Endüstriyel Fanlar FANLAR GENEL BİLGİLER

Transkript

1 O C A K A R G E - F. K 01 Endüstriyel Fanlar FANLAR GENEL BİLGİLER Fanlar hava ve benzeri gazları (bundan sonra hava olarak anılacaktır) 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. Fanların tahrik sistemlerinde genellikle elektrik motorları kullanılmaktadır. Fanlar sanayide ve ticari binalarda önemli oranda elektrik tüketen cihazlardır. Halen Türkiye de sanayide eski teknoloji ürünü ve verimleri yüksek olmayan çok sayıda fan bulunmaktadır. Bu nedenle enerji verimliliğinin artırılmasında fanların ve fan sistemlerinin verimliliklerinin artırılmasının katkısı olacaktır. 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. İÇERİK: SAYFA -KONU 1-FANLAR -Genel Bilgiler 2-Fan Çeşitleri 3-7-Performans Karakteristikleri 7-8-Fanlarda Gürültü Seviyesi 9-10-Fan Performans Değerlerinde Düzeltmeler 11-Fan Kanunları Fan Performans Değerlerinde Düzeltmeler 15-Sistem Karakteristik Eğrileri 16-Fanlarda Enerji Verimliliği 17-İşletmelerde Enerji Verimliliği Teknik Bilgiler Fanların Kullanım Alanları Burada yapılması gereken şey ömür boyu maliyeti optimum olan fan seçilmelidir. (İlk Yatırım Maliyeti + Ömür Boyu İşletme Maliyeti = Minimum) olan fan seçilmesidir.

2 2 Santrifüj Fanlar FAN ÇEŞİTLERİ Fanlar değişik biçimde sınıflandırılmaktadır. Burada aşağıdaki gibi bir sınıflandırma kullanılmıştır. 1. Aksiyal fanlar, 2. Santrifüj fanlar, 3. Aksiyal-santrifüj fanlar, 4. Çatı türü fanlar, 5. Karşıt akımlı fanlar(blower), 6. Vorteks yada rejeneratif fanlar, 7. Diğerleri AKSİYAL FANLAR Aksiyal fanlar aşağıdaki avantajlara sahiptir. Burada kılavuz kanatlı aksiyal türü fanlar karşılaştırmada temel alınmıştır. Kompakt yapı Düşük ilk maliyet Düşük montaj maliyetli Aynı kanat ucu hızlarında daha düşük gürültü düzeyi SANTRİFÜJ FANLAR Santrifüj fanların avantajları aşağıdaki gibidir: Geniş bir uygulama aralığı Yüksek sıcaklık, korozif ve aşındırıcı ortam uygulamaları, Direk 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

3 3 Performans Karakteristikleri Fanların işlevi, V (m 3 /s or m 3 /h) debisindeki havayı, basıncını H (mmss) yükselterek bir yerden bir başka yere iletmektir. Örneğin, dış hava bir hava hazırlama biriminde ısıtıldıktan veya soğutulduktan sonra fanlar yardımıyla tüm binaya dağıtılır ya da, bir endüstriyel tesiste atık gazlar filtre edilir ve atmosfere boşaltılır. Bu proseslerde fandaki hava akımı, akışkanlar dinamiğinin genel ilkeleri çerçevesinde açıklanabilir. Bu temel ilkeler aşağıdaki gibi özetlenebilir: Süreklilik Eşitliği: Akış yolu boyunca bir kaçak olmadığı varsayılırsa, akış sırasında hava debisi sabit olup aşağıdaki gibi yazılabilir: Debi (Q) = Hız (V) x Kesit (A) Örneğin santrifüj fanda rotor çapı girişte küçük, çıkış bölgesinde daha büyüktür. Hava debisi sabit olduğundan, girişteki hava hızı daha yüksek (akış yolu kesidinin daha küçük olduğu yerde) ve çıkışta (akış yolu kesidinin daha büyük olduğu yerde) daha düşüktür. Aşağıda da belirtileceği gibi istenen bir sonuçtur. Bernoulli Eşitliği: Sürtünme kaybının olmadığı varsayımıyla, bu eşitlik basınç, kinetik ve potansiyel enerji toplamının ideal bir akışta sabit olduğunu ifade eder. Yasaya göre akış yolunun iki noktasında aşağıdaki eşitlik yazılabilir: P 1 /γ + v 1 2 /2g + Z 1 = P 2 /γ + v 2 2 /2g + Z 2 Burada; P= Basınç (Pa) γ= Özgül ağırlık (m 3 /kg) v= Hız (m/s) z= Referans çizgisinden olan yükseklik (m)

