آشنایی با سیستم فن صنعتی و روش انتخاب بهترین نوع هواکش صنعتی برای خرید

انتخاب سیستم فن صنعتی بستگی به شرایط محیط مورد استفاده از نظر میزان آلودگی، ماشین آلات و اندازه آن دارد، که باید بر اساس نیاز افراد و محیط های صنعتی صورت گیرد. در ادامه شما را با روش انتخاب فن مناسب جهت استفاده محل مورد نظر را توضیح می دهیم.

سیستم فن صنعتی چیست؟

همانطور که می دانید، فن ها به طور گسترده درمحیط های صنعتی و تجاری کاربرد دارند. از تهویه مغازه گرفته تا جابجایی مواد و کاربردهای دیگ بخارکه برای پشتیبانی فرآیند و سلامت انسان حیاتی هستند. به طور مشابه، در بخش تجاری، الکتریسیته مورد نیاز برای کارکرد موتورهای فن، بخش بزرگی از هزینه انرژی برای تهویه فضا را تشکیل می دهد.

در تولید، اطمینان از قابلیت و کارایی انواع فن صنعتی برای عملکرد کارخانه بسیار مهم است. به عنوان مثال، در جایی که فن‌ها در برنامه‌های مدیریت مواد کاربرد دارند ، خرابی فن بلافاصله باعث توقف فرآیند تولید می‌شود. در کاربردهای تهویه صنعتی، خرابی فن اغلب باعث می‌شود که یک فرآیند خاموش شود .

حتی در کاربردهای گرمایش و سرمایش، عملکرد فن برای حفظ یک محیط کاری پربار ضروری است. خرابی فن منجر به شرایطی می شود که در آن بهره وری کارگران و کیفیت محصول کاهش می یابد. این امر به ویژه برای برخی از کاربردهای تولیدی که در آنها پاکیزگی هوا برای به حداقل رساندن عیوب تولید بسیار مهم است صادق است (به عنوان مثال، قالب‌گیری تزریق پلاستیک و ساخت قطعات الکترونیکی). در هر مورد، عملکرد فن صنعتی تأثیر بسزایی در تولید کارخانه دارد.

اهمیت اطمینان از قابلیت سیستم فن صنعتی اغلب باعث می شود که طراحان ، سیستم فن را محافظه کارانه طراحی کنند. طراحان که نگران عملکرد سیستم های ضعیف هستند، تمایل دارند تا عدم قطعیت در فرآیند طراحی را با افزودن ظرفیت به فن ها جبران کنند.

متأسفانه، بزرگ کردن سیستم فن مشکلاتی را ایجاد می کند که می تواند هزینه های تعمیر و نگهداری فن صنعتی را افزایش دهد و در عین حال اطمینان از قابلیت فن را کاهش دهد.

فن هایی که به دلیل نیاز خدماتی خود بزرگ هستند، در بهترین نقطه کارایی خود عمل نمی کنند. در موارد شدید، این فن ها ممکن است به دلیل نقطه کار بر روی منحنی جریان هوا-فشار فن به صورت ناپایدار عمل کنند. فن های بزرگ انرژی جریان اضافی تولید می کنند که در نتیجه صدای جریان هوا بالاست و فشار بیشتری بر فن و سیستم وارد می شود.

در نتیجه، فن های بزرگ نه تنها هزینه بیشتری برای خرید و کارکرد دارند، بلکه مشکلات عملکرد فن صنعتی قابل اجتناب را ایجاد می کنند. استفاده از “رویکرد سیستم ها” در فرآیند انتخاب فن معمولاً سیستمی ساکت تر، کارآمدتر و قابل اعتمادتر را به همراه خواهد داشت.

سیستم فن صنعتی

فن صنعتی به دو نوع اصلی تقسیم می شوند که شامل: فن صنعتی سانتریفیوژ و فن محوری. مشخصه اصلی تشخیص این نوع فن ها، مسیر جریان هوا از طریق فن است. فن های گریز از مرکز از یک پروانه چرخان برای افزایش سرعت جریان هوا استفاده می کنند. همانطور که هوا از توپی پروانه به سمت نوک تیغه حرکت می کند، انرژی جنبشی به دست می آورد.

