bölüm-4 fanlar

FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
94
BÖLÜM-4
FANLAR
4.1 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.
Burada yapılması gereken şey ömür boyu maliyeti optimum olan fan seçilmelidir.
(İlk Yatırım Maliyeti + Ömür Boyu İşletme Maliyeti = Minimum) olan fan seçilmesidir.
4.2 FAN ÇEŞİTLERİ
Fanlar değişik biçimde sınıflandırılmaktadır. Burada aşağıdaki gibi bir sınıflandırma kullanılmıştır.
1. Aksiyal fanlar,
2. Radyal (santrifüj) fanlar,
3. Karışık akışlı (aksiyal-radyal) fanlar,
4. Çatı türü fanlar,
5. Karşıt akımlı fanlar(blower),
6. Vorteks ya da rejeneratif fanlar,
7. Diğerleri
4.2.1 Aksiyal Fanlar
Havanın fan çarkı ile aynı eksende yön değiştirmeden, hareket ettiği fanlardır. Yüksek hava debileri (10.000 –
150.000 m³/h) ve düşük basınç sınıfına (0 – 500 Pa) sahip sistemler için uygun fanlardır. Kullanım yerine göre
değişik gövde yapılarına sahiptirler.
Şekil-4.1 Kullanım yerine göre aksiyal fan tipleri

Fan gövdesi, genel olarak çelik sacdan mamul, sıcak daldırma galvanizli veya fırın boyalıdır. Kanal tipi
fanların gövdesi kendinden flanşlıdır.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
95





Kanatlar, çelik sac, plastik veya alaşımlı alüminyum döküm olarak imal edilir.
Kanat – Göbek bağlantısı, kanat açısı ayarlanabilir tipte özel yataklamalı veya kanat ve göbek yekpare
olarak yapılabilir.
Yekpare modeller, düşük basınçlı, düşük maliyetli olan duvar tipi aksiyal fanlarda kullanılır.
Aksiyal fanların büyük çoğunluğu aerodinamik kesitli, açısı ayarlanabilir kanatlardan oluşur.
Verimliliğin yüksek olması için, kanat ucu ve gövde arasındaki açıklığın en az düzeyde tutulması
gereklidir. Bu açıklık kanat çapının %0,25 ile %0,3’ünden büyük olmamalıdır.
Kanat açısı ayarlanabilir tiplerde, kapasite değiştirme imkânı vardır (Şekil-4.2 ve 4.3).
Şekil-4.2 Ayarlanabilir kanatlı aksiyal fan
Şekil-4.3 Aksiyal fanda açı değişimlerinin fan verimine etkisi
Aerodinamik (Aerofoil) Kesitli Aksiyal Fan
Aerodinamik kesitli kanadın üst yüzeyi alt yüzeyine göre daha eğimlidir.
Hava, üst yüzeyde alt yüzeye göre daha hızlı hareket eder. Hızlanan havanın basıncı azalacağı için kanadın üst
yüzeyine doğru bir hava akışı olur (Şekil-4.4).
Şekil-4.4 Aerodinamik kanat kesitine gelen kuvvetler
Kanatlara doğru hareketlenen hava, kanat açısına bağlı olarak itilerek basınçlandırılır ve böylece sürekli bir hava
hareketi sağlanmış olur.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
96
Şekil-4.5 Aerodinamik (aerofoil) kesitli aksiyal fan
Aksiyal kanal tipi fanlarda, gövde içerisine yerleştirilmiş yönlendirici kanatlar kullanılarak türbülans azaltılabilir.
Böylece havanın dönme yüzünden kaybedeceği enerji, basınca dönüştürülerek, verimlilik arttırılmış olur.
Şekil-4.6 Sabit yönlendirme kanatlarının etkisi
Aksiyal fanlar aşağıdaki avantajlara sahiptir. Burada kılavuz kanatlı aksiyal türü fanlar karşılaştırmada temel
alınmıştır.
 İki kanal arasına doğrudan bağlandığı için az yer kaplar.
 Radyal fanlara göre daha hafiftirler.
 Bağlantı maliyeti daha düşüktür.
 Kanat açısı değiştirilerek farklı sistem ihtiyaçlarına cevap verebilir.
 Aynı kanat ucu hızlarında daha düşük gürültü düzeyine sahiptir.
Aksiyal tip fanlarda basınç farkı oluşturularak meydana gelen havanın hareketi eksenel yöndedir. Aşağıdaki
şekilde çeşitli aksiyal tip fanlar gösterilmiştir. Aksiyal tip fanlar pervane kanatlı tip, silindir kanat tip ve kılavuzlu
silindir tip olmak üzere üç kısma ayrılır (Şekil-4.7).
Pervane Kanat Tipi Aksiyal Fan
Hava akışı pervanenin monte edildiği şafta paralel veya eksenel olduğu bir hava hareket cihazıdır. Bu fanlar
serbeste yakın hava akımında iyi bir verimlidir ve öncelikle düşük statik basınç, yüksek hava debili uygulamalarda
kullanılır. Statik basınç arttırıldıkça, motor gücü artar ve hava debisi azaltır. Genellikle bir venturi, halka, ya da
basit ve düşük maliyetli sahip diğer özel çerçeve içinde monte edilmiştir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
97
Şekil-4.7 Aksiyal (eksenel) fan tipleri
Şekil-4.8 Çeşitli aksiyal (eksenel) fanlar
Silindir Kanal Tipi Aksiyal Fan
Hava akışının, çarkın monte edildiği mile paralel veya eksenel olduğu bir hava hareket cihazıdır. Çark, bir silindir
boru veya kanal içinde yer alır. Bu tasarım, pervane fanlara göre daha yüksek statik basınçta çalışmasını sağlar.
Genellikle boya kabini ve diğer kanallı egzoz sistemlerinde kullanılır. Statik basınç arttırıldıkça, beygir gücü artar
ve debi azaltır.
4.2.2 Radyal (Santrifüj) Fanlar
Havanın fan çarkını, emiş ağzına göre 90° açı yaparak kanatlara teğet olarak terk ettiği fanlardır (Şekil-4.9 ve
4.10).
