فن ها یا هواکش ها
فن قلب تپنده سیستم تهویه است. قسمت محرکه سیستم تهویه که هوا را به حرکت در می‌آورد فن یا هواکش است. در واقع هواکش یا فن قسمت اصلی مکانیکی سیستم تهویه است که مکش یا رانش هوا را انجام می‌دهد. هواکش ها با استفاده از انرژی الکتریکی که از سوی الکتروموتور تامین میگردد و تبدیل آن به انرژی مکانیکی و چرخش پروانه، هوا را به حرکت درمیاورد.
عوامل اصلی تعیین کننده مشخصات فن
هواکش ها باید بتوانند انرژی، توان و ظرفیت لازم جهت به حرکت در آوردن هوای مورد نیاز و جبران افت فشارهای ایجاد شده در سیستم تهویه را داشته باشند.
در سیستم‌های تهویه صنعتی موضعی، محاسبات هواگذر در هود انجام شده سپس تصحیح هواگذر در طول سیستم روی آن انجام می‌پذیرد همین‌طور افت فشار نیز در طول سیستم محاسبه و تصحیح میگردد. افت فشار کل و میزان هواگذر حجمی دو عامل تعیین کننده اصلی مشخصات فن یا هواکش هستند. قطر کانال ورودی هوا به فن یا قطر دهانه مکش فن نیز از دیگر عوامل تاثیر گذار است.
سیستم های تهویه عمومی نیز به همین ترتیب انجام میگردد با این تفاوت که محاسبات مکش به صورت عمومی از کل فضا انجام میگردد.
در سیستم های تامین کننده، تهویه مطبوع یا دمنده‌ها نیز محاسبات هواگذر در اتاق مورد تهویه مطبوع مثلا بر اساس تعداد تعویض هوا یا دیگر روش ها انجام می‌پذیرد و متناسب با افت فشار و هواگذر آن، مشخصات هواکش تعیین میگردد.
در هر صورت یک فن باید بتواند میزان هواگذر حجمی مورد نیاز را در افت فشار موجود تامین کند.
عوامل تاثیر گذار در انتخاب فن
ظرفیت
گذر حجمی (دبی)
فشار مورد نیاز
جریان هوا
نوع مواد انتقال دهنده
مواد قابل انفجار یا قابل اشتعال
مواد خورنده
هوای داغ
محدودیت های فیزیکی
سر و صدا
انواع فن یا هواکش
هواکش ها انواع مختلفی دارند که هر کدام برای شرایط خاصی کاربرد دارند. لذا قبل از هر چیز باید نوع هواکش مورد نیاز سیستم تعیین گردد. در زیر به معرفی انواع هواکش‌های مورد نیاز و پرکاربرد در سیستم های تهویه اشاره میگردد.
هواکش های جریان محوری یا آکسیال
هواکش های جریان محوری یا آکسیال برای تهویه عمومی کاربرد دارند محور مکش و رانش آن‌ها در یک جهت هستند. به صورت دیواری نصب می‌گردند و فضای عمومی را تهویه می‌کنند. هواکش های آکسیال قادرند جریان هوای زیاد با فشار استاتیک کم ایجاد کنند. این فن ها در سیستم های موضعی به کار برده نمی‌شوند.
فن های آکسیال برای تخلیه گاز و بخار تولید شده در فضا با هدف تهویه عمومی کاربرد دارند و برای کنترل ذرات مناسب نیستند.
هواکش های آکسیال معمولا صدای زیادی را ایجاد می‌کنند بنابراین بهتر است از فن‌های دور پایین استفاده شود
هواکش سانتریفیوژ
در سیستم های تهویه صنعتی موضعی افت فشار ناحیه مکش بیشتر از ناحیه رانش هوا است. فن های سانتریفیوژ به همین منظور طراحی و ساخته شده اند. اما تفاوت هایی باهم دارند به باید در انتخاب نوع فن، آن‌ها را مدنظر قرار داد. محور مکش و رانش در فن های سانتریفیوژ عمود بر هم است. این فن ها قادرند در محدوده وسیعی از افت فشار و هواگذر کار کنند. فن های سانتریفیوژ برای فشار هوای زیاد هوا مناسب هستند. به همین دلیل در سیستم های تهویه موضعی به کار برده می شوند.
