دمنده هوا یا فن Fan & Air Blower
دمنده هوا یا فن Fan & Air Blower دستگاهی است که هوا را به جریان می‌اندازد. این تجهیز بطور گسترده در صنعت به منظور دمیدن، مکیدن، و یا گردش مجدد هوا بکار گرفته می‌شود. بنابراین فن‌ها از نظر کاربری در سه گروه زیر قرار می‌گیرند:
· فن دمنده (Supply Fan)
· فن مکنده (Exhaust Fan)
· فن گردشی (Circulation Fan)
از جمله کاربردهای به جریان انداختن هوا می‌توان به مواردی نظیر سیستم تهویه مطبوع جهت خروج گرد و غبار، خروج گازهای نامطلوب و بیماری زا و تهویه هوای محیط بسته، و سیستم خنک سازی جهت خنک کردن آب در برج‌های خنک کننده و مایعات در کولرهای خنک کننده، و همچنین در سیستم‌های احتراق جهت تامین هوای مورد نیاز سوخت اشاره کرد.
بنابراین عوامل مختلفی در طراحی، اندازه و جنس Fan & Air Blower موثر هستند مانند جهت جریان هوا، ظرفیت، درجه حرارت کار کرد، مقاومت در برابر خوردگی و سایش، طبیعت هوا یا گاز. از اجزای مهم فن‌ها می‌توان به تیغه ها، پروانه، شفت، محفظه نگهدارنده، کانال‌های هواء و موتور اشاره کرد. بیشتر فن‌ها توسط موتور الکتریکی کار می‌کنند اما موتورهای هیدرولیکی و موتورهای احتراق داخلی نیز وجود دارند.
انواع دمنده هوا یا فن Fan & Air Blower
فن‌ها Fan & Air Blower با توجه به جهت جریان هوا در سه نوع زیر ساخته می‌شوند:
· دمنده هوا یا فن جریان محوری (Axial Flow Fans)
· دمنده هوا یا فن جریان شعاعی یا سانتریفیوژ (Centrifugal Fans)
· دمنده هوا یا فن جریان متقاطع (Cross Flow Fans)
دمنده هوا یا فن جریان محوری Fan & Air Blower
در این دمنده هوا Fan & Air Blower یا فن جریان هوا موازی محور فن می‌باشد. در حقیقت این فن‌ها دارای پره‌هایی هستند که هوا را به موازات محور چرخش تیغه‌ها به حرکت در می‌آورند. فن‌های جریان محوری از اندازه‌های کوچک جهت موتورها تا اندازه‌های بزرگ جهت تونل باد تولید می‌شوند. قطر آنها از ۳۰ تا ۲۰۰ سانتیمتر می‌تواند باشد. این فن‌ها ارزان قیمت بوده و در تهویه مطبوع و هواکش‌های صنعتی کاربرد زیادی دارند.
دمنده هوا یا فن جریان محوری در سه طرح زیر ساخته می‌شوند:
• دمنده هوا یا فن پروانه‌ای (Propeller Fan)
• دمنده هوا یا فن لوله محوری (Tube Axial Fan)
• دمنده هوا یا فن پره محوری (Vale Axial Fan)
دمنده هوا Fan & Air Blower یا فن جریان محوری پروانه‌ای از یک پروانه با تعدادی تیغه تشکیل شده است. تعداد تیغه‌ها متفاوت می‌باشد و با توجه به شرایط کار کرد تعداد مناسب آنها انتخاب می‌شود. این نوع فن، جریان هوای بالایی را در فشار کم تولید می‌کند و بدلیل داشتن فشار پایین به کانال هوا نیاز ندارند. ساختمان ساده‌ای دارد و ارزان قیمت است و می‌تواند جریان هوای معکوس ایجاد کند که در تهویه مطبوع کاربرد دارد. این دمنده هوا یا فن اگر در پشت بام نصب شود بیشترین کارایی را دارد. در کل فن پروانه‌ای راندمان بالایی ندارد و سر و صدای زیادی ایجاد می‌کند.
دمنده هوا یا فن Fan & Air Blower لوله محوری نسبت به فن پروانه ای، فشار بالاتر و کارکرد بهتری دارد. این فن در داخل کانال قرار می‌گیرد و سرعت کارکرد نسبتا آرامی دارد و گران قیمت است. استفاده از آن برای واحدهایی که نیاز به انتقال گازهای سمی به دودکش‌های بلند دارند مناسب می‌باشد.
فن پره محوری برای فشار‌های متوسط رو به بالا مناسب است. می‌تواند در زمان کم به سرعت دلخواه برسد و قابلیت تولید جریان هوای معکوس را دارد. این فن اگر دارای ایرفول باشد تا ۸۵ درصد راندمان دارد و جهت اتصال مستقیم به شفت موتور مناسب است و گران قیمت می‌باشد.
