Fanlar, birçok endüstriyel ve ticari uygulamada yaygın olarak kullanılan önemli bir ekipmandır. Bu fanların türleri ve özellikleri, belirli işlevler ve uygulamalar için uygun olacak şekilde farklılık gösterir. Radyal fanlar da bu kategoride önemli bir yere sahiptir. Bu yazıda, radyal fan sınıflarını inceleyeceğiz ve hangi uygulama alanlarında en etkili olduklarını, ayrıca sessiz çalışma ve enerji tasarrufu sağlama özelliklerini de göz önünde bulunduracağız.

Radyal Fan Nedir?

Radyal fanlar, hava akışını sağlamak için kullanılan bir tür fandır. Diğer bir deyişle, hava, fanın rotorundan dışarıya doğru itilir. Bu tip fanlar genellikle yüksek basınç gerektiren uygulamalarda tercih edilir. Radyal fanlar, Düz kanatlı (Straight radial), geriye eğik kanatlı (Backward-curved), ileriye eğik kanatlı (Forward-curved) ( olmak üzere üç ana sınıfa ayrılır.

Düz Kanatlı

Radyal üfleyiciler, kanatları merkezden düz bir şekilde dışarı doğru uzanan çarklara sahiptir. Radyal kanatlı çarklar sıklıkla, kanatlarda katı madde birikimine en az hassas oldukları için, partikül yüklü gaz akışlarında kullanılır, ancak genellikle daha yüksek gürültü çıkışı ile karakterizedirler. Radyal üfleyiciler yüksek hızlarda, düşük hacimlerde ve yüksek basınçlarda çalışır, sıklıkla elektrikli süpürgelerde, pnömatik malzeme taşıma sistemlerinde ve benzer süreçlerde kullanılırlar.

Geri Eğik Kanatlı

Geri eğimli kanatlar,  fan çarkının dönüş yönünün tersine eğilir. Daha küçük üfleyiciler, düz, eğimli olmayan geriye doğru eğimli kanatlara sahip olabilir. Daha büyük geriye eğimli/geriye doğru eğimli üfleyicilerin kanatları, bir havafoil kesitini taklit eden geri eğimlere sahiptir, ancak her iki tasarım da nispeten ekonomik inşaat teknikleri ile iyi işletme verimliliği sağlar. Bu tür üfleyiciler, düşükten orta dereceye partikül yüklemelerine sahip gaz akışlarını idare etmek için tasarlanmıştır. Aşınma koruması ile kolayca donatılabilirler, ancak belirli kanat eğimleri katı madde birikimine eğilimli olabilir. Geri eğimli çarklar, genellikle ileri eğimli muadillerinden daha ağırdır çünkü daha yüksek hızlarda çalışır ve daha güçlü bir yapı gerektirir.

Geri eğimli fanlar, belirli hızları yüksek olan bir aralığa sahip olabilir, ancak en sık orta belirli hız uygulamalarında kullanılırlar—yüksek basınç, orta akış uygulamaları, örneğin hava taşıma ünitelerinde.

Geri eğimli fanlar, radyal kanat ve ileri eğimli fanlardan daha enerji verimlidir, bu nedenle yüksek güç uygulamaları için daha düşük maliyetli radyal kanatlı fana uygun bir alternatif olabilir.

 İleriye Eğik Kanatlı

İleri eğimli kanatlar, fan çarkının dönüş yönünde eğilir. Bu kanatlar özellikle partiküllere karşı hassastır ve genellikle sadece temiz hava uygulamaları için belirlenir, örneğin klima sistemleri için. İleri eğimli fanlar genellikle, bir kanatlı aksiyel fanın yetersiz kaldığı yüksek statik basınç gerektiren uygulamalarda veya bir santrifüj fanın küçük boyutunun gerekli olduğu, ancak geri eğimli bir fanın gürültü karakteristiklerinin mekan için rahatsız edici olduğu durumlarda kullanılır. Daha düşük hava akımı sağlayabilirler, ancak bir kanatlı aksiyel fana kıyasla statik basınçta daha yüksek artış sağlarlar. Genellikle fan bobini ünitelerinde kullanılırlar. Geri eğimli fanlardan daha az verimlidirler.