4 4 Performans Karakteristikleri Yukarıdaki eşitlikte, bir noktada basınç yüksek ve hız düşük iken, diğer bir noktada basınç düşük ve hız yüksek olabilirken her durumda toplam enerji sabit olacaktır. Bernoulli eşitliği, enerjinin korunumunu ifade eder. Sözel olarak ifade edilirse bu yasa, bir akış yolu boyunca akışkanın bütün biçimlerdeki enerji toplamının, bu akış yolu boyunca her noktada sabit olduğunu ifade eder. Bu da, kinetik ve potansiyel enerji toplamının sabit kalması demektir. Örneğin bir depodan çıkan akış durumunda, depodaki kütle başına sahip olunan enerjinin (basınç ve yer çekimi etkisiyle oluşan potansiel enerji) her yerde aynı olması nedeniyle, bütün akış iplikçiklerinde toplam enerji aynıdır. Gerçekte akış sırasında bir sürtünme kaybı olacağından eşitliğin sol tarafında bir enerji-kaybı terimi de eklenmelidir. Bu enerji kayıpları fanın yarattığı statik basınç ile karşılanır. Önceki ifadeye dönersek, Bernoulli eşitliği uyarınca kanatların dış kısmında ki basınç (hızın düşük olduğu yer) artacaktir. Fanlarda kullanılan üçüncü ilke momentum (impuls) ilkesidir. Bu ilke yardımıyla dönme enerjisinin nasıl basınca dönüştüğü anlaşılabilir.

5 5 Performans Karakteristikleri BASINÇ ARTIMI Santrifüj fanda basınç artışı aşağıdaki biçimde ifade edilebilir: Pth u u v v c c 2g Burada gerekli birim dönüştürmeleri yapılırsa; P= Eşitliğin ilk terimi merkezcil (santrifüj) kuvvetin neden olduğu basınç artışıdır. (mmss) γ= Havanın özgül ağırlığı (kg/m 3 ), u= Fan kanadının girişinde ve çıkışında uç hızı u =πxdxn/60 (m/s) u 1 = Havanın fan girişindeki hızı u 1 =πxd 1 xn/60, u 1 = Havanın fan çıkışındaki hızı u 2 =πxd 2 xn/60 v ve c = Hız (m/s) g= Yer çekimi ivmesi (m/s 2 ) D= Rotor çapı (m) n= Fanın dönme hızı (d/d) NOT: D 2 >D 1 olduğundan, çıkış hızı daha büyük olacaktır. İkinci terim, akış gecikmesinin neden olduğu basınç artışıdır. Üçüncü terim, kinetik enerji olup burada u ve v bileşke hızdır. β (β 1 girişte, ve β 2 çıkışta) kanat açısıdır.

6 6 Performans Karakteristikleri GEREKLİ GÜÇ V(m 3 /h) debi ve P th (Pa) basıncındaki bir fan için gerekli güç aşağıdaki eşitlikten bulunabilir: N (kw) = V x P th /(3600x1000) N m (kw) = Vx P th /(3600x 102xη t ) Bu eşitlikte, P th mmss dur. (1 mmss=9.81 Pa) Fan debisi rotor çapına ve dönme hızına bağlıdır. Fan basıncı akışkan yoğunluğunun,dönme hızının rotor çapının ve kanatların bir fonksiyonudur. Fan gücü debi ve basıncın çarpımı olduğundan yine bu parametrelere bağlıdır. Buradaki ilişkiler fan kanunları ile açıklanır.

7 7 Fanlarda Gürültü Seviyesi FAN GÜRÜLTÜSÜ Fan dönüşü nedeniyle ortaya çıkan gürültü enerjisi fanın çapına ve dönme hızına (rpm) 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. Fan gürültüsü, kendi içinde fan dönme hızını ve kanat sayısının bir fonksiyonu olan frekansı kullanarak,frekans aşağıdaki biçimde ifade edilir: BF (Hz) =n(d/d) x N kanat (kanat sayı)/60. Tablolarda frekans standartlaştırılmış biçimde (63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz) verilir.fanlarda en çok rastlanan devir sayısı ve kanat sayısı temelinde fanların gürültü frekansı 100~500 Hz arasında olduğu söylenebilir. Hesaplama sırasında bunlara en yakın değerler kullanılabilir.

8 8 Fanlarda Gürültü Seviyesi Fanların yaklaşık gürültü düzeyi aşağıdaki eşitlikten hesaplanabilir: [Lfan (dba)], L fan =Kw + 10log 10 (V / V 1 ) + 20log 10 ( Pt / P 1 ) + C Burada; Kw = Fan özgül ses düzeyi, V = Fan çıktısı (debi) (L/s), V 1 = Debi için düzeltme faktörü, = L/s P t = Toplam fan basıncı,(pa), P 1 = Basınç düzeltme faktörü (249 P) C = En verimli işletme bölgesinden sapmayı ifade eden düzeltme katsayısıdır. Örnek: Bir fan aşağıdaki ana karakteristiklere sahiptir: Debi = m 3 /h (= L/s), Basınç = 200 mmss (=2000 Pa) Dönme hızı = 1000 d/d Kanat sayısı = 10 olan fanın,yaklaşık gürültü düzeyini belirleyiniz. Frekans BF =1000x10/60=166 Tablodan Kw=47 dba okunur. Örneğin aynı referans tablosundan C=6 dba alınabilir. Böylece yaklaşık ses düzeyi, aşağıdaki gibi hesaplanabilir: L fan =47+10log 10 (13889/0.472)+20log 10 ( )+6 = =116 dba

