Bina hizmetlerinde kanallı sistemler için kullanılan iki yaygın fan türü, genel olarak santrifüj ve eksenel fanlar olarak adlandırılır. Bu isim, fanın içinden geçen hava akışının belirleyici yönünden gelir. Bu iki tür de, belirli hacim akışı/basınç özelliklerinin yanı sıra diğer operasyonel özellikler (boyut, gürültü, titreşim, temizlenebilirlik, bakım kolaylığı ve sağlamlık gibi) sağlamak üzere geliştirilmiş bir dizi alt türe ayrılır.

---

Tablo 1: Çapı >600 mm olan fanlar için ABD ve Avrupa'da yayınlanmış en yüksek fan verimliliği verileri

---

HVAC'de en sık karşılaşılan fan tiplerinden bazıları, çeşitli ABD ve Avrupa üreticileri tarafından yayınlanan verilerden toplanan gösterge niteliğindeki tepe verimlilikleriyle birlikte Tablo 1'de listelenmiştir. Bunlara ek olarak, "fişli" fan (aslında santrifüj fanın bir çeşididir) son yıllarda giderek daha popüler hale gelmiştir.

---

Şekil 1: Genel hayran eğrileri. Gerçek hayranlar, bu basitleştirilmiş eğrilerden önemli ölçüde farklı olabilir.

---

Karakteristik fan eğrileri Şekil 1'de gösterilmiştir. Bunlar abartılı, idealize edilmiş eğrilerdir ve gerçek fanlar bunlardan oldukça farklı olabilir; ancak benzer özellikler sergilemeleri muhtemeldir. Bu, fanın aynı basınçta iki olası akış hızı arasında geçiş yapabildiği veya fanın durması sonucu oluşan avlanma kaynaklı kararsızlık alanlarını da içerir (bkz. Hava akış kutusunun durması). Üreticiler ayrıca literatürlerinde tercih edilen 'güvenli' çalışma aralıklarını da belirtmelidir.

Santrifüjlü fanlar

Santrifüjlü fanlarda hava, pervaneye ekseni boyunca girer ve ardından santrifüj hareketiyle pervaneden radyal olarak dışarı atılır. Bu fanlar hem yüksek basınç hem de yüksek hacimli akış hızları üretebilir. Geleneksel santrifüjlü fanların çoğu, hareketli havayı yönlendiren ve kinetik enerjiyi statik basınca verimli bir şekilde dönüştüren spiral tip bir gövde içindedir (Şekil 2'de gösterildiği gibi). Daha fazla havayı hareket ettirmek için fan, gövdenin her iki tarafından hava girişi sağlayan "çift genişlikte çift girişli" bir pervane ile tasarlanabilir.

---

Şekil 2: Geriye doğru eğimli pervaneye sahip, sarmal kasalı santrifüj fan

---

Pervaneyi oluşturan çeşitli kanat şekilleri vardır; başlıca tipleri öne eğimli ve geriye eğimlidir. Kanat şekli, performansını, potansiyel verimliliğini ve karakteristik fan eğrisinin şeklini belirler. Fanın verimliliğini etkileyen diğer faktörler ise pervane çarkının genişliği, giriş konisi ile dönen pervane arasındaki boşluk ve fandan havayı boşaltmak için kullanılan alandır ("üfleme alanı").

Bu tip fanlar geleneksel olarak kayış-kasnak tertibatlı bir motorla tahrik edilirdi. Ancak, elektronik hız kontrollerindeki gelişmeler ve elektronik olarak komütatörlü ('EC' veya fırçasız) motorların yaygınlaşmasıyla, doğrudan tahrikler daha sık kullanılmaya başlandı. Bu, kayış tahrikinin doğasında bulunan verimsizlikleri (bakıma bağlı olarak %2 ile %10'un üzerinde olabilir) ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda titreşimi azaltır, bakımı azaltır (daha az rulman ve temizlik gereksinimi) ve tertibatı daha kompakt hale getirir.