دمنده هوا یا فن سانتریفیوژ Fan & Air Blower
در فن‌های سانتریفیوژ، جریان هوا بصورت شعاعی می‌باشد، به همین خاطر به آنها فن جریان شعاعی (Radial Flow Fan) نیز می‌گویند.
در این فن‌ها Fan & Air Blower، جریان هوا تحت نیروی گریز از مرکز و در زاویه‌ای عمود بر ورودی فن جریان می‌یابد و هوا ضمن عبور از پنکه ۹۰ درجه تغییر جهت می‌دهد. این فن‌ها قابلیت کارکرد در فشار‌های بالا، درجه حرارت‌های بالا، شرایط عملیاتی سخت، مرطوب و کثیف بودن هوا را دارند و همچنین در مقایسه با فن‌های جریان محوری سر و صدای کمتری دارند. در بعضی مراجع، فن سانتریفیوژ تحت عنوان فن قفس سنجابی (Squirrel Cage Fan) نیز معرفی گردیده است. فن‌های سانتریفیوژ در سه طرح زیر ساخته می‌شوند:
• دمنده هوا یا فن تیغه مقعر (Forward Blade Fan)
• دمنده هوا یا فن تیغه محدب (Backward Blade Fan)
• دمنده هوا یا فن تیغه شعاعی (Radial Blade Fan)
دمنده هوا یا فن Fan & Air Blower تيغه مقعر دارای تیغه‌هایی است که بر روی صفحه‌ای قرار دارند و صفحه در مرکز به شفت متصل می‌باشد. تیغه‌ها در جهت چرخش دارای انحنایی بصورت خمیده می‌باشند و زاویه آنها بیشتر از ۹۰ درجه است. فن تیغه مقعر در اندازه‌های مختلف تولید می‌شود و برای سیستم‌های تهویه مطبوع مناسب است.
فن تیغه محدب دارای تیغه‌هایی مخالف نوع مقعر می‌باشد. انحنای نوک پره در خلاف جهت چرخش است و زاویه پره نیز کوچکتر از ۹۰ درجه می‌باشد. این نوع فن برای جریان‌های هوا که شامل ذرات جامد ساینده هستند مناسب نمی‌باشد. بازدهی تیغه‌های محدب بیشتر از تیغه‌های مقعر است و در مواقعی که فشار قوی نیاز باشد از این نوع پره‌ها استفاده می‌شود.
دمنده هوا Fan & Air Blower یا فن تیغه شعاعی که به فن تیغه مستقیم نیز معروف است، دارای استفاده گسترده در صنعت می‌باشد. در این نوع فن، تیغه‌ها هیچگونه خمیدگی ندارند و از مرکز تا محيط پنکه را در راستای شعاع اشغال می‌کنند، زاویه پره نیز ۹۰ درجه می‌باشد.
جنس این فن به نحوی است که در مقابل خوردگی و سایش مقاوم می‌باشد لذا از آن برای انتقال جریان هوای حاوی ذرات جامد، خورنده و مرطوب استفاده می‌شود. فن تیغه شعاعی را به منظور انتقال جریان بیشتر و فشار بالاتر می‌توان در حالت سری و موازی بکار گرفت.
دمنده هوا یا فن جریان متقاطع Fan & Air Blower
دمنده هوا یا فن Fan & Air Blower جریان متقاطع به فن مماسی (Tangential Fan) نیز معروف است. این فن متشکل از پره خمیده رو به جلو می‌باشد که درون یک محفظه متشکل از یک دیوار عقبی و یک دیوار گردابی قرار دارد. جریان هوا در سرتاسر پروانه بصورت متقاطع حرکت کرده و به تیغه‌ها برخورد و فشار را بالا می‌برد.
معمولا طول فن Fan & Air Blower نسبت به قطر آن زیاد است بطوری که جریان در محل‌های دور از دو انتهای آن دو بعدی می‌شود. بطور کلی جریان درون یک فن جریان متقاطع به سه منطقه مجزا شامل منطقه گرداب (Vortex Region)، منطقه جریان مستقیم (Through Flow Region) و منطقه پارویی (Paddling Region) تفکیک می‌شود. این نوع فن در تهویه مطبوع کاربرد دارد. عملکرد بی صدا و توانایی ارائه ضریب فشار بالا از جمله مزایای آن می‌باشد. در بعضی مراجع، فن جریان متقاطع تحت عنوان فن عرضی (Transverse Fan) نیز معرفی گردیده است.