هواکش‌ها یا فن های فوروارد
فن های فوروارد بیشتر در تهویه مطبوع کاربرد دارند و هوای تمیز را جابجا می‌کنند. تیغه های این فن ها به صورت خمیده به جلو هستند. این فن ها حجم هوای زیاد را در افت فشار استاتیک کم تا متوسط جابجا می‌کنند. فن های سانتریفیوژ فوروارد در سیستم های تهویه مطبوع یا HVAC و برای دمش هوای مطبوع به مناقق مورد نظر قابل استفاده هستند. تیغه های فن فوروارد در مواجهه با غبار آسیب پذیر هستند بنابراین در سیستم تهویه صنعتی کاربردی ندارند.
هواکش‌ها یا فن های بکوارد
فن های سانتریفیوژ بکوارد دارای تیغه های خمیده به عقب هستند. این فن ها برای سیستم های تهویه موضعی بکار برده می‌شوند. فن های بکوارد برای کنترل گاز و بخار و میست بسیار کاربردی بوده و در این نوع سیستم ها موفق بوده اند.
هواکش‌ها یا فن های رادیال
فن های سانتریفیوژ رادیال نیز برای سیستم های تهویه صنعتی موضعی طراحی شده اند. این فن ها دارای تیغه های شعاعی یا صاف بوده و برای کنترل ذرات خصوصا ذرات خورنده یا ساینده مناسب هستند.
پلاگ فن ها
در سیستم های تهویه مطبوع یا به عبارت دقیق تر در هواساز های هایژنیک از این نوع فن ها استفاده میگردد. در فن های سانتریفیوژ نوع دیگر مانند فن بکوارد یا فن رادیال، پروانه در داخل حلزونی یا هوزینگ قرار دارد، با توجه به اینکه در هواساز ها، امکان کندانس آب با توجه به وجود کویل سرمایش و گرمایش همچنین شرایط آب و هوایی منطقه وجود دارد، آب کندانس شده در حلزونی جمع شده و ممکن است شرایط را برای رشد میکروارگانیسم ها مهیا کند لذا جهت جلوگیری از به‌وجود آمدن این مشکل در هواسازهای هایژنیک از پلاگ فن ها که بدون حلزونی هستند استفاده میگردد.
ارتباط دور فن با حجم هواگذر و افت فشار
تعداد دور فن در هر دقیقه با میزان مکش آن ارتباط دارد با افزایش دور فن میزان مکش بیشتر میگردد. تعیین دور فن با میزان هواگذر مورد نیاز و افت فشار آن تعیین میگردد
با افزایش مقدار حجم هوا دور فن پایین تری مورد نیاز است.
با افزایش افت فشار، دور فن بالاتری مورد نیاز است.
ارتباط دور فن با صدا
با افزایش دور الکتروموتور و فن صدای فن افزایش پیدا می‌کند. سیستم تهویه جهت کنترل یک عامل زیان آور بهداشتی یا زیست محیطی اجرا میگردد. افزودن عامل زیان آور صدا در سیستم علیرغم کنترل عوامل زیان آور شیمیایی به جز در موارد ضروری که بحث ایمنی مطرح است منطقی نیست. معمولا سیستم هایی که سروصدای زیادی دارند از طرف کاربران مورد استقبال قرار نمی‌گیرند و آن را خاموش می‌کنند.
نوع اتصال الکتروموتور به پروانه
اتصال مستقیم
دور های اصلی الکتروموتورها در حدود 900، 1400 و 2900 دور در دقیقه ساخته و تولید می‌گردند. در الکتروموتورهای با توان پایین دورهای 750 نیز موجود هستند. اگر محاسبات دور فن با دور الکتروموتور یکسان باشند می‌توان پروانه را به صورت مستقیم با الکتروموتور کوپل کرد تا پروانه در دور حقیقی الکتروموتور به چرخش درآید و هوا را به جریان اندازد.
