اگزاست فن چگونه عمل می کند؟

اگزاست فن یا هواکش یکی از تجهیزات مهمی است که برای تهویه محیط استفاده می‌شود. این فن‌ها با استفاده از نیروی گریز از مرکز، هوا را به خارج از محیط جابجا می‌کنند. انواع مختلفی از این فن‌ها وجود دارد از جمله سانتریفیوژ، آکسیال، رادیال، پشت بامی، سقفی و قارچی. هدف اصلی استفاده از این فن‌ها، خروج گرما، چربی و حذف آلودگی‌های اضافی از محیط است. در گذشته، فن‌ها به صورت دمنده بودند و هوای تازه و تمیز را به داخل محیط می‌کشیدند و سپس هوای موجود در محیط را به بیرون می‌فرستادند. اما امروزه، اگزاست فن‌ها توانایی مکش یا تخلیه هوا را دارند. به عبارت دیگر، این فن‌ها هوای راکد را از داخل محیط جمع‌آوری کرده و به خارج از محیط منتقل می‌کنند.

یکی از روش‌های کارآمد برای جابجایی هوا، استفاده از فن است. در گذشته، از فن‌هایی که هوا را به سمت خود می‌کشیدند، برای جابجایی هوا استفاده می‌شد. به این نوع فن‌ها، فن‌های فشار مثبت یا دمنده می‌گفتند. اما امروزه برای انتقال هوا از طریق مکش، از فن‌هایی به نام “اگزاست فن” استفاده می‌شود. بطور کل، هر فنی که با ایجاد فشار منفی، هوا را از محیط خود به سمت خود می‌کشد، اگزاست فن نامیده می‌شود. بیشتر سیستم‌های تهویه مطبوع از فن‌های اگزاست سانتریفیوژ استفاده می‌کنند.

تاریخچه اگزاست فن

بدون شک، تهویه و گردش هوا در زندگی انسان‌ها نقش مهمی دارد و از زمان‌های قدیمی مورد توجه بوده است. انسان‌ها همواره سعی کرده‌اند شرایط مطلوب و راحتی را برای خود فراهم کنند.

اگر به سازه‌های قدیمی مانند بادگیرهای استان یزد نگاهی بیندازیم، خواهیم دید که سیستم تهویه در آن دوران چقدر اهمیت داشته و انسان‌ها چگونه توانسته‌اند از آن برای ایجاد شرایط بهتری در منازل خود استفاده کنند.

همچنین، باید به این نکته توجه داشت که اگزاست فن‌ها نه تنها در محیط زندگی و ساختمان‌ها اهمیت دارند، بلکه در صنایع و در فرآیندهای پاکسازی و گردش هوا در محیط‌های صنعتی مانند صنایع نفت و گاز یا سیمان نیز نقش بسزایی دارند.

ضرورت استفاده از اگزاست فن

استفاده از اگزاست فن در محیط‌های بسته، مثل اتاق‌ها یا سایر فضاها، به منظور ایجاد گردش هوا و تهویه اطراف این محیط‌ها صورت می‌گیرد. این فن‌ها هوای محیط را جابجا می‌کنند تا شرایط هوایی بهتری فراهم شود.

در محیط‌های صنعتی، علاوه بر فن‌های دمنده که هوای جدید را وارد محیط می‌کنند و گردش هوا را ایجاد می‌کنند، از اگزاست فن نیز استفاده می‌شود. این فن‌ها به هوای ثابت و معمولاً آلوده محیط، کمک می‌کنند تا از طریق خروجی‌هایشان، هوا به خارج از محیط منتقل شود.

اگزاست فن‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با چرخش پره‌های خود، هوا را مکیده و به سمت خارج محیط پرتاب می‌کنند.

نحوه کار اگزاست فن

اگزاست فن کار خود را با انتقال انرژی از یک قطعه به قسمت دیگری از دستگاه آغاز می‌کند. این انرژی مکانیکی از یک موتور الکتریکی به فن منتقل می‌شود، که منجر به چرخش پره‌های فن و جابجایی هوا می‌شود. قسمتی به نام حلزونی یا هوزینگ، جریان هوایی را به سمت فن هدایت می‌کند. موقعیت دستگاه، نوع استفاده، سلامت قطعات و محاسبه دقیق میزان هوادهی بر اساس میزان تخلیه هوا، بر عملکرد اگزاست فن تأثیر می‌گذارد.