Sessiz Çalışma ve Enerji Tasarrufu

Asel Teknik olarak biz, radyal fanlarda sessiz çalışma ve enerji tasarrufu sağlayan sistemlerin geliştirilmesinde öncüyüz. Bu sistemler, yüksek verimli motorlar, aerodinamik tasarımlar ve gelişmiş kontrol algoritmaları gibi özellikleri içerir. Bu sayede, fanlar sessiz ve verimli bir şekilde çalışırken, enerji tüketimi minimize edilir.

Hangi Uygulama Alanlarında Kullanılırlar?

Radyal fanların çeşitli sınıfları, farklı uygulama alanları için idealdir:

• Havalandırma Sistemleri: Hem düz hem de ileriye eğimli kanatlı ve salyangoz tasarımı radyal fanlar, binalarda ve endüstriyel tesislerde havalandırma sistemlerinde kullanılabilir.
• Klima Sistemleri: Özellikle düz kanatlı ve ileri eğimli kanatlı radyal fanlar, klima sistemlerinde hava sirkülasyonunu sağlamak için kullanılır.
• Endüstriyel Süreçler: Yüksek basınç gerektiren endüstriyel süreçlerde geriye eğimli kanatlı radyal fanlar tercih edilir. Soğutma Sistemleri:İleri eğimli kanatlı kanatçıklı radyal fanlar, soğutma sistemlerinde hava akışını artırmak için kullanılabilir.

Radyal fanlar, farklı sınıflara ayrılarak çeşitli uygulama alanlarına hitap eder. Düz, ileri eğimli ve geriye eğimli kanatlı tasarımı radyal fanlar, belirli basınç ve debi gereksinimlerini karşılamak için tasarlanmıştır. Ses ve enerji tasarrufu sağlayan sistemler, modern fanların önemli özelliklerindendir. 

Fanların Tarihçesi: Mekanik Mühendisliğiyle Olan Köklü Bağlantısı

Fanlar, havayı dolaştırma ve iklimlendirme ihtiyacını karşılamak üzere yüzyıllardır kullanılan önemli araçlardan biridir. Ancak, fanların gelişimi ve modernleşmesi, mekanik mühendisliği disiplini ile yakından ilişkilidir. Fanların tarihçesi ve mekanik mühendisliğiyle olan bu derin bağlantıya dair daha fazla bilgi edinmek için yazımızı okuyabilirsiniz.

Fanların Kökeni: Antik Dönemlerden Günümüze

Fanların tarihi, antik çağlara kadar uzanmaktadır. Antik Mısır ve Yunanistan’da, el yapımı basit fanlar kişisel kullanım için yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak, fanlar, sanayi devrimiyle birlikte büyük ölçüde evrim geçirerek endüstriyel uygulamalarda yaygın hale gelmiştir.

Ortaçağ ve Rönesans Dönemi: El-Cezeri’nin Önemi

Orta Çağ İslam dünyasında yaşamış olan bilim insanı El-Cezeri, mekanik konularda önemli çalışmalar yapmıştır. Otomatik makineler ve cihazlar üzerine yaptığı araştırmalar, fan teknolojisinin erken dönemlerindeki gelişimine önemli bir katkı sağlamıştır.

Sanayi Devrimi ve Modern Fan Teknolojisi

Sanayi Devrimi ile birlikte, fan teknolojisi önemli bir evrim geçirmiştir. Buhar gücüyle çalışan fanlar, endüstriyel devrimin önemli bir parçası olmuş ve fabrikalarda, madenlerde ve diğer endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmıştır. Mekanik mühendisliğin ilerlemesi, fanların daha verimli ve güçlü hale gelmesini sağlamıştır.

Mekanik Mühendisliğiyle Fan Tasarımı

Günümüzde, fanların tasarımı ve geliştirilmesi, mekanik mühendisliği prensiplerine dayanmaktadır. Aerodinamik, akışkanlar mekaniği ve malzeme bilimi gibi alanlardaki ilerlemeler, fanların daha verimli, sessiz ve dayanıklı olmasını sağlamıştır. Mühendisler, fanların performansını sürekli olarak optimize etmek ve enerji verimliliğini artırmak için yeni teknolojiler ve tasarım yöntemleri üzerinde çalışmaktadırlar.

Fanlar, mekanik mühendisliği alanındaki ilerlemelerle birlikte sürekli olarak evrim geçirmiştir. Mekanik mühendisliğin katkıları sayesinde, fanlar daha güçlü, verimli ve çevre dostu hale gelmiştir. Bu ilişki, fan teknolojisinin gelecekteki gelişimine de önemli bir yol gösterici olacaktır.