این انرژی جنبشی سپس با کاهش هوا قبل از ورود به تخلیه، به افزایش فشار ساکن تبدیل می شود. فن های سانتریفیوژ قادر به ایجاد فشارهای نسبتاً بالایی هستند. آنها اغلب در جریان هوای آلوده (محتوای رطوبت و ذرات بالا)، در کاربردهای جابجایی مواد، و در سیستم هایی با دمای بالاتر استفاده می شوند.

فن محوری، همانطور که از نام آن پیداست، جریان هوا را در امتداد محور فن حرکت می دهند. هوا توسط بالابر آیرودینامیکی ایجاد شده توسط پره های فن تحت فشار قرار می گیرد. اگرچه گاهی اوقات می توان آنها را به جای فن های گریز از مرکز استفاده کرد، فن های محوری معمولاً در محیط های با آلودگی کمتر، فشار کم و حجم بالا استفاده می شوند.

فن های محوری جرم چرخشی کمتری دارند و فشرده تر از فن های گریز از مرکز با ظرفیت مشابه هستند. علاوه بر این، فن های محوری تمایل دارند ، سرعت چرخش بالاتر و تا حدودی پر سر و صداتر از فن های سانتریفیوژ خطی با همان ظرفیت است.

انتخاب سیستم فن صنعتی

انتخاب فن یک فرآیند پیچیده است که با دانش اولیه در مورد نیازهای عملیاتی سیستم و شرایطی مانند نرخ جریان هوا، دما، فشار، خواص جریان هوا و چیدمان سیستم و ماشین آلات شروع می شود. تنوع این عوامل و ملاحظات دیگر مانند هزینه، کارایی، عمر عملیاتی، تعمیر و نگهداری، سرعت، نوع مواد، محدودیت فضا، دما و محدوده شرایط عملیاتی، انتخاب فن را پیچیده می کند.

 با این حال، آگاهی از عوامل مهم در فرآیند انتخاب فن می‌تواند برای اهداف کاهش مصرف انرژی در هنگام بهسازی یا توسعه سیستم مفید باشد. اغلب، یک نوع فن به دلایل غیر فنی مانند قیمت، تحویل، در دسترس بودن یا آشنایی طراح یا اپراتور با مدل فن انتخاب می شود.

اگر سطوح سروصدا، هزینه های انرژی، نیازهای تعمیر و نگهداری، اطمینان از قابلیت سیستم یا عملکرد فن بدتر از حد انتظار باشد، در این صورت این موضوع که آیا در ابتدا نوع فن مناسب انتخاب شده است، باید دوباره بررسی شود. فن ها معمولا از طیف وسیعی از مدل ها و اندازه ها انتخاب می شوند، نه اینکه به طور خاص برای یک برنامه خاص طراحی شوند.

انتخاب سیستم فن صنعتی بر اساس محاسبه جریان هوا و فشار مورد نیاز یک سیستم و سپس یافتن فن با طراحی و مواد مناسب برای برآورده کردن این الزامات است. متأسفانه، سطح بالایی از عدم قطعیت مرتبط با پیش‌بینی جریان هوا و فشار مورد نیاز سیستم وجود دارد. این ناپایداری، همراه با اثرات رسوب و افزایش ظرفیت پیش بینی شده، تمایل به افزایش اندازه مشخص شده یک مجموعه فن/موتور را تشویق می کند.

طراحان تمایل دارند با خطایابی کلی در برابر مسئولیت عملکرد ناکافی سیستم محافظت کنند. با این حال، یک فن/موتور بزرگ مونتاژ مجموعه‌ای از مشکلات عملیاتی را ایجاد می‌کند، از جمله عملکرد ناکارآمد فن، صدای بیش از حد جریان هوا، قابلیت اطمینان ضعیف، و ارتعاشات لوله/کانال است.

با تشریح برخی از مشکلات و هزینه های مرتبط با انتخاب ضعیف فن، در نظر گرفته شده است تا به طراحان و اپراتورها کمک کند تا عملکرد سیستم فن را از طریق انتخاب بهتر فن و عملکردهای عملیاتی و نگهداری بهبود یافته بهبود بخشند. در کاربردهای تهویه صنعتی، سروصدا می تواند یک نگرانی قابل توجه باشد. سطوح بالای مربوط به صدا باعث خستگی کارگران می شود.

صدای تولید شده توسط فن به نوع فن، سرعت جریان هوا و فشار بستگی دارد. عملکرد ناکارآمد فن اغلب با سطح صدای نسبتاً بالا برای یک نوع فن خاص مشخص می شود. اگر سطوح بالای صدای فن اجتناب ناپذیر است، باید راه هایی برای کاهش انرژی صوتی در نظر گرفته شود.