عملکرد اگزاست فن سانتریفیوژ بر دو چیز مبتنی است. اول، نیروی گریز از مرکز که توسط یک موتور الکتریکی با استفاده از نیروی گشتاور ایجاد می‌شود. به همین دلیل، این نوع فن‌ها به نام سانتریفیوژ شناخته می‌شوند. دومین عامل، زاویه یا نوع پره‌های فن است. این فن‌ها برای شرایطی با فشار استاتیک بالا طراحی شده‌اند.

معرفی انواع هواکش صنعتی یا اگزاست فن سانتریفیوژ

تجهیزات اگزاست فن صنعتی از سه نوع اصلی شامل مدل‌های سقفی، سانتریفیوژ (یا گریز از مرکز)، و آکسیال یا محوی تشکیل شده است. بر اساس نوع پروانه استفاده شده برای ساخت، این تجهیز به دو دسته اصلی اکسیال و سانتریفوژ تقسیم می‌شود. عملکرد هوادهی انواع اگزاست فن بستگی به توان موتور و نوع پروانه دارد و می‌تواند مقادیر مختلفی را، مانند بین ۲۸۰۰ تا ۱۶۰۰۰ متر مکعب بر ساعت، پوشش دهد.

کاربردهای اصلی اگزاست فن صنعتی شامل خروج هوای آلوده، نامطبوع یا راکد از محیط بسته است. البته، این تجهیزات می‌توانند برای جابجایی هوای تمیز در محیط‌های کاربردی نیز مفید باشند. بسته به نوع برق مصرفی، اگزاست فن‌ها به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم می‌شوند. اکثراً این تجهیزات با برق سه فاز عرضه می‌شوند، اما می‌توانند بر اساس درخواست مشتری به تک فاز تغییر یابند. همچنین از نظر نحوه انتقال هوا، این تجهیزات به دو دسته اگزاست فن مکنده و دمنده تقسیم می‌شوند.

اگزاست فن سانتریفیوژ حلزونی

تجهیزات اگزاست فن سانتریفیوژ حلزونی دارای دو نوع هوادهی مختلف هستند: بکوارد و فوروارد. در مدل حلزونی، دو نوع مدل وجود دارد: یکطرفه و دوطرفه. در مدل یکطرفه، هوا از محیط کارگاه، بیمارستان، مجتمع مسکونی و یا مراکز اداری، به دستگاه کشیده می‌شود و هوای راکد محیط خروجی می‌گیرد. این نوع هواکش برای مخلوط کردن هوای آلوده کاربرد دارد. هواکش حلزونی یکطرفه دو نوع بکوارد (خم به عقب) و فوروارد (خم به جلو) دارد. ظرفیت بالای هوادهی و تحمل فشار زیاد از مزایای اگزاست فن سانتریفیوژ یک طرفه است. بیشتر الکتروموتورهای این دستگاه دارای قابلیت ضد انفجار هستند.

هواکش دوطرفه هوا را از هر دو جهت به دستگاه هدایت می‌کند. این نوع اغلب برای کارهای سنگین و نیازمند هوادهی زیاد استفاده می‌شود. ظرفیت هوادهی آنها بسیار بالاست و مقاومت خوبی در برابر فشار دارند. این اگزاست‌ها از جنس ورق فولادی تولید می‌شوند که ضخامت آن معمولاً بین 1 تا 5 میلی‌متر است. همچنین موتورهای ضد انفجار و ضد جرقه بر روی آنها نصب می‌شوند. این اگزاست‌ها اغلب به عنوان قسمتی از سیستم تهویه هوا استفاده می‌شوند.

مشخصات فنی هواکش سانتریفیوژ بکوارد

این اگزاست‌ها سه نوع پروانه دارند که به صورت خم به عقب، خم به جلو، و شعاعی هستند.
بیشتر پروانه‌ها در اگزاست‌های گریز از مرکز با پروانه خم به جلو استفاده می‌شود.
این اگزاست‌ها دو نوع کوپلینگ دارند که شامل تسمه پولی و دایرکت درایو هستند.
ضخامت بدنه این اگزاست‌ها در مدل‌های مختلف میان 1 تا 5 میلی‌متر است.
موتورهای این اگزاست‌ها دارای عایق حرارتی است که معمولاً بی‌کلاس است و گاهی اوقات دارای حفاظ حرارتی به دمای 90 درجه سانتی‌گراد است.
میزان هوادهی این اگزاست‌ها بین 300 تا 38000 CFM است و وابسته به نوع استفاده و تعداد دفعات تعویض هوا است.
این اگزاست‌ها در مواردی با فشار و هوادهی بالا استفاده می‌شوند.