منحنی عملکرد دمنده هوا یا فن Fan & Air Blower
منحنی عملکرد فن، تغییرات دبی هوای تولیدی را برحسب فشار استاتیک فن نشان می‌دهد. توان فن از ضرب دبی خروجی در فشار استاتیک فن محاسبه می‌شود. معمولا با افزایش دبی تولیدی توسط فن، فشار استاتیک آن کاهش می‌یابد. با محاسبه توان فن می‌توان مقدار انرژی مصرف شده توسط موتور و در نتیجه آن هزینه عملیاتی فن را محاسبه نمود. راندمان فن نیز برابر است با نسبت توان تولیدی فن بر توان مصرفی موتور.
دمنده هوا (Ai Blower)
دمنده هوا Fan & Air Blower در حقیقت یک کمپرسور سانتریفیوژ از نوع Loop Type می‌باشد که توسط آن می‌توان به دبی‌های بسیار بالا و فشار بالا دست یافت. اصولا دمنده هوا برای تولید هوای لازم با فشار مناسب بکار می‌رود. جهت کاهش سرو صدا معمولا دمنده هوا را در حصار ضخیم آکوستیکی قرار می‌دهند.
از جمله اجزای مهم دمنده هوا می‌توان به موتور الکتریکی، محور انتقال قدرت با شفت، محفظه نگه دارنده یا پوسته، کانال‌های هوا، پروانه، دیافراگم‌ها و یاتاقان‌ها اشاره کرد. دمنده‌های هوا دارای ساختمان ساده می‌باشند و تعمیر و نگهداری آنها آسان است، راندمان خوبی دارند و در صورت بالانس بودن مجموعه، بدون ارتعاش کار خواهند کرد.
از جمله کاربردهای دمنده هوا در صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
· تأمین هوا جهت سوخت کوره‌ها.
· تأمین هوا جهت دیگ‌های بخار،
· تأمین هوا جهت انجام برخی فعل و انفعالات شیمیایی مانند سوزاندن گوگرد در واحد تولید اسید سولفوریک یا سوزاندن هیدروژن سولفوره در واحد گوگرد سازی.
· تأمین هوا جهت خنک نمودن بعضی محصولات مانند خنک کردن محصولات فسفات دی آلومینیوم پس از خارج شدن از درایر.
· تأمین هوا جهت خشک کردن در خشک کننده‌های پودری بسترهای هوای سیال مانند بستر جریان در خشک کن پودر پی وی سی.
· تأمین هوا جهت سیستم‌های تهویه مطبوع معادن، کارگاه‌های ساختمان ها، تهویه دستگاه توربین گازی در واحد بازیابی اتان از گازهای همراه نفت NGL.
· تأمین هوای فشرده جهت احتراق در موتورهای احتراق داخلی توربو شارژ - سوپر شارژ.
· تأمین هوا جهت تخلیه گازهای احتراقی از دودکش‌ها.
هرگاه از دمنده هوا جهت خارج نمودن هوا یا گاز از محلی به محل دیگر استفاده شود، دمنده در نقش یک دستگاه مکنده کار خواهد کرد. در این خصوص می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
· در واحد آمونیاک گازهای گرم ناشی از احتراق کوره Prinary Reformer توسط مکنده خارج می‌گردد.
· در برج مروارید اوره Prilling Tower هوا توسط مکنده خارج می‌گردد.
· در واحد تولید پی وی سی در قسمت خشک کننده، هوا توسط مکنده به سیکلون ارسال و از آنجا به اتمسفر تخلیه می‌گردد.
لازم به ذکر است که در فن‌ها و دمنده‌های هوا، انتقال نیرو از موتور به پروانه به سه صورت زیر برقرار می‌گردد:
· اتصال کوپل مستقیم (Direct Drive ): شفت از الکترو موتور بصورت مستقیم به پروانه وصل می‌گردد. این اتصال معمولا برای موتورهای ۳۰۰۰ دور در دقیقه استفاده می‌شود.
· اتصال تسمه پولی (Belt Drive ): انتقال نیرو از الکترو موتور به پروانه توسط پولی و تسمه برقرار می‌گردد. این اتصال معمولا برای موتورهای ۱۵۰۰۰ دور در دقیقه استفاده می‌شود.
· اتصال کوپلینگی (Coupling Drive ): انتقال نیرو از الکترو موتور به پروانه توسط یک مجموعه یاتاقان و محور تحت عنوان کوپلینگ، کوپل می‌شود. کوپلینگها انواع مختلفی دارند و با توجه به کاربرد مد نظر، انتخاب می‌شوند. این اتصال دورهای مختلف موتورهای الکتریکی را پوشش می‌دهد.