 کاهش سروصدا را می توان با چندین روش انجام داد: عایق کردن کانال. نصب فن بر روی یک ماده نرم، مانند لاستیک یا جداکننده فنری مناسب یا نصب ابزار کاهش دهنده صدا یا بافل برای جذب انرژی سروصدا.

سرعت چرخش فن معمولاً بر حسب دور در دقیقه (rpm) اندازه گیری می شود که  تاثیر قابل توجهی بر عملکرد فن دارد،  سرعت چرخش باید همزمان با مسائل دیگری مانند تغییر در عملکرد دستگاه یا ماشین ، دمای جریان هوا، صدای محیط و استحکام مکانیکی فن در نظر گرفته شود. تغییرات و عدم اطمینان در سیستم مورد نیاز برای انتخاب نوع فن و سرعت چرخش فن بسیار مهم است.

فن هایی که جریان هوای بالایی را در سرعت های نسبتاً پایین ایجاد می کنند (مثلاً فن های گریز از مرکز تیغه ای با منحنی رو به جلو) به تخمین نسبتاً دقیقی از جریان هوا و تقاضای فشار سیستم نیاز دارند. اگر بنا به دلایلی، الزامات سیستم نامشخص باشد، حدس نادرست سرعت چرخش فن می‌تواند باعث عملکرد ضعیف یا جریان هوا و فشار بیش از حد شود.

دمای جریان هوا به دلیل تأثیر گرما بر مقاومت مکانیکی بیشتر مواد، تأثیر مهمی بر محدودیت‌های سرعت فن دارد. در دماهای بالا، همه مواد بازدهی کمتری از خود نشان می دهند. از آنجایی که نیروهای وارد بر شفت ها، تیغه ها و یاتاقان ها با مجذور سرعت چرخش متناسب است، کاربرد در محیطهای با دمای بالا توسط فن هایی انجام می شود که با سرعت های نسبتاً پایین کار می کنند.

ویژگی های جریان هوا

  رطوبت و ذرات معلق از فاکتورهای مهم در انتخاب نوع فن هستند. تجمع آلاینده ها روی پره های فن می تواند باعث کاهش شدید عملکرد و نابالانسی فن صنعتی شود. مشکلات انباشتگی توسط یک زاویه تیغه کم عمق با سطوحی که امکان جمع آوری آلاینده ها را فراهم می کند، ایجاد می شود.

فن هایی با شکل تیغه ای که هوای کم را در سراسر تیغه ها ایجاد می کند، مانند فن های شیب دار به سمت عقب، در برابر تجمع آلاینده ها حساس هستند. در مقابل، فن‌های نوک شعاعی و فن‌های تیغه‌ای شعاعی به گونه‌ای عمل می‌کنند که جریان هوا در سطح تیغه‌ها تجمع آلودگی را به حداقل می‌رساند. این فن ها در جریان هوای “کثیف” و در برنامه های جابجایی مواد استفاده می شوند.

جریان هوای خورنده مجموعه متفاوتی از مشکلات را ایجاد می کند. جنس فن و همچنین نوع فن باید طوری انتخاب شوند که در برابر حملات خورنده مقاومت کنند. همچنین، نشتی در فضاهای محیطی ممکن است نگران کننده باشد و نیاز به مجهز شدن فن به درزگیر محور باشد. مهر و موم شفت از نشتی در اطراف ناحیه ای که شفت محرک به داخل محفظه فن نفوذ می کند جلوگیری می کند یا آن را محدود می کند.

 به عنوان مثال، در محیط‌های خورنده، می‌توان انواع فن‌ صنعتی با آلیاژهای گران‌قیمتی ساخت که قوی و مقاوم در برابر خوردگی هستند، یا می‌توان آن‌ها را با هزینه کمتری با پلاستیک تقویت‌شده با فایبر گلاس ساخت یا با مواد مقاوم در برابر خوردگی پوشش داد.

جریان های هوایی با میزان ذرات ریز نیز می تواند برای حرکت و عملکرد فن مشکل ساز باشد. در فن های محوری اتصال مستقیم، موتور در معرض جریان هوا قرار می گیرد. موتورهای سیلد را می توان در این کاربردها استفاده کرد اما گران تر هستند و در صورت از بین رفتن یکپارچگی آب بندی، مستعد آسیب های گران قیمت هستند.