Şekil-4.9 Santrifüj fan tipleri
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
98
Şekil-4.10 Radyal (santrifüj) fan çarkı
Şekil-4.11 Radyal (santrifüj) fan gövdesi
Radyal fanların avantajları aşağıdaki gibidir:
 Geniş bir uygulama aralığı
 Yüksek sıcaklık, korozif ve aşındırıcı ortam uygulamaları
 Direkt 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
Radyal tip fanlarda basınç farkı oluşturularak meydana gelen havanın hareketi eksenel yönde olmayıp santrifuj
(merkezkaç) kuvveti doğrultusundadır. Aşağıdaki şekilde çeşitli radyal tip fanlar gösterilmiştir. Radyal tip fanlar
radyal (eğimsiz) tip, öne eğimli kanatlı tip, geriye eğimli kanat tip ve aerodinamik kanatlı tip olmak üzere dört
kısma ayrılır.
Şekil-4.12 Radyal (santrifüj) fan tipleri
İleriye Doğru Eğimli Kanat
Kanatların uçları dönme yönünde eğimlidir; santrifüj fanların en yaygın türüdür. Normalde maksimum hava debisi
ve düşük gürültü düzeyleri gereken konut ısıtma ve klima sistemlerinde normalde ve hafif egzoz sistemlerinde
kullanılır. Yaklaşık 40 mmSS kadar basınç üretebilir.
 24 ile 64 adet öne eğik dar kanatlardan oluşur,
 Aynı kapasite için, geriye eğik kanatlı fanlara kıyasla, daha küçük fan çarkına sahip olduğundan, hafif ve
düşük maliyetli bir konstrüksiyonu vardır. Bu nedenle, kanal tipi fanlar, fan coil fanları vb az yer
gerektiren uygulamalarda tercih edilir.
 Hava hızı çark hızından daha büyüktür. Bu durum dinamik basıncın yüksek, verimin düşük olmasına
neden olur.
 Salyangoz tip fan gövdesi, dinamik basıncın statik basınca dönüştürülmesini sağlar. Öne eğik kanatlarda
salyangoz gövde kullanmak zorunludur.
 Basıncın minimum, debinin maksimum olduğu bölgede, motor gücü sürekli artar ve bu durum motora
zarar verebilir. Öne eğik kanatlı fanlar, bu bölgede çalıştırılmamalıdır.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
99
Geriye Doğru Eğimli Kanat
Kanat uçları dönme yönüne ters eğimdedir. Ağır hizmet gerektiren ticari/endüstriyel, ağır ısıtma/soğutma
sistemlerinde ve kararlı hava debisi gerektiren yerlerde kullanılır. Bu körükler öne eğik körüklerden daha yüksek
verimle çalışır. Daha yüksek hızlarda çalıştıklarından ileri eğimli körükler gibi sessiz değildir. 80 mmSS statik
basınca kadar sistemlerde kullanılabilir. Küçük çaplı çarklar düz kanatlı; büyük çaplı çarklar ise verimliliğini
artırmak için aerodinamik kanatlı yapılır.
Bu çarkların genel özellikleri şunlardır:
 Santrifüj fanların en verimlisidir,
 Verimliliğin en yüksek olduğu nokta: Maksimum debinin %50-%60’ı arasında,
 Maksimum verimde, maksimum güç, maksimuma yakın statik basınç
 Fan verimliliği yüksek olduğundan, büyük kapasite ihtiyaçlarını karşılamak açısından en uygun fandır.
 Fava kanadı, çark hızına göre daha düşük bir hızda terk eder. Bu durum, statik basıncın yüksek olmasını
sağlar.
 Daha yüksek fan hızlarına çıkılarak, daha fazla debi ve basınç elde edilebilir.
Şekil-4.13 Geri eğik radyal fanda hız üçgenleri
Radyal (Düz) Kanat
Büyük ölçüde, kendi kendini temizleme, malzeme taşıma ve parçacık ve yağ yüklü havanın uygun halde nakli için
düz kanatları vardır. Çarklar basit bir yapıya sahiptir ve nispeten dar kanatları vardır. Bu tip fanlar çok yüksek
hızlara gerek kalmaksızın 300 mmSS daha yüksek statik basınçlarda çalışabilir ancak genelde geriye eğimli veya
ileriye doğru eğimli körüklerden daha gürültülü olabilir.
 6-10 adet kanatlı, kanat dayanımı yüksek fanlardır,
 Verimliliğin en düşük olduğu gruptur,
 Geriye eğik kanatlılardan daha yüksek basınçlara çıkmak mümkündür,
 Basınç eğrisinde, basıncın maksimuma eriştiği noktanın solunda fan çalıştırılmamalıdır!
 Hava içerisinde, talaş, kumaş parçacıkları, çapak vb malzemelerin olması durumunda kullanılır,
 Karşı basıncın düşük, debinin yüksek olduğu noktalarda motor gücü sürekli olarak artar. Bu durum
motora zarar verir.
Düz Hat Kare Santrifüj Fan (Plug Fan)
Hava debisi bir santrifüj körük gibi geliştirilmiştir ancak hava çarkı terk ettikten sonra bir kare yuva içinde yer alır
ve dönerek eksenel bir yönde tahliye edilir. Genellikle geriye eğik kanatlı, tek girişli santrifüj çarklar kullanılır. Kare
santrifüj fan santrifüj fan ve yuvarlak kanallı fan kompakt fiziksel yapı olarak benzer performans özelliklerine
sahiptir. Dikey veya yatay olabilir, böylece kanal dönüşler ve geçişler için ihtiyacı en aza indirerek daha basit
kurulumla monte edilebilir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
100
Şekil-4.14 Prizmatik yuvalı radyal fan (plug fan)
Şekil-4.15 Doğrudan tahrikli plug fan
4.2.3 Karışık Akışlı (Radyal-Aksiyal) Fanlar
Havanın kanatlar üzerinden, emiş ağzına göre yaklaşık 45° açı yaparak hareket ettiği fanlardır. Kanallı, hücreli
veya çatı tipi olarak kullanılabilirler.
 Radyal fanlara göre daha yüksek hava debisi verir.