9 9 Fan Performans Değerlerinde Düzeltmeler YÜKSELTİYE BAĞLI HAVA YOĞUNLUĞU Yükseltiye Bağlı Hava Yoğunluğu Rakım (m) Atmosfer Sıcaklığı Atmosfer Basıncı Hava Yoğunluğu ( C) (Pa) (kg/m 3 ) , , , , , , , , , , , , , , , NOT: Fan performans eğrileri, atmosferik basınç (1 Bar) ve 15 C sıcaklık ile tanımlanan standart koşullarda üretilir. Bu koşullardaki hava yoğunluğu ρ=1.205 kg/m 3 (referans yoğunluk olarak ) alınır. Buna karşılık fanlar çoğu zaman, referans koşullarda çalıştırılır. Örneğin yükseltisi fazla olan yerlerde, deniz-düzeyinde fakat yüksek sıcaklıkta ya da hem yüksek hem de yüksek sıcaklıklı yerlerde çalıştırılabilir. Bu koşullarda fanları çalıştırmak için, fan kanunlarına göre yoğunluk düzeltmelerine (yükseklik ve sıcaklık) gerek bulunmaktadır. Bunu yapmak için, ideal gaz eşitliği (PV=mRT) kullanılabilir. Bu eşitliği yoğunluğa göre düzenleyerek, m/v=ρ=p/(rt) formülü elde edilir.

10 10 Fan Performans Değerlerinde Düzeltmeler YÜLSELTİ DÜZELTMESİ Ara değerler için tablo değerleri kullanılarak enterpolasyon yapılabilir. Örnek: 1800 m yükseklikteki bir yerde (P atm =81213 Pa), Hava yoğunluğu, ρ=81213/(287x276.1) =1.021 kg/m 3 olacaktır. SICAKLIK DÜZELTMESİ Örnek : Deniz düzeyi ve 15ºC sıcaklıktaki hava yoğunluğu; P atm =101330, R=287, T= ) ρ=101330/(287x423)=0.834 kg/m 3. olup, bu durumda düzeltme kat sayısı; actual s tan dard / YÜKSELTİ VE SICAKLIK DÜZELTMESİ Örnek: 1800 m yükseltide ve 15ºC sıcaklıkta hava yoğunluğu; P atm =101330, R=287, T= ) ρ=81213/(287x423=0.669 kg/m 3 dür. Bu durumda düzeltme faktörü; actual s tan dard

11 11 Fan Kanunları DEBİ 1). V 1 =V 2 x(d 1 /D 2 ) 3 x(n 1 /n 2 )x1 BASINÇ 2). P 1 =P 2 x(d 1 /D 2 ) 2 x(n 1 /n 2 ) 2 x(ρ 1 /ρ 2 ) GÜÇ 3). N 1 =N 2 x(d 1 /D 2 ) 5 x(n 1 /n 2 ) 3 x(ρ 1 /ρ 2 ) GÜRÜLTÜ 4). L 2 -L 1 = 50Log 10 (D 2 /D 1 )+50 Log 10 (n 2 /n 1 ) Burada; D= Rotor çapı (m) n = Dönme hızı (rpm), ρ =Yava yoğunluğu (kg/m 3 ), L= Gürültü düzeyi (dba); 1 ve 2 indisleri sırasıyla 1 ve 2 durumarını ifade etmektedir.

12 12 Fan Performans Değerlerinde Düzeltmeler YOĞUNLUK DÜZELTMESİ Örnek: Debi= m 3 /h Basınç= 200 mss Rotor çapı ve devir sayısının değişmediği varsayılırsa, yoğunluğa göre diyagramların kullanımı aşağıdaki gibi olacaktır: (Çalışma koşullarındaki güç: N m =50.000x200/(3600x102x0.8)=34 kw. (0.8 sabiti yaklaşık toplam verimi ifade etmektedir). 1) Standart koşullarda çalışırken; Bu durumda, actual s tan dard 1.00 Olduğundan her hangi bir düzeltmeye gerek yoktur. (Fan yasalarına göre debi için düzeltme katsayısı 1.00 olur.) 2) Deniz düzeyinde ve 150 C deki çalışma: Burada düzeltme katsayısı; actual olacaktır. s tan dard 3) 1800 m yükseltide ve 150 C deki çalışma,bu durumda düzeltme faktörü; actual s tan dard olacak ve standart koşullarda basınç:p=200/0.55=360 mmss, Böylece güç: N m =50.000x360/(3600x102x0.8)=61 kw olacaktır.

