان از الکترو موتورهای ضدانفجار و نیز لوازم و تجهیزات مقاوم در برابر انفجار و حرارت استفاده می‌شود.

موارد عمومی کاربرد فن سانتریفیوژ یوتیلیتی:

• هواساز ها و انواع سیستم HVAC
• کارخانجات صنعتی و تولیدی
• بیمارستان و مراکز درمانی
• تهویه رستوران، فست فود ، کافی شاپ
• تهویه آسانسور
• سیستم های تهویه آسانسور
• سیستم های تهویه دیتا سنتر
• تهویه استخرها و سالن های ورزشی
• صنایع سیمان
• صنایع شیشه
• کوره های صنعتی
• محیط های صنعتی و تجاری با گرد و غبار سبک
• تامین هوای تازه در سیستم های تهویه خانگی،تجاری و صنعتی

به طور کلی می‌توان گفت فن سانتریفیوژ یوتیلیتی برای موارد indoor و outdoor مناسب است. ظرفیت هوادهی فن سانتریفیوژ یوتیلیتی از ۱۰۰ تا ۳۰۰۰۰۰cfm  است.

• فن سانتریفیوژ فشار بالا:

از فن سانتریفیوژ فشاربالا جهت دمیدن هوا و ایجاد فشار در خشک کن های صنعتی، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، سیمان، کوره های صنعتی و موارد مشابه استفاده می‌شود. از سانتریفیوژ فشار بالا تحت عنوان سانتریفیوژ فشارقوی نیز نام برده می‌گردد که برای تامین فشار بالا در دبی های پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع این نوع فن سانتریفیوژ قابلیت تامین فشار هوای بیشتری نسبت به دیگر انواع فن سانتریفیوژند اما قادر به تامین دِبیِ کمتری می‌باشند. از فن سانتریفیوژ فشار بالا به لحاظ کاربرد می‌توان هم به عنوان مکنده ‌یا اگزاست فن و هم به عنوان دمنده‌یا بلوئر استفاده کرد.  ظرفیت هوادهیِ فن سانتریفیوژ فشار بالا تا ۲۵۰۰۰ مترمکعب بر ساعت و فشار تا ۲۰۰۰۰ پاسکال است.  مدل پروانه فن سانتریفیوژ به صورت شعاعی و در سایزهای متنوع است.  جهت انتقال قدرت الکترومدل به پروانه می‌توان از سیستم انتقال مستقیم، غیرمستقیم و کوپلینگی بهره گرفت.  مَتریال کامل فن از جمله متعلقات از ورق فولادی st-37 با پوشش رنگ کوره‌ای، ورق گالوانیزه، ورق استنلس استیل (فولاد ضدزنگ) یا ورق آلومینیوم قابلیت تولید دارد.  برای محیطهای خاص که احتمال انفجار،احتراق یا جرقه در آنجا وجود دارد از انواع الکتروموتور ضدانفجار، ضدجرقه و ضداحتراق بر روی این نوع فن سانتریفیوژ استفاده می‌شود.  از فن سانتریفیوژ فشار بالا جهت محیط هایی با حرارت و رطوبت بالا و نیز محیط های اسیدی به راحتی می‌توان استفاده کرد.

مشخصات فنی متعلقات فن سانتریفیوژ فشار بالا:

• الکتروموتور: با توجه به اطمینان خاطر از کیفیت و گارانتیِ شرکت معتبرِ موتوژن تبریز، برای ساخت فن سانتریفیوژ فشار بالا به طور عمومی از این برند در کلاس حرارتی F و کلاس محافظتی ۵۴IP استفاده می‌شود (در بعضی نیز از توان ۵۵IP  استفاده می‌گردد).
• پروانه: در فن سانتریفیوژ فشار بالا از دو مدل پروانه در سایزهای مختلف از قطر ۲۵۰ تا ۹۰۰ میلیمتر با بالانس کامل دینامیکی و استاتیکی استفاده می‌شود.
• فن سانتریفیوژ سقفی