 Aksiyal fanlara göre daha yüksek basınç kaybını karşılayabilir,
 Fanın eğrisi üzerinde kararsız bölge yoktur,
 Karşı basıncın düşük olduğu bölgelerde motor aşırı akım çekmez.
 Verimi aksiyal ve radyal fanlara göre daha düşüktür.
Şekil-4.16 Karışık akışlı fan uygulamaları
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
101
4.3 FARKLI FAN TİPLERİNİN KULLANIM YERLERİ
TABLO-4.1 Farklı tip radyal fanların özellikleri ve uygulama alanları
Tipler
Karakteristikler
Uygulamalar
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
102
TABLO-4.2 Farklı tip aksiyal fanların özellikleri ve uygulama alanları
Tipler
Karakteristikler
Uygulamalar
4.4 FANLARIN KULLANIMI YERLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI
4.4.1 Kanal Tipi Fanlar
 Kanal sistemine doğrudan bağlanarak yer tasarrufu ve montaj kolaylığı sağlar
 Gövdesi yuvarlak veya dikdörtgen kesitli olabilir
 Kanatları radyal, aksiyal veya karışık akımlı olabilir
4.4.2 Çatı Tipi Fanlar
 Gövdesi dış hava şartlarına dayanıklıdır
 Kar ve yağmurun kanal veya bina içerisine girmesine engel olacak şekilde tasarlanmıştır
 Çatı üzerinde olması nedeniyle, bina içinde yer kaybına neden olmaz
 Mekanik gürültüler yaşam mahallinden uzaktır
 Cihaza kolay ulaşılır ve bakım yapılabilir
 Kanal sistemine bağlanmaksızın depo, fabrika gibi geniş alanların havalandırmasında kullanılabilir
 Kanat yapısı radyal, aksiyal veya karışık akımlı olabilir
 Yatay atışlı
 Dikey atışlı modelleri mevcuttur
 Ortamdaki havayı egzoz eden ya da ortama taze hava veren tipleri vardır
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
103
4.4.3 Duvar Tipi Fanlar
 Bina duvar veya pencerelerine doğrudan bağlanabilirler
 Radyal veya aksiyal kanatlı olabilir
 Montajı kolaydır
Şekil-4.16 Kanal tipi
Şekil-4.17 Çatı tipi fan
Şekil-4.18 Duvar tipi fan
Şekil-4.19 Kanal tipi fan bağlantıları
Şekil-4.20 Çatı tipi fan örnekleri
4.4.4 Evsel (Domestik) Fanlar
Ev, ofis, lokanta, mağaza vb küçük mekânların duvar ve pencerelerine takılarak ortamın doğrudan veya kısa
kanallar vasıtasıyla havalandırılmasını sağlayan fanlardır.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
104
Şekil-4.21 Duvar tipi fan örnekleri
4.4.5 Endüstriyel Fanlar
Fabrikalar, enerji santralleri, maden ocakları ve benzeri üretim alanlarında, gerek ortam havalandırması, gerekse
imalat aşamasındaki ihtiyaçlar için gerekli olan yüksek debi ve yüksek basınçları sağlayabilen ağır
konstrüksiyonlu fanlardır.
Şekil-4.22 Endüstriyel tip kademeli fan
4.4.6 Patlamaya Karşı Korumalı Fanlar
ATEX Standartlarına göre tasarlanmış ve sertifikalandırılmış fanlardır. Patlayıcı gaz ve tozların tutuşmasını ve
patlamasını önleyecek şekilde üretilmişlerdir. Patlayıcı Ortamlarda Kullanılan Ekipmanlar ve ATEX Yönetmelikleri
ilgili detaylı bilgi; 10. Bölümdeki Endüstriyel Havalandırma konusunda verilecektir.
Aksiyal ya da radyal kanatlı olabilirler. Çatı, kanal veya duvar tipi modelleri mevcuttur.
Şekil-4.23 Patlamaya karşı korumalı fan
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
105
4.4.7 Tünel Jet Fanları
Otoyol tünellerinde CO gazının kritik sınırı aşması veya yangın anında oluşacak duman ve ısının ortamdan
uzaklaştırılması için özel olarak tasarlanmış her iki yönde de çalışabilen, yüksek itme gücüne sahip aksiyal
fanlardır.
Şekil-4.24 Tünel tipi fanlar
4.4.8 Korozyona Dayanıklı Fanlar
Kimyasal üretim yapan tesislerdeki ve laboratuarlardaki aşındırıcı gazların ortamdan tahliyesi için kullanılırlar.
Gövde ve kanatları paslanmaz çelikten, özel plastik malzemelerden (PVC, PE, PP, vb) ya da çelik sac üzerine
epoksi, kauçuk, vb malzemelerin kaplanması ile imal edilmiştir.
Motor, hava akımının dışında bırakılmıştır.
Şekil-4.25 Paslanmaz fan örnekleri
4.4.9 Duman Tahliye Fanları
Yangın anında insanların kaçışına imkân sağlamak ve itfaiyenin müdahalesini kolaylaştırmak için belirlenen
sıcaklık ve sürede çalışarak yangın dumanının tahliyesini sağlayacak şekilde özel motor, kanat ve gövde
tasarımına sahip fanlardır.
Şekil-4.26 Duman tahliye fanı
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
106
4.5 PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİ
Fanların işlevi, Q (m3/s veya m3/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:
4.5.1 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 radyal fanda rotor çapı girişte küçük, çıkış bölgesinde daha büyüktür. Hava debisi sabit olduğundan,
girişteki hava hızı daha yüksek (akış yolu kesitinin daha küçük olduğu yerde) ve çıkışta (akış yolu kesitinin daha
büyük olduğu yerde) daha düşüktür. Aşağıda da belirtileceği gibi istenen bir sonuçtur.
4.5.2 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:
p1/ + v12/2g + z1 = p2/ + v22 /2g + z2
(4.1)
Burada;
p: Basınç (Pa)
: Özgül ağırlık (kg/m3)
v: Hız (m/s)
z: Referans çizgisinden olan yükseklik (m)
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 potansiyel 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)
artacaktır.