Tozsuzlaştırma sistemleri, gerek fanları için kullandıkları elektrik enerjisi, gerek basınçlı hava tüketimleri gerekse sarf malzemesi olan filtrasyon elemanları ile işletmelerin genel üretim giderlerinden çok ciddi paylar almaktadırlar.

Verimsiz çalışan bir toz toplama ünitesi, öncelikle çalışan sağlığını tehdit etmekle birlikte, aynı zamanda hem yeniden kullanılabilecek ürünün kaybına hem de boşa giden masraflara neden olurlar.

Verimsizliğe neden olarak en sık rastlanan nedenler şunlardır;

• Hatalı toplama kanalları,
• Hatalı fan seçimi,
• Yetersiz silkeleme havası,
• Hatalı filtre elemanı seçimi

Asel Endüstriyel, 20 yıllık endüstriyel sanayi tecrübesi ile kurduğu tozsuzlaştırma sistemlerinde, verim kaybına neden olabilecek bu hataların önüne geçmek için ileri mühendislik tekniklerini kullanmaya çalışmaktadır.

Asel Endüstriyel bünyesinde bulunan mühendisler, her toz toplama sistemini müşteriye özel olarak tasarlar.

Öncelikle toz toplama kanalları için katı modelleme yapılır. Sonrasında bu kanallar, akışkan simülasyon yazılımı ile sanal olarak çalıştırılır. Sistemden alınan basınç kaybı ve en uygun hıza karşılık gelen debi verileri ile kanal projesi tamamlanır.

Böylece, kanal çapları, kanal formu ve fan seçimi hem yeterlilik hem de enerji verimliliği açısından doğru seçilmiş olur.

Toz toplama sistemlerinde en yaygın yapılan hata, aşırıcı direnç oluşumuna neden olan dar çaplı kanallar ya da toz çökmesine neden olan çok geniş kanallardır.

Doğru filtre elemanını doğru hava ile temizleme/silkeleme

“Yine toz toplam ünitelerinin verimi en fazla düşüren etkenlerden biri, hatalı filtre elamanı seçimidir.

Proseste bulunan,

• Toz yükü,
• Tozun tane dağılımı,
• Toz yapışkanlığı,
• Toz aşındırıcılığı,
• Nem,
• Sıcaklık,

Gibi etkenlerin doğru etüt edilmesi ve uygun filtre elemanının seçilmesi çok kritiktir.

Doğru seçilmemiş bir filtre elamanı, diğer her şey düzgün olsa bile verimli çalışmanıza izin vermeyecektir.

Diğer bir kritik konu da, temizleme/silkeleme havasıdır.

• Uygun basınçta,
• Uygun debide,
• Uygun kalitede

Temizleme havası kullanılması çok önemlidir.

Yapılan en yaygın hata, ünite yanına getirilen hava hattı çapının olması gerekenden düşük olması ve basınçlı hava merkezinde üretilenden çok daha düşük basınçta hava beslenmesidir.

Diğer bir konu da, uzun ve izole edilmemiş hava hatlarında oluşan yoğuşma ve ıslak hava ile temizlemenin getirdiği sıkıntılardır.

Etkili ve minimum işletme giderleri ile çalışan bir toz toplama sistemleri için dikkat edilmesi gereken en önemli noktalar, kısaca bu yazıda anlatılmıştır.

Yazan: Dr. Barkın MİNEZ (Mak. Müh.)

Tozsuzlaştırma Sistemlerinde

Sürdürülebilir Performans ve Ekonominin İlk Adımı

Fanlar…

Bir toz toplama / havalandırma sistemi tasarımının, en önemli konularından biri fanlar…

Hatalı hesaplandığında/seçildiğinde, sistemin ömrü boyunca performans sağlayamamasına ya da verimsiz çalışmasına en büyük etkenlerdendir.

Zira ihtiyaçtan az debide çalışan bir fan, zaten tozların toplanamayacağı anlamına gelir.

Gereğinden fazla debide çalışan bir fan ise, en kıymetliniz olan ürünün çöpe gitmesinden, toz toplama kanallarının delinmesine kadar pek çok olumsuzluğa neden olabilir.

Yanda grafiği görülen fan;

2.000 m3/h debi kapasitesinde mi?

1.000 m3/h debi kapasitesinde mi?

500 m3/h debi kapasitesinde mi?