Geriye doğru eğimli santrifüj fanlar

Geriye eğimli (veya 'eğimli') fanlar, dönüş yönünden uzağa doğru eğimli kanatlarla karakterize edilir. Şekil 3'te gösterildiği gibi, aerodinamik kanatlar veya üç boyutlu olarak şekillendirilmiş düz kanatlar kullanıldığında %90'a yakın verimliliğe ulaşabilirler; düz eğimli kanatlar kullanıldığında biraz daha az, basit düz plakalı geriye eğimli kanatlar kullanıldığında ise daha az verimliliğe ulaşabilirler. Hava, pervane uçlarından nispeten düşük bir hızda çıktığı için gövde içindeki sürtünme kayıpları ve hava kaynaklı gürültü de düşüktür. Çalışma eğrisinin uç noktalarında durabilirler. Nispeten daha geniş pervaneler en yüksek verimliliği sağlar ve daha kalın aerodinamik profilli kanatları rahatlıkla kullanabilirler. İnce pervaneler, aerodinamik kanat kullanımından çok az fayda sağlayacağından düz plakalı kanatlar kullanma eğilimindedirler. Geriye eğimli fanlar, özellikle düşük gürültüyle birlikte yüksek basınç üretme kapasiteleri ve aşırı yüklenmeyen güç özellikleriyle dikkat çeker. Bu, bir sistemdeki direnç azaldıkça ve akış hızı arttıkça elektrik motorunun çektiği gücün azalacağı anlamına gelir. Geriye eğimli fanların yapısı, daha az verimli olan ileriye eğimli fanlara göre daha sağlam ve daha ağır olacaktır. Kanatlar boyunca geçen havanın nispeten yavaş hızı, kirleticilerin (toz ve gres gibi) birikmesine neden olabilir.

---

Şekil 3: Santrifüj fan pervanelerinin gösterimi

---

İleri eğimli santrifüj fanlar

İleri eğimli fanlar, çok sayıda ileri eğimli kanatçıkla karakterize edilir. Genellikle daha düşük basınç ürettikleri için, eşdeğer güçteki geriye eğimli fanlardan daha küçük, daha hafif ve daha ucuzdurlar. Şekil 3 ve Şekil 4'te gösterildiği gibi, bu tip fan pervanesi, tek bir metal sacdan kolayca şekillendirilebilen 20'den fazla kanatçık içerir. Tek tek şekillendirilmiş kanatçıklarla daha büyük boyutlarda daha yüksek verimlilik elde edilir. Hava, kanat uçlarından yüksek bir teğetsel hızla çıkar ve bu kinetik enerjinin gövdede statik basınca dönüştürülmesi gerekir; bu da verimliliği düşürür. Genellikle düşük basınçta (normalde <1,5 kPa) düşük ila orta hava hacimleri için kullanılırlar ve %70'in altında nispeten düşük bir verime sahiptirler. En iyi verimliliği elde etmek için spiral gövde özellikle önemlidir, çünkü hava kanat uçlarından yüksek hızda çıkar ve kinetik enerjiyi statik basınca etkili bir şekilde dönüştürmek için kullanılır. Düşük dönüş hızlarında çalışırlar ve bu nedenle mekanik olarak üretilen gürültü seviyeleri, yüksek hızlı geriye eğimli fanlara göre daha düşük olma eğilimindedir. Fanın düşük sistem dirençlerine karşı çalışması durumunda aşırı yükleme güç karakteristiği vardır.

---

Şekil 4: Entegre motorlu ileri eğimli santrifüj fan

---

Bu fanlar, örneğin havanın aşırı tozlu olduğu veya yağ damlacıkları taşıdığı durumlarda uygun değildir.

---

Şekil 5: Geriye doğru eğimli kanatlara sahip doğrudan tahrikli fişli fan örneği

---

Radyal kanatlı santrifüj fanlar

Radyal kanatlı santrifüj fan, kirli hava parçacıklarını yüksek basınçlarda (10 kPa civarında) hareket ettirebilme avantajına sahiptir, ancak yüksek hızlarda çalışırken çok gürültülü ve verimsizdir (%60'ın altında) ve bu nedenle genel amaçlı HVAC sistemlerinde kullanılmamalıdır. Ayrıca aşırı yük güç özelliğinden de muzdariptir; sistem direnci azaldıkça (belki de ses kontrol damperlerinin açılmasıyla), motor gücü artacak ve motor boyutuna bağlı olarak 'aşırı yük' oluşabilir.