13 13 Fan Performans Değerlerinde Düzeltmeler DEVİR SAYISININ ETKİSİ Yukarıdaki fan 1000 d/d da çalışsın. Bu fanda kayış kasnak değişikliği yaparak basıncın 230 mm SS a çıkarılması istensin. (Fan rotor çapının ve çalışma koşullarının değişmediği kabul edilmiştir). Bu durumda, devir sayısı fan basıncı ilişkisinden bulunabilir. 230=200x(n 2 /n 1 ) 2 n 2 /n 1 = (230/200) 1/2 = 1.07 n 2 =1.07x1000=1070 d/d olur. Bu durumda debi V 2 =V 1 x(n 2 /n 1 )= x1.07= m 3 /h Motor gücü N m2 =34x(1.07) 3 = 42 k W olur. Bu fanın 1000 d/d de ki gürültü seviyesinin L 1 =100 d BA olduğunu kabul edilsin. Yeni durumdaki gürültü seviyesi, L 2 -L 1 = (50 log 10 (1.07)=1.47 L 2 = = d BA olur. ROTOR ÇAPININ ETKİSİ Rotor çapının etkisi karakteristikleri bilinen bir fan yardımı ile başka bir fanın karakteristik özelliklerinin (debi, basınç, güç, gürültü) hesaplanmasında kullanılır. Nadiren de olsa rotor çapı tıraşlanarak bir fan daha düşük kapasitede çalıştırılması düşünülebilir. Veya direk tahrikli sistemlerde istenilen devir sayısı ve basıncı sağlamak için standart çap değiştirilebilir. Rotor çapı etkisi hesaplanırken diğer parametrelerin sabit olduğu kabul edilir. Hesap yöntemi yoğunluk ve devir sayısında olduğu gibidir.

14 14 Fan Performans Değerlerinde Düzeltmeler NOTLAR: Not 1 : Normalde yüksek sıcaklıkta çalışacak olan bu fanın soğuk kalkacağı kabul edilsin. Bu durumda en kolay yol büyük motor seçmek olacaktır. (İşletme anında ise değişken kanatlı damper gibi cihazlarla motorun çektiği akımın düşürülebileceği düşünülebilir). Ancak bunun kalkış anında yüksek güç çekilmesi, normal işletmede verimsiz çalışma (gereksiz yere büyük motor kullanılması, büyük motor için büyük çaplı mil, daha büyük yatak, daha çok sayıda kayış vb.) gibi ilk yatırım maliyetini artıran olumsuzluklar olacaktır. Bunun yerine motoru, işletme şartlarındaki güçte (yukarıdaki örnekte 34 kw) seçip giriş damperi kullanmak daha iyi bir seçenek olabilir. Frekans invertörü işletmede değişken debi durumu varsa bir otomatik kontrol sistemi ile kullanılmak suretiyle önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayabilir. Not 2 : Fan kanunlarında görüldüğü üzere hacimsel debi (m 3 /h) yoğunluğa bağlı değildir. Ancak debi kütlesel debi (kg/h) cinsinden verilmiş ise bunun hacimsel debiye çevrilmesinde çalışma şartlarındaki yoğunluğun kullanılması gerekir. Kütlesel debi m=ρxv şeklinde hesaplanır. Örnekte hacimsel debi yerine kütlesel debi örneğin kg/h şeklinde verilmiş olsaydı her üç durumdaki yoğunluklar kullanılarak hacimsel debi hesaplanıp işlemlere (güç vb. hesabı) öyle devam etmek gerekecektir. Yukarıda birinci durumdaki çalışma şartlarında hacimsel debi V=60.000/1.205= m 3 /h, ikinci durumda V=60.000/0.834= m 3 /h, üçüncü durumda V=60.000/0.664= m 3 /h olacaktır.

15 15 Sistem Karakteristik Eğrileri SİSTEM KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ Fanlar kendi başlarına çalışan cihazlar değildir. Bir hava kanalı veya proses sisteminin parçası olarak çalışırlar. Örneğin bir binanın klimatize edilmesinde kullanılan bir fan, kritik devredeki basınç kayıplarını yenerek havayı istenilen yerlere taşımak durumundadır. Bir fabrikanın baca gazı filtreleme sistemindeki durum da benzerdir. Fan kanallardaki, eşanjörlerdeki, filtredeki ve varsa diğer elemanlardaki basınç kayıplarını karşılamak durumundadır. Sistem karakteristik eğrileri fan karakteristik eğrilerinin üzerine çizilerek fanın çalışma noktası tespit edilir. Ayrıca sistemin dinamik davranışı ve işletme şekline uygun olarak uygulanacak kontrol stratejileri de bu eğriler üzerinde çizilerek incelenebilir. Örneğin fanın en verimli bölgede çalışması, sabit basınçta çalışması (örneğin bir merdiven basınçlandırma fanı) veya değişken debide çalışması (örneğin bir binada VAV sistemi), filtre kirlilik durumu v.b. bu eğriler üzerinde incelenebilir. Aksiyal fanların performans eğrilerinin şekilleri genellikle eğer biçiminde olduğundan, az çok kararlı aralıkta olduğu söylenebilir. Akış direnç katsayısındaki küçük bir artış, akışta ve dolayısıyla fan çıktısında önemli bir düşüşe neden olacaktır. Fanın çalışma noktası olanaklı olduğunda, en yüksek çalışma verimine sahip olacağı normal çalışma aralığında (bölgesinde) olmalıdır.