Hepsi doğru ya da hepsi yanlış…

Debi, bir fan için tek başına anlamsız bir terim.

Anlamlı olabilmesi için, yanına en az hangi basınçta? Sorusu gelmesi gerekiyor.

Şayet bir sistem için kayıpları hesapladınız ve bu direnci yendikten sonra alınacak bir debi hesapladıysanız, ancak kayıplar ya da vantilatör tasarımı doğru değilse, hiçbir şey doğru gitmeyecek demektir. Kısaca grafiğin hatalı olarak sağında ya da solunda kalacaksınız. Böylece ya eksik debi ile tozu toplayamayacaksınız, ya da fazla debiyle ürün kaybına neden olacaksınız.

Dolayısıyla, mühendisliği iyi yapılmamış bir fan seçimi ile, yüksek performansta ve yüksek enerji verimliliğinde bir toz toplama sistemi kurmak mümkün olamamaktadır.

Bundan şüpheniz mi var?

Lütfen bacadan attığınız filtrelenmiş hava debisi ile fan etiket değerini karşılaştırın,

Ya da topladığınız toz analizinde ürününüz de var mı kontrol ediniz.

Pek çok kişi, fan etiket değerinin yarısını bile alamadığını ve filtre tozunun en az %20’sinde ürün bulduğunu bildirmektedir…

Sürdürülebilir performans ve verimlilik ile ilgili diğer parametrelere sonraki sayılarda devam edilecektir…

Bir beyaz eşya mağazasına çamaşır makinesi almak için girdiğinizde, pek çok satıcı size ürünleri gösterirken devirleri ile sınıflar. Sanki yüksek devre çıkabilen makineler, diğerlerinden daha iyi gibi görünür.

Düşünüldüğünde, devir parametresi diğer özelliklerin yanında belki en önemsizidir. Zira yıkama işleminin daha iyi ya da kötü olmasıyla hiçbir ilişkisi olmaması bir yana, kullanıcıların genelde kırışıklık oluşmaması için düşük devirde çalıştırma yaptıkları gözlenmiştir.

Tozsuzlaştırma sistemlerinde çok büyük hakimiyeti olan jet-pulse torbalı ünitelerde de bazen, “metrekare” ile tanımlama yapıldığı görülmektedir. Oysa ki benzer şekilde, torba alanından daha önemli pek çok parametre bulunmaktadır.

Ekonomik sürdürülebilirlik

Bir tozsuzlaştırma sisteminin başlıca tüketim kalemleri;

• Fan kaynaklı elektrik tüketimi,
• Basınçlı hava kaynaklı elektrik tüketimi,
• Toz filtreleme elemanı kaynaklı sarf,
• Verim kayıpları kaynaklı elektrik tüketimi,
• Tasarım kaynaklı aşırı aşınma vb. bakım masrafları.

Bir tozsuzlaştırma ünitesini ekonomik almak kadar, aynı ekonomikliği kullanılırken de sürdürebilmesi en az o kadar önemli olsa gerek.

Hatalı seçilmiş fanlar, gereğinden fazla basınçlı hava tüketimi yapan üniteler, filtre elemanlarına kaldıramayacakları kadar toz yükleyen tasarımlar, aşınmaya ve yıpranmaya zorlayan tasarımlarla, işletme ekonomisi sağlamak mümkün olamamaktadır.

Sürdürülebilir Performans

Toz toplama ünitelerinin en sık rastlanan sorunu, 3 ay iyi performans ve sonrası hüsran. Sürekli tüketen, ama toz toplamayan üniteler. Doğru tasarlanmamış pek çok toz toplama sistemi, devreye alındıktan birkaç ay sonra, başlangıç debisinin yarısını bile çekememektedir. Dolayısıyla ödenen ücretin en az yarısı boşa gitmektedir. Tutulamayan tozun insan, makine ve çevreye verdiği zararlar da buna ilave olmaktadır.

Çevresel Sürdürülebilirlik

Toz toplama üniteleri, hem bertarafı zorunlu olan kullanılmış filtre elamanları hem enerji tüketimi verimliliği hem de zararlı tozların tutulabilme oranlarıyla, pek çok yönden çevre ile etkileşim halindedir. Bu nedenle ilk tasarımları çevreye doğrudan etkir. Sonuç itibariyle, birim tüketim değerleri ölçülmesi gereken kriterler arasında önemli bir yere oturmaktadır.