Fişli fanlar

Bu özel olarak tasarlanmış santrifüj pervaneler, bir sarmal kasaya monte edilmek yerine, doğrudan hava işleme ünitesinin kasasında (veya herhangi bir kanal veya plenumda) kullanılabilir ve ilk maliyetleri, gövdeli santrifüj fanlardan daha düşük olabilir. 'Plenum', 'plug' veya kısaca 'gövdesiz' santrifüj fanlar olarak bilinen bu fanlar, alan açısından bazı avantajlar sağlayabilir, ancak bunun bedeli, çalışma verimliliğinde azalmadır (en iyi verimlilikler, gövdeli öne eğimli santrifüj fanlarınkine benzerdir). Fanlar, havayı giriş konisinden (gövdeli bir fanla aynı şekilde) çeker, ancak daha sonra havayı pervanenin 360°'lik dış çevresi boyunca radyal olarak boşaltır. Plenumdan çıkış bağlantılarında büyük bir esneklik sağlayabilirler; bu da, sistem basınç düşüşüne (ve dolayısıyla ek fan gücüne) katkıda bulunacak bitişik dirseklere veya kanal sistemindeki keskin geçişlere daha az ihtiyaç duyulabileceği anlamına gelir. Genel sistem verimliliği, plenumdan çıkan kanallara çan ağızlı girişler kullanılarak artırılabilir. Plug fanın faydalarından biri, büyük ölçüde plenum içindeki ses emilimi ve pervaneden kanal ağzına "doğrudan görüş" yollarının olmamasından kaynaklanan gelişmiş akustik performansıdır. Verimlilik, fanın plenum içindeki konumuna ve fanın çıkışa olan ilişkisine büyük ölçüde bağlı olacaktır; plenum, havadaki kinetik enerjiyi dönüştürmek ve böylece statik basıncı artırmak için kullanılır. Performans ve çalışma stabiliteleri, pervane tipine bağlı olarak önemli ölçüde değişecektir; basit santrifüj pervaneler kullanılarak oluşturulan güçlü radyal hava akış düzeninden kaynaklanan akış sorunlarının üstesinden gelmek için karma akışlı pervaneler (radyal ve eksenel akışın bir kombinasyonunu sağlar) kullanılmıştır3.

Daha küçük üniteler için, kompakt tasarım genellikle kolayca kontrol edilebilen EC motorların kullanımıyla tamamlanır.

Aksiyel fanlar

Eksenel akışlı fanlarda, hava, dönme ekseni doğrultusunda fandan geçer (Şekil 6'daki basit borulu eksenel fanda gösterildiği gibi) ve basınçlandırma, aerodinamik kaldırma kuvveti (uçak kanadına benzer) tarafından sağlanır. Bunlar nispeten kompakt, düşük maliyetli ve hafif olabilir ve özellikle nispeten düşük basınçlara karşı havayı hareket ettirmek için uygundur. Bu nedenle, basınç düşüşlerinin besleme sistemlerinden daha düşük olduğu egzoz sistemlerinde sıklıkla kullanılırlar; besleme genellikle hava işleme ünitesindeki tüm klima bileşenlerinin basınç düşüşünü içerir. Basit bir eksenel fandan çıkan hava, pervaneden geçerken havaya uygulanan dönüş nedeniyle girdap oluşturur. Şekil 7'de gösterilen kanatlı eksenel fanda olduğu gibi, girdabın geri kazanılması için akış aşağısı kılavuz kanatları kullanılarak fanın performansı önemli ölçüde artırılabilir. Bir eksenel fanın verimliliği, kanat şekli, kanat ucu ile çevreleyen kasa arasındaki mesafe ve girdap geri kazanımından etkilenir. Kanat eğimi, fanın çıkışını verimli bir şekilde değiştirmek için değiştirilebilir. Aksiyel fanların dönüş yönünün tersine çevrilmesiyle hava akışı da tersine çevrilebilir; ancak fan ana yönde çalışacak şekilde tasarlanacaktır.

---

Şekil 6: Bir boru eksenel akış fanı

---

Aksiyel fanların karakteristik eğrisi, aşırı yüklenmeyen bir güç karakteristiği avantajına sahip olmalarına rağmen, çalışma koşullarının çok değişken olduğu sistemler için uygun olmayabilecek bir durma bölgesine sahiptir.

---

Şekil 7: Kanatlı eksenel akışlı bir fan

---

Kanatlı eksenel fanlar, geriye doğru eğimli santrifüj fanlar kadar verimli olabilir ve makul basınçlarda (genellikle 2 kPa civarında) yüksek akışlar üretebilirler, ancak daha fazla gürültü yaratma olasılıkları vardır.

Karma akışlı fan, eksenel fanın geliştirilmiş bir versiyonudur ve Şekil 8'de gösterildiği gibi, havanın genişleyen kanallardan radyal olarak çekildiği ve ardından doğrultucu kılavuz kanatlarından eksenel olarak geçirildiği konik şekilli bir pervaneye sahiptir. Bu birleşik etki, diğer eksenel akışlı fanlara göre çok daha yüksek basınç üretebilir. Verimlilik ve gürültü seviyeleri, geriye doğru eğimli santrifüj fanlara benzer olabilir.

---

Şekil 8: Karışık akışlı hat içi fan

---

Fanın montajı

Etkili bir fan çözümü sağlama çabaları, fan ile hava için yerel kanallı yollar arasındaki ilişki nedeniyle ciddi şekilde baltalanabilir.

---

Gönderi zamanı: 07-01-2022