اگزاست فن دیواری آکسیال-محوری

فن آکسیال دیواری یا اگزاست فن دیواری، یکی از سیستم‌های رایج برای جابجایی هوا است. این فن روی دیوار یا سایر نقاط محکم مانند پنجره‌ها نصب می‌شود. فن آکسیال، مقدار زیادی هوا را جابجا نمی‌کند، بنابراین برای مکان‌هایی که دارای فشار هوا بالا هستند مناسب نیست. همچنین، برای محیط‌های با رطوبت، حرارت و خورندگی بالا، می‌توان از فن آکسیال یا محوری استفاده کرد.

مشخصات فنی هواکش آکسیال:

پروانه فن می‌تواند از مواد مختلفی مثل پلی آمید، ایندولا، فایبرگلاس و آلومینیوم ساخته شود.

این پروانه دارای چهار نوع مختلف است و ابعاد آن از 25 تا 140 سانتی‌متر متغیر است. همچنین، این پروانه دارای تعادل استاتیکی و دینامیکی است.

ظرفیت جابجایی هوای این فن معادل 100 تا 50 هزار متر مکعب در هر ساعت است و فشار استاتیک آن بین 5 تا 150 پاسکال متغیر است.

جنس هوزینگ و بدنه این فن می‌تواند از ورق فولادی، گالوانیزه و استیل باشد که مقاومت خوبی در برابر فرسایش و خوردگی دارند.

این فن دارای موتور الکتروموتور با استاندارد ضد آب IP54 است و انتقال قدرت آن می‌تواند از طریق تسمه‌پولی یا دایرکت درایو باشد.

استفاده از این فن معمولاً برای جابجایی هوای محیط‌های نزدیک با فشار کم است.

مشخصات فنی اگزاست فن قارچی پشت بامی

اگزاست فن قارچی به دلیل شباهت ظاهری با قارچ به این نام معروف است.

این فن دارای محدوده تولید صدا از حداقل 51 تا حداکثر 89 دسی‌بل است. فشار استاتیک آن نیز بین 3 تا 105 واحد متغیر است.

میزان تخلیه هوا این فن در محدوده 187 تا 30000 فوت مکعب در دقیقه است و موتور آن در چهار تیپ با دورهای 900، 1450، 2800 و 3000 دور در دقیقه عرضه می‌شود.

این فن قابل استفاده در محیط‌های مختلف از جمله خانگی، اداری و صنعتی است.

اجزای قطعات اگزاست فن

برای درک کامل از یک اگزاست فن، باید با تمام اجزای آن آشنا باشیم. این اجزا به دو دسته اصلی و فرعی تقسیم می‌شوند.

الکتروموتور یا دینام: این بخش مسئول ایجاد نیروی مکانیکی برای چرخش پروانه و مکش یا دفع هوا است. الکتروموتور می‌تواند توسط شرکت‌های داخلی مانند موتوژن و الکتروژن یا شرکت‌های خارجی مانند زیمنس تولید شود. توان الکتروموتور به اسب بخار اعلام می‌شود و برای محاسبه هوادهی اگزاست فن از دبی حجمی هوا، به واحدهای متر مکعب بر ساعت یا پای مکعب در دقیقه استفاده می‌شود. دینام می‌تواند سنکرون یا غیر سنکرون باشد.

پروانه یا فن: این بخش مسئول ایجاد جریان هوایی است. نوع طراحی فن و زاویه پره‌ها پروانه را به سه تیپ فورواد، بکوارد و رادیال تقسیم می‌کند. سیستم پره‌ها با ایجاد فشار منفی یا مثبت، جریان هوایی القایی ایجاد می‌کند.

بخش هوزینگ یا بخش حلزونی: این بخش مسئول محافظت از فن و هدایت هوای مکش شده به خارج است. به دلیل شباهت ساختار به حلزون، گاهی به آن بخش حلزونی فن نیز گفته می‌شود.

سیستم انتقال قدرت (کوپلینگ): این بخش مسئول انتقال گشتاور مکانیکی از موتور به پروانه است. روش‌های مختلفی برای انتقال قدرت وجود دارد، از جمله کوپل مستقیم، تسمه پولی و تسمه با اتصال به گیربکس.

قطعات جانبی هواکش سانتریفیوژ

سیل مکانیکی یا یاتاقان: این بخش مسئول حفاظت و افزایش عمر شفت و موتور دستگاه است. همچنین به نگهداری قطعات داخل بخش هوزینگ هواکش کمک می‌کند و با طراحی دایره‌ای، صدای تولیدی را کاهش می‌دهد.