فن سانتریفیوژ سقفی از پرکاربردترین فن های است که عملِ مکش هوا را به طور مستقیم از طریق سوراخی که در سقف به عنوان معبرِ عبور هوا در نظر گرفته شده به طور مستقیم هوای محیط زیرسقف را مکش و تخلیه می‌نماید. به نوعی فن سانتریفیوژ سقفی از عمومی ترین نوع از انواع فن سانتریفیوژ محسوب می‌گردد.  این نوع فن سانتریفیوژ در دِبی و فشارهای بالا در مقایسه با انواع فن سانتریفیوژ یوتیلیتی دارای راندمان کمتری بوده و به دلیل پایینتر بودنِ قیمت و نبودِ فضای کافی و مناسب جهت نصب فن سانتریفیوژ یوتیلیتی از فن سانتریفیوژ سقفی استفاده می‌شود. به همین دلیل توصیه می‌گردد جهت دِبی های بیشتر از ۵۰۰۰ مترمکعب بر ساعت و افت فشار استاتیکِ بالای ۱۲۵ پاسکال در صورتی که مقدور بود، به جای استفاده از فن سانتریفیوژ سقفی از فن سانتریفیوژ یوتیلیتی استفاده گردد (لازم به ذکر می‌باشد در صورت وجود فشار استاتیک استفاده از فن سانتریفیوژ سقفی به لحاظ کاربردی مناسب تر از انواع فن آکسیال سقفی است و نتایج مطلوبتری در تهویه محیط به جا می‌گذارد.  فن سانتریفیوژ سقفی صرفا بعنوان دستگاه مکنده (اگزاست فن) مورد کاربرد قرار می‌گیرد. کاربرد فن سانتریفیوژ سقفی برای فضاهایی که دارای رطوبت بالا،حرارت و آلایندگی هایی با خورندگیِ اسیدی‌اند با انجام تغییرات ویژه‌ی فنی به راحتی و سهولت مقدور است.  با توجه به عملکرد و وظیفه‌ی فن سانتریفیوژ سقفی در تخلیه و مکش هوا،پروانه به کار رفته در فن سانتریفیوژ سقفی از نوعِ خم به عقب یا بکوارد طراحی گشته است.

مشخصات فنی فن سانتریفیوژ سقفی:

• پروانه :فن سانتریفیوژ سقفی دارای پروانه با سایز ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر و بالانس کامل دینامیکی و استاتیکی است.
• دبی: ظرفیت هوای فن سانتریفیوژ سقفی با توجه به سایز آن از ۱۰۰ تا ۴۰۰۰۰ مترمکعب برساعت متغیر می‌باشد.
• فشار استاتیک: میزان فشار هوای استاتیکیِ فن سانتریفیوژ سقفی بین ۵۰ تا ۱۰۰۰پاسکال در سایزها و قطرهای مختلف است.
• جنس بدنه: برای تامین نیروی محرک فن سانتریفیوژ سقفی از الکتروموتور با مارک معتبر موتوژن، از نوع صنعتی با کلاس حرارتی F و کلاس محافظتی ۵۴IP (در بعضی توان ها ۵۵IP) استفاده می‌شود.

از فن سانتریفیوژ سقفی جهت انتقال مواد، ذرات گردوغبارِ موجود در هوای کارخانجات ریسندگی، کاغذسازی کارگاه های تولیدی، سیکلون ها استفاده می‌شود.

• فن سانتریفیوژ بین کانالی

در محیط هایی که امکان نصب و تعبیه فن سانتریفیوژ حلزونی و فن سانتریفیوژ سقفی و انواع دیگر فن سانتریفیوژ وجود ندارد برای تخلیه‌ی هوا یا هوارسانی در داخل کانال های طویل هوا از فن سانتریفیوژ بین کانالی استفاده می‌گردد. ظرفیت تخلیه‌ یا مکش هوا و نیز میزان هوادهیِ فن سانتریفیوژ بین کانالی تا ۴۰۰۰ متر مکعب بر ساعت  و فشار تا ۵۰۰ پاسکال است.  مدل خم پروانه فن سانتریفیوژ بین کانالی به صورت خم به عقب طراحی می‌گردد.  جنس بدنه فن سانتریفیوژ بین کانالی از ورق فولادی با پوشش رنگ محافظ، ورق گالوانیزه، ورق استیل و نیز پی وی سی تشکیل می‌شود.  در صورت نیاز به نصب الکتروموتورهای ضدانفجار، ضداحتراق و ضدجرقه در ساختار فن سانتریفیوژ بین کانال، به راحتی امکانپذیر است.  از فن سانتریفیوژ بین کانالی با ساختار پی وی سی در محیط های اسیدی و نیز محیط هایی با رطوبت و حرارت بالا به راحتی می‌توان بهره گرفت. از فن سانتریفیوژ بین کانالی در ساختمان ها، برج های مسکونی،تجاری، اداری، هتل ها و رستوران ها به وفور استفاده می‌شود.  فن سانتریفیوژ بین کانالی به لحاظ کاربرد هم بعنوان فن مکنده (اگزاست فن) و هم به عنوان دمنده (بلوئر) می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.