اتصال با پولی و تسمه
در صورتی که محاسبات دور فن با دور الکتروموتور یکسان نباشند می‌توان پروانه را با اتصال پولی و تسمه به الکتروموتور متصل کرد در این صورت با تغییر قطر پولی می‌توان پروانه را در دور پایین‌تر یا حتی تا حد معین بالاتر از دور الکتروموتور به چرخش درآورد. در اتصال پولی تسمه، می‌توان دور پروانه را با تغییر قطر پولی ها تا حدی افزایش یا کاهش داد. بدین صورت که با کاهش قطر پولی پروانه و یا افزایش قطر پولی الکتروموتور دور پروانه افزایش می‌یابد و با کاهش قطر پولی الکتروموتور و یا افزایش قطر پولی پروانه، دور پروانه کاهش می‌یابد. معمولا پولی کوچک تعویض می‌شود چون تغییر آن ارزان تر است. پولی الکتروموتور به عنوان پولی کوچک تر انتخاب می‌شود. یعنی دور الکتروموتور را بیشتر از دور فن در نظر می‌گیرند.
علت آن عواملی مانند پایستگی مکانیکی فن است علاوه براین هر چه دور الکتروموتور بالاتر رود اندازه آن کوچک تر و هزینه آن کاهش می‌یابد. باید در نظر داشت که با افزایش دور الکتروموتور صدای آن نیز افزایش پیدا می‌کند که می‌تواند معضل جدیدی ایجاد کند. در هر صورت صدای فن از جمله معیار های کیفی بوده و نباید تا حد امکان که پایستگی مکانیکی آن اجازه می‌دهد بخاطر هزینه ها صدا را به عنوان یک عامل آزار دهنده اضافه کرد. همچنین باید این نکته را در نظر داشت که تغییر قطر پولی جهت تغییر دور پروانه نیازمند محاسبه و تراشکاری پولی مطابق با قطر شفت پروانه یا الکتروموتور است. باید دید که تغییر قطر پولی تا چه اندازه میسر است.
اتصال مستقیم با درایو یا اینورتر
در سیستم های به‌روزتر جهت راه اندازی نرم الکتروموتور همچنین تعیین دقیق دور الکتروموتور و فن، از درایو استفاده میگردد. درایو یا اینورتر با تغییر فرکانس دور الکتروموتور را تنظیم می‌کند. بنابراین می‌توان پولی و تسمه را حذف و پروانه را با الکتروموتور به صورت مستقیم کوپل کرد و دور آن را با درایو کنترل کرد.
ارتعاش در فن
فن یک دستگاه مکانیکی در حال چرخش است و بالتبع ارتعاش خود را دارد. جهت کنترل ارتعاش ابتدا پروانه فن باید بالانس باشد. شاسی فن باید دوبل به همراه لرزه‌گیر باشد.
جهت کاهش انتقال ارتعاش فن به سیستم بهتر است از اتصال مستقیم کانال به فن خودداری کرد. می‌توان آن را با برزنت به فن متصل کرد.
نابالانس شدن فن
عوامل مختلفی می‌تواند بر روی بالانس شدن فن تاثیر بگذارد از جمله محل استقرار فن، تراز بودن محل استقرار فن، نحوه ورود هوا به فن که به فاصله از آخرین نقطه توربولانس هوا در کانال در نزدیک فن ارتباط دارد، خوردگی پروانه فن، نگهداری مانند گریس زنی و غیره همچنین کیفیت یاطاقان ها بستگی دارد.
نابالانس شدن فن موجب ایجاد صدا و ارتعاش می‌شود و در صورت پیشرفت موجب آسیب به فن و سیستم تهویه میگردد.
نگهداری و تعمیرات فن
یاطاقان ها و بلبرینگ های آن باید در فواصل منظم گریس زنی شوند. بلبرینگ ها در صورت داشتن صدای غیر معمول و خرابی به موقع تعویض گردند.
همچنین فن باید در فواصل منظم از نظر صدا و ارتعاش بررسی شود.
وضعیت تسمه ها باید در فواصل منظم چک شوند. طول تسمه ها بعد از مدتی به واسطه اصطکاک و گرما افزایش پیدا می‌کنند که باید با ریگلاژ فاصله الکتروموتور با فن در موقعیت صحیحی قرار گیرند.
هواکش یا فن باید از نظر خوردگی، سایش، وضعیت پروانه، وضعیت تسمه‌ها، وضعیت اجزای مکانیکی مانند یاطاقان‌ها، نشتی گریس، اجزای محرکه، الکتریکی، اجزای مولد صدا و ارتعاش و وضعیت حفاظ ها مورد بررسی قرار گیرد.