16 16 Fanlarda Enerji Verimliliği FANLARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ Günümüzdeki sorunların çoğu enerji kaynaklarının kıtlığından ve fiyatlarının yüksekliğinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca petrol, doğalgaz, kömür gibi yakıtlar atmosferi kirletmekte ve küresel ısınmaya yol açmaktadır. Küresel ısınma nedeniyle ise göller kurumakta, kuraklık artmakta, barajlarda sular azalmakta, kutuplarda buzullar erimektedir. Bu nedenlerle seçilen ve tasarlanan fanların ekonomik, az enerji tüketen ve çevre dostu olmalarına dikkat edilmelidir. Örneğin bir fanın saat çalışacağı kabul edilsin. Bu durumda fanın ömrü boyunca tüketeceği enerji, bu fanın imalat (ilk yatırım) maliyetinin 10 katından fazla olabilmektedir. Bu nedenle uzun süre çalışacak fan sistemlerinde enerji verimliliğini artırmak çok önemlidir. İlk yatırım maliyeti artsa bile bunlar yapılmalıdır. Aşağıda bu hususlar ilişkin özet bilgiler verilmiştir. Burada temel hedefler fanların verimliliğinin artırılması ve üretimde az enerji kullanılmasıdır. Bunun için doğru fan seçimi gerekmektedir. Bu noktada aşağıdaki gibi hususlara dikkat edilmelidir. 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 invertörleri kullanılmalıdır. Yüksek sıcaklıklarda fan girişinde değişken kanatlı damperler kullanılmalıdır.

17 17 İşletmelerde Enerji Verimliliği İŞLETMELERDE ENERJİ VERİMLİLİĞİ İşletmenin sürekli veya kesintili olması durumuna göre fan tasarımı yapılmalıdır. İşletmenin amacına uygun olarak maksimum enerji ekonomisi sağlayacak şekilde otomatik kontrol sistemi kullanılmalıdır. Çok yüksek güçlü fanların çalıştırıldığı tesislerde seri veya paralel çalışma opsiyonları dikkate alınmalıdır. Örneğin paralel bağlı işletmede küçük ve birden fazla fan çalıştırılacağı için değişken debilerde düşük kalkış momentleri, yedekleme söz konusu olabilir. (Ayrıca tek ve büyük bir fanın frekans invertörü ile kontrolu çok uygun olmayabilir. Bu durumda maliyet analizleri yapılmalıdır). Eğer airfoil kanatlar kullanılmıyor ise büyük çaplı fanlar düşük debilerde daha çabuk kararsız çalışma bölgesine girebilir (düşük akım çekme beklentisine karşın motorun daha fazla akım çekmesi söz konusu olabilir). Bu nedenle böylesi durumlarda bir adet büyük fan yerine birden fazla ve daha küçük fan seçilmesi düşünülebilir. Bu şekilde seçilen birden fazla fan işletmede paralel bağlı olarak çalıştırılabilir, burada yedekleme de söz konusu olmaktadır. Yerine göre seri bağlı opsiyonlar da düşünülmelidir. Örneğin yüksek basınçlarda tek fan yerine iki fan daha uygun olabilir. Veya tesisatın çok uzak veya düşük kapasiteli bir bölümü için booster fan kullanılır. Firmamız yukarıdaki ve benzeri konularda gerekli hizmetleri müşterilerine sunmaktadır.

18 18 Teknik Bilgiler KALKIŞ SÜRESİ Kalkış süresi rotorun ataleti ile, motor torku ile yük tarafından uygulanan karşıt tora arasındaki fark olan hızlanma torku tarafından belirlenir. Motorun tork eğrisi bir durumdan diğerine önemli ölçüde değişir. Garanti edilmesi gereken tork için örneğin VDE 0530% 15~25 bir toleransa olanak sağlamaktadır. Rotor sınıfı 16 olan motorlar için kalkış süresi; 0.7 M D. n t 6 10 N 2 2 olur. Burada; n d/d olarak fan hızı; N, kw olarak adsal motor gücü; M kg olarak fanın kütlesi ve D m olarak rotor çapıdır. Kayışlı tahrikler için, n 2 yerine n vent n mot fan ve motor devir sayılarının çarpımı gelir. Eğer düşük kalkış torkuna sahip motorlar kullanılıyorsa, hesaplanan kalkış süresi 13 rotor sınıfı için 1,2 ile; sınıf 10 için 1,9 ile çarpılmalıdır. Burada n, fanın d/d olarak dönüş hızı; N, kw olarak motor gücü; M kg olarak rotor kütlesi ve D rotor çapıdır. Doğası gereği, radyal fan ataleti yüksek olan bir makinadır. Bu özellikle, nispeten düşük güçlü ve küçük bir torka sahip motor kullanan düşük hızlı büyük rotorlar için söylenebilir. Böylece, motordan daha düşük devir sayısına sahip ve 10 kw ın üstündeki bütün motorlar için bir kontrol yapılmalıdır. Tek fazlı motorlar kullanıldığında, bu motorların uygunsuz tork eğrilerine sahip olması nedeniyle, özel bir dikkat gerekli olmaktadır.