Fanlarda kullanılan üçüncü ilke momentum (impuls) ilkesidir. Bu ilke yardımıyla dönme enerjisinin nasıl basınca
dönüştüğü anlaşılabilir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
107
4.5.3 Fan Basınç Artımı
Radyal fanda basınç artışı aşağıdaki biçimde ifade edilebilir:
(4.2)
Burada gerekli birim dönüştürmeleri yapılırsa;
Pt: Eşitliğin ilk terimi merkezcil (santrifüj) kuvvetin neden olduğu basınç artışıdır (mmSS)
: Havanın özgül ağırlığı (kg/m3),
u: Fan kanadının girişinde ve çıkışında uç hızı u =π.D.n/60 (m/s)
u1: Havanın fan girişindeki hızı u1=π.D1.n/60,
u2: Havanın fan çıkışındaki hızı u2=π.D2.n/60
v ve c: Hız (m/s)
g: Yer çekimi ivmesi (m/s2)
D: Rotor çapı (m)
n: Fanın dönme hızı (d/d)
Not: D2>D1 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 (β1 girişte ve β2 çıkışta) kanat açısıdır.
Şekil-4.27 Geriye eğimli bir fanda giriş-çıkış hız üçgenleri
4.5.4 Gerekli Güç
V(m3/h) debi ve ∆Pt (Pa) basıncındaki bir fan için gerekli güç aşağıdaki eşitlikten bulunabilir:
[kW]
(4.3)
[kW]
(4.4)
Bu eşitlikte, ∆Pt 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.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
108
4.5.5 Fanlarda Gürültü Seviyesi
 Fan dönüşü nedeniyle ortaya çıkan gürültü enerjisi fanın çapına ve dönme hızına (d/d) 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,
kanat arlık frekansı aşağıdaki biçimde ifade edilir:
[Hz] (kanat aralık frekansı)
(4.5)
n: devir sayısı [d/d]
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.
Gürültü
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 ya da kısmi ekipmanlar uygulanır.
Fanların yaklaşık gürültü düzeyi aşağıdaki eşitlikten hesaplanabilir:
[dB]
(4.6)
Burada;
Kw = Fan özgül ses düzeyi, Tablo-4.3’den fan tipine bağlı olarak alınabilir.
Q = Fan çıktısı (debi) (L/s),
∆Pt = Toplam fan basıncı (Pa),
BFI = En verimli işletme bölgesinden sapmayı ifade eden düzeltme katsayısıdır.
CN: Verim düzeltme katsayısı, fan hidrolik verimine bağlı olarak bulunur (%90 verimde 0, %75 verimde 5,2; %40
verimde ise 12,2 alınır).
Örnek:
Bir öne eğimli santrfüj fan aşağıdaki ana karakteristiklere sahiptir:
Debi = 20 000 m3/h (5555,55 L/s),
Basınç = 80 mmSS (800 Pa)
Hidrolik fan verimi: %75
Dönme hızı = 938 d/d
Kanat sayısı = 16 olan fanın, yaklaşık gürültü düzeyini belirleyiniz.
Kanat aralık frekansı BF =938x16/60=250
Tablo-4.1’den Kw= 38 dB okunur.
CN:5,2 alınır (%75 verim için)
BFI aynı Tablo-4.3’den 2 alınabilir.
Böylece yaklaşık ses düzeyi, aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
Lfan=38+10 Log10(5555,55/0,472)+20 Log10(800/249)+2+5,2 =38+40,7+10,13+2+5,2=96 dB
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
109
TABLO-4.3 Farklı tip fanların akustik özellikleri
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
110
Titreşim
Fanlar ve diğer dönen makineler 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. Üretici firma 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
(Şekil-4.28 ve 4.29). Özel uygulamalar için, açık, yaylı titreşim elemanları da önermekteyiz. Ayrıca titreşim
önleyici altlıklar da kullanılabilmektedir.
Hafiften orta ağırlığa kadar ekipmanların altlıkları olarak lastik malzeme kullanılması faydalıdır. 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 yaylı izolatörler tavsiye edilebilir. Değişik bağlantılar kullanılarak yay başına 125 kg
ve 25 mm’lik bir çökme ile izolasyon elde edilebilir.
Şekil-4.28 Lastik titreşim kesiciler
Şekil-4.29 Yaylı titreşim kesici
4.5.6 Fanların Zemine Bağlanması
Sarsıntının binaya etkisini azaltmak için vantilatör kaidesini zemin betonundan ayırmak gerekir. İnşaat tekniğine
uygun olarak toprak ve blokaj üzerine dökülecek temel betonu taban seviyesinden 5 cm kadar çıkmalıdır. Temel
betonun üzerine 3-5 cm kalınlığında mantar plaka yerleştirilmelidir. Mantar plakanın yaklaşık 2-3 katı olacak
şekilde beton dökülmeli ve bu betonu dökerken, fan şasesinin üzerindeki bağlantı yerlerine uygun olacak şekilde
tahta takoz koyarak delik bırakılmalıdır. Buradan bağlantı cıvataları deliklerin içine ankre edilmelidir (Şekil-4.30).
10 000-100 000 m3/h debi arası vantilatörler için en az 200 mm boyunda M12 civata,
100 000 m3/h üzeri debiye sahip vantilatörlerde en az 200 mm boyunda M 24 cıvata seçilmelidir.
Şekil-4.30 Tek şaseli fanın zemin bağlantısı
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
111
4.6 FAN PERFORMANS DEĞERLERİNDE DÜZELTMELER
4.6.1 Yükseltiye Bağlı Hava Yoğunluğu
 Fan performans eğrileri, atmosferik basınç (1 Bar) ve 15°C sıcaklık ile tanımlanan standart koşullarda
üretilir.
 Bu koşullardaki hava yoğunluğu ρ=1,205 kg/m3 (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.
Ara değerler için tablo değerleri kullanılarak enterpolasyon yapılabilir.
Örnek:
1800 m yükseklikteki bir yerde (Patm=81213 Pa) ,
Hava yoğunluğu, ρ=81213/(287x276,1) =1,021 kg/m3 olacaktır.