کانال یا مجرای عبور هوا: این بخش مسئول هدایت جریان هوای القایی در فن اگزاست است و با طراحی دایره‌ای، افت فشار استاتیک را کاهش می‌دهد.

شاسی نگهدارنده دوبل (تقویتی): این بخش به شکل یک قاب مشابه حرف H است که فن را در بالای سقف یا دیگر نقاط نگهداری می‌کند.

لرزه گیر مکانیکی یا دسته موتور: این قطعه برای کاهش صدا و لرزش موتور استفاده می‌شود و به عنوان دسته نگهدارنده موتور نیز شناخته می‌شود.

کاربرد اگزاست فن چیست؟

استفاده از اگزاست فن در صنعت تهویه مطبوع به موارد زیر محدود نمی‌شود:

• تهویه هوای پارکینگ
• تهویه هوای سرویس‌های بهداشتی
• تهویه هوای محیط‌هایی که از جمله آن‌ها می‌توان به کارخانه‌های سنگبری، کارگاه‌های چوببری، نقاط رنگریزی و پولیش، زیرزمین‌ها، موتورخانه‌ها، آشپزخانه‌ها، رستوران‌ها، اتاق‌های ذوب فلزات (کوره)، صنایع تولید کاغذ و فولاد، بیمارستان‌ها، آزمایشگاه‌ها، صنایع پتروشیمی، و مکان‌هایی که نیاز به تخلیه هوای آلوده مثل پارکینگ‌ها، محیط‌های آلوده، اتاق‌های جوشکاری یا برش‌کاری دارند، اشاره کرد.

طراحی و محاسبه اگزاست فن

اولین گام در طراحی و محاسبه اگزاست فن برای هر استفاده‌ای، ساختمانی یا غیر ساختمانی، انتخاب نوع فن (آکسیال یا سانتریفیوژ) است. سپس، باید ظرفیت مناسب هوادهی بر اساس نوع استفاده محاسبه شود، که ممکن است برحسب متر مکعب در ساعت یا پای در دقیقه باشد. محاسبه فشار استاتیکی ثابت و متغیر، به خصوص برای سیستم‌های سانتریفیوژ بکوارد، نیز یکی از مهمترین فاکتورهاست.

در طراحی اگزاست فن، نوع برق مصرفی (تک فاز یا سه فاز) باید مدنظر قرار گیرد. همچنین، توان موتور و تعداد دور آن در دقیقه نیز باید در نظر گرفته شود. در آخر، انتخاب اندازه و تعداد تیغه پروانه بر توانایی هوادهی تأثیر می‌گذارد، که در فن‌های پنجره‌ای و آکسیال اهمیت بیشتری دارد.

عوامل موثر بر طراحی اگزوز فن شامل موارد زیر می‌باشد:

قبل از نصب اگزاست فن، موارد زیر باید مدنظر قرار گیرد:

1. رطوبت نسبی محیط نصب: باید سطح رطوبت در محیط نصب فن را بسنجیم تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل کنیم.

2. میزان PH هوا: بررسی میزان اسیدی یا بازی بودن هوا که ممکن است تأثیرگذار بر عملکرد فن باشد.

3. دمای جریان هوای القایی: دمای هوایی که از طریق فن جابجا می‌شود، باید مورد بررسی قرار گیرد.

4. ابعاد و طول کانال: ابعاد و طول کانالی که هوا در آن حرکت می‌کند باید محاسبه شود تا افت فشار ثابت و متغیر در آن محاسبه شود.

5. عدم احتراق و جرقه‌زدن: باید از دینام‌های معتبری که در شرایط نامساعد احتراق نشوند و جرقه نزنند، استفاده شود.

6. طراحی با تیپ مناسب فن: باید نوع مناسبی از فن (آکسیال، رادیال یا سانتریفیوژ) برای استفاده در محیط مورد نظر انتخاب شود.

7. محل مناسب برای نصب: مکانی که فن نصب می‌شود باید با توجه به نیازهای هواکشی و هوادهی مناسب انتخاب شود.

تولید و ساخت اگزاست فن

برای تولید اگزاست فن، ابتدا مراحل مختلفی مانند جوشکاری و برشکاری را انجام می‌دهیم. برای ساخت بدنه و قسمت حلزونی از ورق فولاد ST-37 استفاده می‌شود. برای جلوگیری از خوردگی و افزایش مقاومت، روی ورق‌ها از رنگ الکترواستاتیک استفاده می‌شود. اگر مشتری درخواست داشته باشد، ما می‌توانیم در قسمت جلو و عقب گارد محافظ با قابلیت تنظیم زاویه را قرار دهیم.