19 19 Teknik Bilgiler MALZEME VE YÜZEY İŞLEMLERİ Malzeme ve Yüzey İşlemleri Normal fanlarımız yağlardan ve yüzey oksitlenmesinden soyutlanmış yapı çeliğinden üretilmekte ve çevre dostu bir astar kat boya vurulmaktadır. Somun ve civatalar galvanizli çeliktendir. Standart tasarımdaki fanlar -25 ºC / +115 ºC sıcaklık aralığında kullanılabilir. Bu sıcaklık aralığının dışında, özel yağlar, özel yüzey işlemleri, soğutma diskleri gerekli olabilir. Lütfen servis koşullarınız hakkında bizi bilgilendiriniz. Siparişe göre fanlara, bir astar veya özel bir boya ile son kat boya vurulur. Fanlar alüminyum, paslanmaz, çelik ve diğer özel malzemelerden imal edildiğinde bu boyama yöntemi sadece rotora, gövdeye ve giriş ağzına uygulanır. Rotor tablası ve kaideleri, aksi belirtilmediği sürece, normal yapı çeliğinden imal edilmektedir. Patlama Direnimli Uygulamalar İsteğe göre fanlar, sürtünmeyi artırmayan ve kıvılcım üretmeyen yumuşak çelik malzemeden üretilmektedir. Yüksek güvenlik gerektiren uygulamalar için, özellikle toz patlamalarından kaçınmak için, iç yüzeye bir kalay kaplama uygulanabilir.

20 20 Teknik Bilgiler FANLARIN PERFORMANS TESTİ Fanların Performans Testi Endüstriyel fanların performans testleri DIN test kodlarına göre yapılır. Bir fanın performansı statik basınç (Pa),toplam basınç (Pa), fan gücü (kw), motor girdisi (kw), mekanik verim (%), ve ses düzeyi (db) gibi değişkenlerin tümünün hava debisine (m 3 /h) karşı çizildiği bir eğri yaprağı ile değerlendirilir. Bu performans eğrileri testlerden elde edilirken, bazıları fan kanunlarının uygulanmasıyla belirlenir. Ayrıca yukarıdaki testlere ek olarak ısıya dayanıklı ve duman egzoz fanları, ısıya dayanım yönünden EN e göre test edilir. Fanların kullanım ömürleri içerisinde her gerek duyulduğunda tam kapasite ve güvenilir biçimde çalışması bir zorunluluktur. Isı ve duman havalandırma sistemi, yangın acil durumunda, olumlu rol üstlenen güvenlik ekipmanı kapsamındadır. Yangın fanları aşağıdaki gibi sınıflandırılır; Sınıf F200 (200 C, 120 dakika) Sınıf F300 (300 C, 60 dakika) Sınıf F300, 120 dakika (özel sınıf) Sınıf F400 (400 C, 120 dakika) Sınıf F500 (500 C, 90 dakika ve700 C, 90 dakika) (özel sınıf).

21 21 Teknik Bilgiler FANLARIN KONTROLU Bir çok kurulumda fanlar maksimum çıktı vermek ve gerekli olduğunda hava debisinin elle veya otomatik biçimde azaltılmasını sağlayan olanaklara sahip olmak üzere seçilir. Bu konuda en çok kullanılan üç yöntem açıklanmıştır. 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. Değişken Kanatlı Giriş Damperli 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. Teknik Bilgiler

22 22 Teknik Bilgiler DAMPERLER Damperin kısılması veya açılması ile sistem direnci değiştirilir. Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, güç tüketimindeki tasarruf çok azdır. Ancak en ucuz ve en basit konstrüksiyondur. Bu nedenle sadece küçük güçlü ve güç tasarruflarının önemli olmadığı fanlardaki hacim azaltımında kullanılır. MOTOR TAHRİK TÜRLERİ Fanı motorla tahrik etmede kullanılabilen iki yöntem bulunmaktadır: 1. Kayış-kasnakla tahrik 2. Direk tahrik (kavrama ile veya direk tahrik) Bu iki yöntemin avantaj ve sakıncaları aşağıdaki gibidir: Kayış-kasnak tahriki iki nedenle kullanılabilir: Esneklik: Herhangi istenen bir hız elde edilebilir (buna karşılık direk tahrik 3000,1500, d/d gibi birkaç devir sayısı hız ile sınırlıdır). Fakat, eğer elektrik motoruna değişken kontrol uygulanıyorsa, bu avantaj ortadan kalkar. Pahalı ve düşük hızlı motorlardan (750 d/d) kaçınma imkan verebilir. Küçük türlerde dört nedenden ötürü direk tahrik kullanılır; Küçük boyutlar genellikle yüksek hızda çalıştıklarından pahalı düşük hızlı motorlara gerek yoktur, Direk tahrik, fazladan miller, yataklar, destek elemanları ve kasnaklara gerek olmadığından düşük maliyetle sonuçlanır, Kayış kayıplarından kaçınıldığı için, direk tahrik daha iyi fan verimlerine sahiptir, Direk tahrik minimum bakıma gerek gösterir. Teknik Bilgiler