در فن های محوری، درایوهای تسمه با حذف موتور از جریان هوا، مزیتی را ارائه می دهند. در فن‌های سانتریفیوژی، میزان ذرات عامل کمتری است زیرا موتور یا شیو می‌تواند خارج از محفظه فن قرار گرفته و از طریق مهر و موم شفت به پروانه متصل شود.

درجه دما در سیستم فن صنعتی

  درجه دما تا حد زیادی نوع فن و انتخاب آن را تعیین می کند. در محیط های با دمای بالا، بسیاری از مواد استحکام مکانیکی خود را از دست می دهند. با افزایش سرعت کار فن، فشار وارد بر اجزای چرخان افزایش می یابد.

در نتیجه، برای کاربردهای با دمای بالا، نوع فن که به کمترین سرعت عملکرد برای یک سرویس خاص نیاز دارد، اغلب توصیه می شود. فن های تیغه ای شعاعی می توانند به خوبی ساخته شوند و اغلب در آنها استفاده می شود.

تغییرات در شرایط عملیاتی

از آنجایی که هواکش های محوری، متمایل به عقب و فن های منحنی رو به جلو دارای نواحی ناپایدار هستند، این فن ها برای این نوع خدمات توصیه نمی شوند ،مگر اینکه وسیله ای برای جلوگیری از عملکرد در ناحیه ناپایدار وجود داشته باشد.

محدودیت های فضایی

 محدودیت های فضایی و ساختاری می تواند یک  تاثیر قابل توجهی در انتخاب فن داشته باشد، علاوه بر محدودیت های ابعادی در فضای موجود برای خود فن، مسائلی مانند دسترسی به تعمیر و نگهداری، نیازهای پایه و پشتیبانی سازه و کانال کشی باید در نظر گرفته شود. دسترسی به تعمیر و نگهداری نیاز به بازرسی، تعمیر یا تعویض اجزای فن را برطرف می کند.

از آنجایی که زمان از کار افتادگی اغلب پرهزینه است، دسترسی سریع به یک فن می‌تواند باعث کاهش هزینه‌های آینده شود. نیازهای پایه و ساختاری به اندازه و وزن یک فن بستگی دارد. وزن، سرعت و اندازه فن معمولاً الزامات پایه را تعیین می کند که به نوبه خود بر هزینه نصب تأثیر می گذارد.

از آنجایی که جریان هوا غیر یکنواخت می تواند افت فشار را در اتصالات کانال افزایش دهد و عملکرد فن را کاهش دهد، تهویه جریان هوا هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.

فن ها به طور گسترده درمحیط های صنعتی و تجاری کاربرد دارند. از تهویه مغازه گرفته تا جابجایی مواد و کاربردهای دیگ بخارکه برای پشتیبانی فرآیند و سلامت انسان حیاتی هستند. به طور مشابه، در بخش تجاری، الکتریسیته مورد نیاز برای کارکرد موتورهای فن، بخش بزرگی از هزینه انرژی برای تهویه فضا را تشکیل می دهد. عملکرد ممکن است از “هوای آزاد” تا چندین پوند در هر اینچ مربع با جریان هوا از چند فوت مکعب در دقیقه متغیر باشد.

در تولید، اطمینان از قابلیت و کارایی فن برای عملکرد کارخانه بسیار مهم است. به عنوان مثال، در جایی که فن‌ها به برنامه‌های مدیریت مواد خدمت می‌کنند، خرابی فن بلافاصله باعث توقف فرآیند می‌شود. در کاربردهای تهویه صنعتی، خرابی فن اغلب باعث می‌شود که یک فرآیند خاموش شود .

حتی در کاربردهای گرمایش و سرمایش، عملکرد فن برای حفظ یک محیط کاری پربار ضروری است. خرابی فن منجر به شرایطی می شود که در آن بهره وری کارگران و کیفیت محصول کاهش می یابد.

این امر به ویژه برای برخی از کاربردهای تولیدی که در آنها پاکیزگی هوا برای به حداقل رساندن عیوب تولید بسیار مهم است صادق است (به عنوان مثال، قالب‌گیری تزریق پلاستیک و ساخت قطعات الکترونیکی). در هر مورد، عملکرد فن تأثیر بسزایی در تولید کارخانه دارد که در صورت بروز مشکل یا خرابی می توان با تعویض یا بالانس فن صنعتی آنها را تعمیر کرد.