TABLO-4.4 Yükseltiye bağlı hava yoğunluğu
Rakım [m]
Atmosfer sıcaklığı [°C]
Atmosfer basıncı [Pa]
0
300
600
900
1200
1500
1800
2100
2400
2700
3000
3300
3600
3900
4200
4500
6000
7500
15
13
11
9,1
7,1
5,6
3,1
1,1
0,8
-2,8
-4,7
-6,7
-8,8
-10,8
-12,7
-14,7
-24,6
-34,5
101325
97740
94218
90797
87512
84295
81213
78820
75252
72407
69698
67023
64449
61943
59504
57167
46567
37592
Hava yoğunluğu
[kg/m3]
1,205
1,169
1,135
1,101
1,069
1,037
1,006
0,975
0,946
0,918
0,889
0,861
0,834
0,807
0,782
0,757
0,640
0,539
4.6.2 Sıcaklık Düzeltmesi
Örnek:
Deniz düzeyi ve 15°C sıcaklıktaki hava yoğunluğu;
Patm =101325 Pa, R=287, T=150+273) ρ=101325/(287x423)=0,834 kg/m3 olup, bu durumda düzeltme kat sayısı;
(4.7)
Örnek:
1800 m yükseltide ve 15ºC sıcaklıkta hava yoğunluğu;
Patm=101325 Pa, R=287, T=(150+273) ρ=81213/(287x423)=0,669 kg/m3 dür.
Bu durumda düzeltme faktörü;
(4.8)
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
112
4.6.3 Fan Kanunları
Dinamik olarak benzer olan fanlar için, karakteristik değişkenler arasındaki ilişkileri veren denklemler, fan
kanunları olarak adlandırılırlar.
1. Kanun: Benzer fanların debi oranları, devir oranlarına eşittir.
(4.9)
2. Kanun: Benzer fanların basınç oranları, devir oranlarının karesine eşittir.
(4.10)
3. Kanun: Benzer fanların güç oranları, devir oranlarının küpü ile doğru orantılıdır.
(4.11)
4. Kanun: Gürültü düzeyindeki değişme aşağıdaki bağıntıya göre değişmektedir.
(4.12)
Örnek: Debisi 10300 m3/h, statik basıncı 25 mmSS, devir sayısı 1687 d/d ve gücü 3,08 BG olan bir fanın yeni
debisi 15000 m3/h çıkartılırsa yeni karakteristikleri ne olur?
Q1 n1

Q2 n2
n2  1687.
10300 1687

15000
n2
15000
10300
n2= 2457 d/d
25  1687 


P2  2457 
P1 (n1 ) 2

P2 (n2 ) 2
 2457 
P2  25. 

 1687 
2
P2  53 mmSS
3, 08  1687 


N 2  2457 
N1 (n1 )3

N 2 (n2 )3
 2457 
N 2  3, 08. 

 1687 
2
3
3
N2  9,51 BG bulunur.
4.6.4 Yoğunluk Düzeltmesi
Örnek:
Debi=50 000 m3/h
Basınç= 200 mmSS
Rotor çapı ve devir sayısının değişmediği varsayılırsa, yoğunluğa göre diyagramların kullanımı aşağıdaki gibi
olacaktır:
Çalışma koşullarındaki güç: Nm=50 000x200/(3600x102x0,8)=34 kW
(0,8 sabiti yaklaşık toplam verimi ifade etmektedir).
1) Standart koşullarda çalışırken; Bu durumda,
Olduğundan her hangi bir düzeltmeye gerek yoktur.
(Fan yasalarına göre debi için düzeltme katsayısı 1.00 ‘olur.)
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
113
2) Deniz düzeyinde ve 150˚C deki çalışma: Burada düzeltme katsayısı;
olacaktır.
3) 1800 m yükseltide ve 150˚C’deki çalışma, bu durumda düzeltme faktörü;
olacak ve standart koşullarda basınç: P=200/0,55=360 mmSS,
Böylece güç: Nm=50.000x360/(3600x102x0,8)=61 kW olacaktır.
4.6.5 Devir Sayısının Etkisi
Yukarıdaki fan 1000 d/d da çalışsın. Bu fanda kayış kasnak değişikliği yaparak basıncın 230 mmSS’a çıkarılması
istensin. (Fan rotor çapının ve çalışma koşullarının değişmediği kabul edilmiştir).
Bu durumda, devir sayısı fan basıncı ilişkisinden bulunabilir.
230=200x(n2/n1)2 → n2/n1= (230/200)1/2 = 1,07 → n2=1,07x1000=1070 d/d olur.
Bu durumda debi V2=V1x(n2/n1)= 50.000x1,07=53500 m3/h
Motor gücü Nm2=34x(1,07)3 = 42 kW olur.
Bu fanın 1000 d/d’ de ki gürültü seviyesinin L1=100 d BA olduğunu kabul edilsin. Yeni durumdaki gürültü seviyesi,
L2-L1= (50 log10(1,07)=1,47 → L2=100+1,47=101,47 d BA olur.
4.6.6 Rotor Çapının Etkisi
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.
Notlar:
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 dönüştürücü, işletmede değişken debi durumu varsa bir
otomatik kontrol sistemi ile kullanılmak suretiyle önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayabilir.
2) Fan kanunlarında görüldüğü üzere hacimsel debi (m3/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=ρ.Q şeklinde hesaplanır. Örnekte hacimsel debi yerine kütlesel
debi örneğin 60.000 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 Q=60.000/1,205=49792 m3/h,
İkinci durumda Q=60.000/0,834=71,942 m3/h,
Üçüncü durumda Q=60.000/0,664=90,361 m3/h olacaktır.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
114
4.7 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.
Şekil-4.31 Radyal fanların kanat tipine göre karakteristik eğrileri
Şekil-4.32 Tipik bir geriye eğimli aerodinamik kanatlı fan performans eğrisi
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
115
Şekil-4.33 Örnek bir alüminyum kanatlı aksiyal fanlardaki karakteristik eğri (beş ayrı model)
4.8 FAN SEÇİMİNDE KULLANILAN GEREKLİ PARAMETRELER
4.8.1 Mutlak Basınç
Mutlak basınç iki bileşenden oluşur. Bunlar atmosferik basınç ve etkin (efektif) basınçtır.