23 23 Teknik Bilgiler ELEKTRİK MOTORLARI Fanların tahrikinde kullanılan yedi tür elektrik motoru bulunmaktadır. Bu türlerden ilk ikisi trifaz güç beslemesi gerektirirken diğer beş motor mono-faz güçle beslenir. Fan gücü 1 HP ve üzerinde oluğunda genellikle tre-faz sincap kafes rotorlu motorlar kullanılır. En çok kullanılan trifaz motorlar bunlardır. Bunlar yüksek verim ve düşük maliyet avantajlarına sahiptir. Bazen iki-hızlı motorlar olarak kullanılırlar. İkinci hız kademesi için ayrı bir sargıya gerek vardır. İkinci hız kademesi ilk hız kademesinin % 60~70 i olabilir. 1. Pahalı olmalarına rağmen ayarlanabilir hız uyarlamaları için trifaz sargı rotorlu motorlar kullanılır. 2. Tek fazlı, start için yardımcı sargı içeren ayrık-fazlı indüksiyon motorları, 0.35 kw güce kadar kullanılırlar. Bunlar biraz düşük verimli olsalar da, tek fazlı motorlar içinde en verimlisidirler. Yüksek bir kalkış akımı gerektirmeleri bir sakınca oluşturur. 3. Tek fazlı, indüksiyon motorları, dönen parçaların içte değil dışta olmasıyla diğerlerinden ayrılır. Bu motorlar pervaneli fanlarda ve aksiyal fanlarda kullanılır.

24 24 Teknik Bilgiler GÜRÜLTÜ VE TİTREŞİM Gürültü Susturucu ve ses azaltıcı ekipmanlar yönünden bütün güç aralıklarındaki gereksinimlere yanıt veriyoruz. Ürün programı modüler yapıda olup, en yüksek isteğe göre ayarlanabilmektedir. Ekipmanlarımız kolay toplanabilmeleri yanında emsallerinden daha ucuz fiyattadır. 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 yada kısmi ekipmanlar uygulanır. Titreşim Fanlar ve diğer dönen makinalar 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. ALFER A.Ş. 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. Özel uygulamalar için, açık, yaylı titreşim elemanları da önermekteyiz. Ayrıca titreşim önleyici altlıklar da kullanılabilmektedir. Hafiften orta ağırlığa kadar ekipmanların altıkları olarak lastik malzeme öneririz. Bu seri, altlık başına 350 kg maksimum yük ve 11 mm statik çökme ile 6 tür altlık içermektedir. Özel montaj tablaları son derece kararlı ve mekanik yıpranmalara dayanımlı bir montaj altlığı oluşturmaktadır. Birçok uygulamada açık metal yay izolatör öneririz. Değişik bağlantılar kullanılarak yay başına 125 kg ve 25 mm lik bir çökme ile izolasyon elde edilebilir.

25 25 Fanların Kullanım Alanları FANLARIN KULLANIM ALANLARI Firmamız farklı fanların değişik uygulamaları konusunda geniş bir deneyime sahiptir. Bugüne kadar fan teslimi yapılan sektörel alanlar ve kazanılan deneyim genişliği aşağıda kısaca ve örnek olarak verilmiştir. BİNA MALZEME VE ÇİMENTO ENDÜSTRİSİ, SERAMİK ENDÜSTRİSİ, TOZ TOPLAMA TEKNOLOJİSİ, ELEKTRİK ENDÜSTRİSİ, EGZOST HAVALANDIRMASI, DUMAN GAZI TEMİZLEYİCİLERİ, METALÜRJİ VE DEMİR ENDÜSTRİSİ, PNÖMATİK İŞLEM TEKNOLOJİSİ, BASKI ATÖLYESİ, ÇATI FANLARI, LASTİK ENDÜSTRİSİ, YÜZEY İŞLEME TEKNOLOJİLERİ, TEKSTİL ENDÜSTRİSİ, ATIK ISI GERİ KAZANIMI, TÜNEL HAVALANDIRMASI, HVAC SİSTEMLERİ, DEMİR-ÇELİK, CAM, ÇİMENTO, AHŞAP SANAYİ, KARAYOLU-DEMİR YOLU TÜNEL HAVALANDIRMASI, MADENCİLİK, ELEKTRİK SANTRALLARI, SOĞUTMA KULELERİ, OTOPARK HAVALANDIRMASI, PETROKİMYA, KİMYA, RÜZGAR TÜNELİ, TAŞIMACILIK, ŞEKER, KAĞIT VE AHŞAP ENDÜSTRİSİ, ÇEVRE ENDÜSTRİSİ, ENDÜSTRİYEL HAVALANDIRMA