مشخصات فنی فن سانتریفیوژ بین کانالی :

• پروانه: مدل پروانه فن سانتریفیوژ بین کانالی به صورت خم به عقب یا بکوارد بوده و در قطرهای ۲۰۰ تا ۴۰۰ میلی متر با بالانس کامل دینامیکی و استاتیکی تولید می‌شود.
• فشار استاتیک: در فن سانتریفیوژ بین کانالی فشار استاتیکی با توجه به قطر و سایزِ فن سانتریفیوژ بین کانالی از ۵۰ تا ۵۰۰ پاسکال است.
• دبی: ظرفیت هوادهی یا دبیِ فن سانتریفیوژ بین کانالی با توجه به سایز و قطر آن از ۱۰۰ تا ۶۰۰۰ مترمکعب بر ساعت متغیر می‌باشد.
• جنس بدنه: ساختار فن سانتریفیوژ بین کانالی از ورق فولادی ۳۷ST ،ورق گالوانیزه و پی وی سی تشکیل می‌گردد.
• الکتروموتور: برای تامین نیروی محرکِ پروانه فن سانتریفیوژ بین کانالی از الکتروموتورهای صنعتی و معتبر موجود در بازار مثل موتوژن با کلاس حرارتی F و کلاس محافظتی ۵۴IP (در بعضی توان ها ۵۵IP ) استفاده می‌شود.
• سیستم انتقال قدرت: برای انتقال نیروی تولیدی از الکتروموتور به پروانه فن از روش های اتصال مستقیم و اتصال تسمه پولی استفاده می‌گردد.

– مزایای استفاده از فن سانتریفیوژ بین کانالی:

▪ سهولت در نصب

▪ صرفه جویی در مصرف انرژی

▪ راندمان کاری بالا

▪ ایجاد کمترین صدا(در صورت لزوم و سفارش خریدار می‌توان از سایلنسر در ساختار فن سانتریفیوژ بین کانالی استفاده کرد).

▪ کم جاگیری و اشغال فضای بسیار محدود

▪ طول عمر مفید کاری بالا

▪ ظرفیت تخلیه و مکش بالا

▪ هزینه نصب و خدمات پس از فروش مناسب

• فن سانتریفیوژ دوبل(فن سانتریفیوژ دوطرف مکش، فن سانتریفیوژ دَبل)

این مدل فن سانتریفیوژ به مدل فن سانتریفیوژ کولری معروفند. مهمترین کاربرد آنها در سیستم های هوارسان و نیز تخلیه و مکش هوا با حجم های بالا و دور پروانه پایین و فشار و راندمان متوسط و قابل کاربرد در دستگاههای هواساز و پرده های هوا در محیط های مرطوب با گرد و غبار متوسط هستند. با توجه به ساختارِ پروانه این نوع فن سانتریفیوژ می‌توان گفت سرعت چرخش آنها دارای محدودیت بوده و به تناسب سایز و قطر پروانه این نوع فن سانتریفیوژ، حداکثر دور برای سایزهای متوسط و پایین زیرِ ۱۰۰۰ آرپی ام و در سایزهای بزرگ زیرِ ۶۰۰ آر پی ام است. به این نوع فن سانتریفیوژ ،فن سانتریفیوژ هواساز نیز گفته می‌گردد.   فن سانتریفیوژ پروانه دوبل در حالت استاندارد از دو پروانه‌یک طرف مکشِ یکسان با دیسک مشترک یا متصل به صورت موازی تشکیل شده است.به همین دلیل می‌توان گفت ظرفیت فن سانتریفیوژ “پروانه دوبل” تقریبا دو برابرِ ظرفیت فن سانتریفیوژ با پروانه‌یکطرفه با فشار یکسان برآورد می‌شود.  شایان ذکر است در جاهاییکه به حجم هوای بسیارزیاد با فشاربالا نیازمندیم از این مدل فن سانتریفیوژ با تیپ پروانه دوبل بکوارد با دور بالاتر نیز می‌توان استفاده کرد.  ظرفیت هوادهی و دبی فن سانتریفیوژ دوبل تا ۴۰۰۰۰۰مترمکعب بر ساعت و فشار تا ۳۵۰۰ پاسکال است.  پروانه فن سانتریفیوژ دوبل دارای دو مدلِ (خم به جلو یا فوروارد) و(خم به عقب یا بکوارد) در ۱۹ سایزِ مختلف است.  سیستم انتقال نیروی الکتروموتور در فن سانتریفیوژ دوبل به سه صورتِ مستقیم،غیرمستقیم و کوپلینگی انجام می گیرد.  جنس و ساختار بدنه‌ی فن سانتریفیوژ دوبل از ورق گالوانیزه،ورق فولادی۳۷ST و ورق استیل قابل ساخت است.  جهت محیط های قابل انفجار،احتراق از الکتروموتورهای ضدانفجار،ضدجرقه و ضد احتراق برای ساخت فن سانتریفیوژ دوبل استفاده می‌شود.  از فن سانتریفیوژ دوبل جهت انتقال هوای محیط های اسیدی و با حرارت و رطوبت بالا به راحتی استفاده می‌شود.