P  Patm  Pe
(4.13)
Atmosferik basınç (Patm), söz konusu yerin üzerindeki atmosfer kalınlığındaki hava tabakası ağırlığı tarafından
oluşturulur (1 Atm=101,325 kPa). Etkin basınç ise, zaten atmosferik basınç etkisinde olan akışkana, bir başka dış
kuvvet uygulanarak oluşturulur.
Bir U borulu manometrenin, içinden geçen gaz akışı olan bir kanala bağlanış şekline göre, kanalda hüküm süren
üç değişik basınç okunabilir.
Şekil-4.34 İçinde akış olan bir kanaldaki statik, dinamik ve toplam basınç
Pt  Pst  Pd
Pt  Toplam basınç
Pd  h .
V2
2
( Pascal )
(4.14)
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
116
Pst  Statik basınç
Pd  Dinamik basınç
h  Havanın yoğunluğu (1,2 kg/m3)
V  Havanın hızı (m/s)
4.8.2 Basma Yüksekliği
Bazen basınçların Pa (Pascal) birimi yerine mmSS (milimetre su sütunu) birimi ile verilmesi tercih edilir. Bu
durumda, herhangi bir sistemin iki noktası (1 ve 2) arasındaki basınç farkına karşı gelen yüksekliğe basma
yüksekliği denir.
su .g.H
1000
 Pst  Pd  Pz
( Pa)
(4.15)
H = Basma yüksekliği (mmSS)
 su = Suyun yoğunluğu (998,3 kg/m3)
g = Yerçekimi ivmesi (9,81 m/s2)
4.8.3 Fan Gücü ve Verimi
Bir fanın teorik gücü aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır. Hava kaçakları, mil sürtünmesi kayıpları ve akış sürtünmesi
dirençleri nedeniyle bir güç kaybı olur ve fan verimi terimi ortaya çıkar.
N  Q.Pt (kW )
(4.16)
Q: Havanın hacimsel debisi (m3/s)
Pt  Fanın giriş ve çıkışı arasındaki toplam basınç farkı (Pa)
4.8.4 Debi
Debi, birim zamanda geçen hava miktarıdır.
Q  V . A (m3 / s)
(4.17)
V: Hız (m/s)
A: Kesit alanı (m2)
4.8.5 Fan Seçimi
Üretici firmalar fan seçiminde kullanılmak üzere, belirli tip boyut ve mil hızı (d/d) için, fan basıncı, verimi ve
gücünün fan debisi ile değişimini gösteren, fan performans eğrilerini kullanıcılara sağlamaktadırlar.
Belirli bir hava dağıtım sisteminde fan seçimi yapılması için;
1. Sistemin tamamen tasarlanmış olması, tüm elemanlarının ve boyutlarının belirlenmiş olması gereklidir.
2. Hava miktarı (debisi) değerleri tespit edilmelidir.
3. Kanal, menfez, panjur, damper, hava yıkayıcısı, filtre, ısıtıcı ve soğutucu serpantin gibi kısımlardaki
basınç kayıpları toplanarak statik basınç tayin edilmelidir.
4. Bulunan bu karakteristiklere göre fan seçimi firma katalogundan yapılır.
4.9 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 40.000 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
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
117
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 dönüştürücüleri kullanılmalıdır.
 Yüksek sıcaklıklarda fan girişinde değişken kanatlı damperler kullanılmalıdır.
4.9.1 Özgül Fan Gücü
Yapılan bir araştırmaya göre İngiltere’de üretilen elektrik enerjisinin %40’ı elektrik motorları tarafından
tüketilmektedir. Endüstriyel motor enerji tüketiminin %22’si ise fanlar aracılığıyla gerçekleştirilir. Artan enerji
fiyatları ve Karbon emisyonlarını düşürmeye dönük konulan hedefler özellikle Avrupa’da yüksek verimli ürünlerin
kullanılmasına gerekli hale getirmiştir.
Fan verimi, farklı fan tipleri ve fan kayıplarının çeşitliğinden dolayı, çoğu zaman yanlış anlaşılmaktadır.
4.9.2 Fan Verimi
Bir fanın verimine bakarken veya fan verim verilerin incelerken, fanı meydana getirenleri tanımlamak çok
önemlidir.
 Fan kelimesi çoğu zaman pervane yerine alternatif olarak kullanılmıştır. Pervane fan hareketinin kalbidir
ve hava hareketine enerjiyi aktarmaktadır. Verim hesabı, pervaneye giren mekanik güç ile pervaneden
çıkan güç üzerine kurulmuştur. Pervanenin çalışabilmesi için mekanik hareket, elektrik motoru vb. gibi
ilave parçalardan kaynaklanan kayıplar olacaktır.
 Fan bir yuva içerisindeki pervane olabilir. Yukarıda tanımlanan ilave kayıplar verim değerinde düşüşe yol
açacaktır.
 Fan mekanik hareket ile elektrik motorunun bir birleşimidir ki, verim elektrik motoruna giren güç ile
pervaneden çıkan güçten hesaplanmalıdır. Eğer, kullanımdaki fanın kontrolü için değişken hız sürücüsü
(VSD) gibi ilave kontroller gelecekse, bunlar fan sistemine kayıp olarak eklenmelidir ve fan sisteminin
belirlenen verimi düşecektir.
 Fan, mekanik hareket, elektrik motoru ve VSD’nin birleşiminden oluşuyorsa, bu durumda verim VSD’ye
giren güç ve pervaneden çıkan güçten hesaplanmalıdır.
Şekil-4.35 VSD, motor ve kayış-kasnak tahrikli bir fan sistemi
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
118
Yukarıdaki şekilde farklı parçalardan oluşan bir fan sistemi ve bu fan sistemindeki farklı kayıplar gösterilmektedir.
Genel verim, birçok farklı kaybı içerecek şekilde elektrik motorunun çektiği güç ve pervanenin verdiği güçten
hesaplanır.