26 26 Fanların Kullanım Alanları Tünel Havalandırması Araç tünelleri ve metrolar, değişik tarif koşullarını karşılamak üzere havalandırmayı ve acil durum koşullarında çalışır halde kalmayı gerektirir. ALFER A.Ş fanları bu işlevleri güvenilir ve verimli biçimde yerine getirir. Demir ve Çelik Günümüzde fanların kullanıldığı uygulamaları içeren en önemli uygulamalardan bazıları demir ve çelik sektöründekilerdir. Yüksek basınçlı ve toz yükü ağır olan geniş hacimdeki havaya hareket verilmesi rotorun mekanik tasarımında zorlu gereksinimlerin karşılanması gereğini ortaya koyar. Fanlarımız enerji verimli ekipmanlar olup, enerji yoğun bir sektörde güç tüketimini azaltmak üzere tasarlanmıştır. Her türden uygulamada sahip olduğumuz geniş deneyim, planlanmayan kesintileri azaltan yüksek güvenirlik düzeyinde ekipman üretmemizi olanaklı kılmaktadır. Madencilik Madencilikte kullanılan fanların normal çalışmadaki gereksinimleri diğer ağır endüstri fanlarındaki kadar ciddi boyutlarda olmasa da, arıza durumundaki sonuçlar oldukça ciddi yapıdadır. ALFER A.Ş tarafından üretilen madencilik fanları öncelikle emniyet düşünülerek tasarlanmaktadır. Çimento Modern çimento üretim teknolojisi proses fanları üzerinde aşınma, aşırı toz birikimi ve yüksek sıcaklıklar gibi birçok olumsuzluk getirir. ALFER A.Ş. büyük özel tasarım fanlarından standart fanlara kadar geniş bir aralıkta, çimento endüstrisinin gerek duyduğu bir çok ve değişik türde fan üretmektedir. Çimento fabrikaları için gerekli bütün fanları sağlamaktayız. Bunun içerisinde, kritik proses fanları, ön ısıtcı için temelde santrifüj olan egzoz fanları, ocak için tetiklenmiş çekme fanları, ham madde değirmen fanları, nihai egzost fanları, soğutucu cebri çekim fanları, çimento değirmeni egzost fanları sayılabilir. Çevresel Endüstriler Çevrenin korunması giderek önem kazandıkça, ALFER A.Ş. fanları arazi, hava ve suyun korunması yönünden doğrudan yarar sağlayan uygulamalarda önemli bir işlevi yerine getirmektedir. Cam Sanayi Fırınlar ve soğutma/sertleştirme işlemleri için fanlar üretmekteyiz. Metaller ve Madenler Cevherin işlenmesinden metallerin rafinasyonu ve ergitilmesine kadar, ALFER A.Ş metal ve maden işleme endüstrisinin gereksinimlerine yanıt veren fanlar sağlamaktadır. Madencilik sektörü için ürettiğimiz fanlar geniş bir yelpazede yüksek verim, düşük gürültü düzeyi ve süreklilik gereksinimlerini karşılamak üzere imal edilmektedir.

27 27 ALFER MÜHENDİSLİK TAAHHÜT TİC. VE SAN. A.Ş. Pazarlarınız bizi yönlendiriyor Müşterilerimizin başarı kazanmak istediği pazarları anlama amacındayız. ALFER A.Ş ürünleri piyasalardaki değişmenin doğrudan sonucu olarak evrim geçirmekte ve yeni ürünler geliştirilmektedir. Bunlar yenilikçi ürünler olup, firmamızın yeni ürünlere sürekli yönelimini göstermektedir. Müşteri memnuniyetine yaklaşımındaki temel ilkemiz, müşerilerimize ani hizmet ve ilk projelendirme aşamasındaki fan seçiminden kurulum, işletmeye alma ve işlevsel bakım hizmetlerine kadar her aşamada birinci sınıf ürün desteği sağlamaktır. ALFER A.Ş nin deneyimli ve nitelikli satış ve bakım personeli, size teknik danışmanlık ve dünya genelinde yerinde servis desteği için çalışmaktadır. ALFER MÜHENDİSLİK TAAHHÜT TİC. VE SAN. A.Ş. Genel Merkez ve Fabrika Ankara 1.Organize Sanayi Bölgesi Oğuz Cad. No: Sincan/Ankara-TÜRKİYE Telefon: (Pbx) Faks : İstanbul Şube Sahrayıcedit Mahallesi Atatürk Caddesi No:3 Onur İşhanı B Blok Kat:4 Daire:12 Kadıköy/İSTANBUL-TÜRKİYE Telefon: (Pbx) Faks : alfer@alfer.com.tr