(4.18)
ηe: Genel verim
Nu: Debi (m3/s) ve basınç (Pa) ilişkisi ile hesaplanan fan güç çıktısıdır. Basınç statik basınç veya toplam basınç
olabilir ki, ikisi arasında ciddi fark vardır. Genelde toplam basınç kullanılır.
Ne: Motorun (W) veya eğer dâhil ise VSD’nin elektrik güç girişidir.
Fan verimi, fanın çalışma aralığını bağlı olarak sadece pervane veya komple bir fan sistemi olabilir. Aşağıdaki
eğride (Şekil-4.27) geriye eğik kanatlı aerodinamik bir fanın veriminin ortaya doğru en yüksek değer ulaştığını
ama yüksek ve alçak basınç değerlerinde ciddi olarak düştüğünü göstermektedir. Normalde fan verimi bu pik
verim veya en iyi çalışma noktasındaki değer olarak verilir.
Şekil-4.36 Geriye eğik kanatlı aerodinamik kanatlı bir fanın verimi
4.9.3 Özgül Fan Gücü (SFP) Hesabı
Fan sisteminin enerji verimliliğini tanımlamanın diğer bir alternatif yolu onun özgül fan gücüdür. Hesaplaması “pik”
veya “en iyi çalışma noktası” şartlarında olmadığı için oldukça farklıdır. Fan üreticileri belli bir çalışma noktası
tanımlanmadan özgül fan gücünü veremezler.
SFP debi ve çekilen elektrik gücünün bir fonksiyonudur.
(4.19)
Ne: Fan sisteminin veya komple hava taşıma sisteminin elektriksel güç girişi (W)
V: debi (m3/s)
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
119
4.9.4 Özgül Fan Gücünün Önemi
Birçok Avrupa ülkesinde SFP’nin maksimum değerleri ile ilgili kısıtlamalar gerek tavsiye gerekse şartname yoluyla
kullanılmaya başlamıştır. Bu, verimli bir hava taşıma sistemine geçiş için atılmış ilk önemli adımdır.
Avrupa topluluğu EN13779 standardında SFP tanımı yapılarak, değerleri bir tabloda toplanmıştır.
SFP sayesinde bina havalandırma sisteminin ne ölçüde verimli olduğu ölçülebilmektedir. Bütün bina için SFP
değeri : “Binanın tasarım koşullarında hava dağıtım sistemindeki bütün kullanılan fanların tükettiği toplam elektrik
enerjisinin, bütün hava debilerine oranıdır”.
(4.20)
SFP: Özgül fan gücü W/m3s-1
Nsf: Tasarım şartlarında üfleme havası fanlarının toplam gücü (W)
Nef: Tasarım şartlarında egzost havası fanlarının toplam gücü (W)
qmax: Tasarım şartlarında çoğunlukla toplam egzost havası debisi (m3/s)
TABLO-4.5 Özgül fan gücü sınıflandırması
Sınıflandırma
SFP 1
SFP 2
SFP 3
SFP 4
SFP 5
SFP 6
SFP 7
Özgül fan gücü, SFP
[W/m3/s]
<500
500-750
750-1250
1250-2000
2000-3000
3000-4500
>4500
Örnek:
Tipik bir bina uygulamasında sadece taze hava sağlayan, sadece egzoz yapan (hücreli aspiratör) veya ikisinin
karışımı olan farklı bölgelere hitap eden klima santralleri vardır. Yine aynı şekilde kullanım amacına göre de farklı
şekillerde hizmet eden bölümler mevcuttur. Kimileri basit bir filtreleme ile yetinebilirken, kimi bölümler yüksek
kalitede filtreleme gerektirmekte ve buda farklı fan seçimlerine ve SFP’ye yol açmaktadır.
4.9.5 Özgül Fan Gücünün (SFP) Hesaplanmasının Yararları
2007 yılında Finlandiya’da sıradan bir bina için SFP’nin maksimum değerini 2500 W/m3s-1‘yi geçmemesi Ulusal
Bina yönetmeliğinde girmiştir. Eğer bina özellikli bir bina ise bu değer daha da aşağılara düşmektedir.
Türkiye’de EN13779 standardının 2004 sürümü Türkçeleştirilmiştir ve yakında TSE tarafından TS EN13779
olarak yayımlanacaktır. Bu durumda Türkiye’de de binalarda bir takım kısıtlamalar gelmiş olacaktır.
Ayrıca EN13779’a göre SFP (SFPE ve SFPV) değerleri her bir santral için seçim çıktısında olmalıdır.
4.9.6 Fanlarda Enerji Verimliliği İçin Dikkat Edilecek Konular
 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 durumları 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 dönüştürücü ile
kontrolü 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
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
120
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 seçenekler de 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.
TABLO-4.6 Bir binadaki çeşitli fanlara ait özgül fan güçleri
4.10 AMCA (Air Movement and Control Association) FAN SINIFLARI
AMCA (Hava hareketi ve kontrolü birliği) fanların, damperlerin ve diğer klima santrali donanımlarının performans
değerlerinin belirlendiği kamusal nitelikte uluslar arası bir kuruluştur. AMCA, fan üreticilerinin sağladığı cihazların
verim değerlerini deneysel olarak doğrular.
AMCA tarafından yürütülen sekiz sertifika programı vardır. Burada hava ve ses performansları incelenecektir.
AMCA, santrifüj fanları tanımlı çalışma kriterlerine dayanarak üç performans/yapı sınıfına (I., II, ve III.sınıf) ayırır.
Her farklı sınıf, fanın çalışacağı maksimum toplam basınca karşılık gelir.
Tablo-4.7’de ve Şekil-4.37’deki diyagramda her fan sınıfı için maksimum basınç sınırları gösterilmiştir. Fan yapısı
sınıf değerleri, fan çıkış hava hızına ve sistemin toplam statik basıncına bağlıdır. Çoğunlukla fan çıkış hızları 1315 m/s olarak tasarlanır.
Üreticiler üst sınıfa geçmek için farklı yöntemler kullanır. Bazıları sac mastarını, mil çapını büyütebilir, uç
malzemesi ekleyebilir, malzemenin direncini değiştirebilir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
121
TABLO-4.7 AMCA fan sınıfları
AMCA fan sınıfı
I
II
III
Maksimum statik fan basıncı [Pa]
1000
1750
3000
Şekil-4.37 AMCA santrifüj fan yapı sınıfları
II.Sınıf bir fan, I. Sınıf koşullarında çalıştırılırsa II. Sınıf koşullarında çalıştırılmasına göre daha uzun süre çalışır.
II. sınıf fanın II: sınıf koşullarda çalışması I. Sınıf fanın I. Sınıf koşullarda çalışmasından daha uzun değildir.
Burada Şekil-4.37’deki diyagram kullanılarak fan sınıfının nasıl belirlendiği örneklerle açıklanacaktır:
Eğer fanın çıkış hızı 3000 ft/m (15 m/s) ve toplam sistem statik basıncı 6 in.wg (1500 Pa) ise çalışma koşulları
AMCA II. Sınıf içindedir ve bu uygulama için II. Sınıf fan düşünülmelidir.
Eer fan çıkış hızı 2500 ft/m (13 m/s) ve toplam sistem statik basıncı 3 inç wg (750 Pa) ise çalışma koşulları AMCA
I. Sınıf içindedir ve bu uygulama için I. Sınıf fan kullanılabilir.
4.11 FAN MOTORLARINDA İLK KALKIŞ (START) PROBLEMİ
Asenkron motorların çalışmaya başladıkları ilk anda şebekeden çektiği akıma kalkınma akımı, yol alma akımı
veya kalkış akımı denir. Bu akım, motorun gücüne ve kutup sayısına bağlı olmakla birlikte yaklaşık olarak anma
akımların 3-6 katı kadardır.
Durmakta olan bir asenkron motora gerilim uygulandığında stator sargılarında meydana gelen manyetik alan
kuvvet çizgilerinin tamamı rotor çubuklarını kestiğinden rotorda endüklenen gerilim ve dolayısıyla rotor
çubuklarından geçen akım en büyük değerinde olur.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
122
İlk anda rotor dönmediğinden zıt EMK en küçük değerindedir ve bu nedenle motor şebekeden en büyük akımı
çeker. Rotor dönmeye başlayınca stator döner alan hızı (ns) ile rotor hızı (nr) arasındaki fark azalmaya başlar.
Bunun sonuncu zıt EMK’in değeri yükseleceğinden şebekeden çekilen kalkınma akımı gittikçe azalır.
Yukarıda belirttiğimiz değerlerden dolayı küçük güçlü motorların çektiği kalkınma akımı, gittikçe azalan bir
durumda olduğundan sargılar ve şebeke için bir sorun oluşturmaz. Ancak 3 kW’ın üzerindeki büyük güçlü
motorların kalkınma akımları, hem şebeke için hem de motor sargıları için zararlıdır. Zira bu fazla akım motor
sargılarında aşırı ısınmalara, şebekede ise gerilim düşümlerine ve gerilim dalgalanmalarına neden olur. Bunun
sonucunda da gerilim düşümü, motoru ve şebekeden beslenen diğer alıcıları etkiler.
Ayrıca kumanda devresindeki anahtarlama elemanlarının çabuk yıpranmasına ve arıza yapmasına yol açar.
Bu nedenle büyük güçlü motorların ve çok sık yol alan küçük güçlü motorların, kalkınma akımlarının şebekeyi
olumsuz yönde etkilememeleri için değişik yöntemler uygulanır.
4.11.1 Fan Kalkış Süresi
Kalkış süresi rotorun ataleti ile motor torku ile yük tarafından uygulanan karşıt tork 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;
(4.21)
olur.
Burada; n d/d olarak fan hızı; N, kW olarak adsal motor gücü; M kg olarak fanın kütlesi ve D olarak rotor çapıdır.
Kayışlı tahrikler için, n2 yerine nvent · nmot 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
momente 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 moment eğrilerine sahip olması nedeniyle, özel bir dikkat gerekli
olmaktadır.
4.11.2 Yumuşak Yol Verici (Soft Starter) Kullanımı
Yumuşak yol verici, üç fazlı akımı asenkron motorlarının optimize şekilde başlatılabildiği ve durdurulabildiği bir
elektronik motor kumanda cihazıdır.
Yumuşak yol verici ile motorun kalkışı ayarlanabilir şekilde ve nispeten daha az akımla gerçekleşmektedir. Bu,
kalkış işlemi sırasında elektronik yumuşak yol verici ile motor gerilimi kumandası nedeniyle, alınan kalkış akımı ve
motorda oluşturulan kalkış dönüş momentinin de ayarlanması anlamına gelmektedir.
Motoru durdururken duruş sürecinde de uygulanmaktadır. Bu yolla, motorda oluşturulan dönüş momentinin
yavaşça düşürülmesi ve bu sayede aplikasyonun yumuşak yavaşlaması sağlanabilmektedir.
Hız kontrol cihazlarının frekans ayarlı kalkış ve yavaşlatılmasının aksine, bu işlem sırasında frekans sabit
kalmaktadır ve şebeke frekansına eşittir.
Motorun başarıyla hızlandırılmasından sonra tristörler artık işlemini bitirmiş ve böylece komple şebeke gerilimi
motor'a uygulanmıştır. Çalışma sırasında motor geriliminin ayarlanmasına gerek olmadığı için tristörler dahili
monte edilmiş bay-pas kontaklar ile köprülenmiştir (Bu özellik modern Yumuşak yol vericilerde mevcuttur).
Böylece sürekli işletim sırasında tristörün güç kaybından oluşan ısı engellenmektedir. Bu şekilde şalt ünitesi
çevresindeki ısınma azaltılabilmektedir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
123
Şekil-4.38 Yumuşak yol verici (Soft Starter) örnekleri
Yumuşak yol vericiler, yıldız-üçgen start ve frekans eviricilerine bir anlamda alternatif teşkil ederler.
En önemli avantajları, yumuşak kalkış ve yumuşak duruş, şebekeye yüklenen maksimum akım olmaksızın
kesintisiz devre değişimi ve küçük ebatlardır.
Şimdiye kadar sadece frekans eviriciler ile kullanılabilen tahrik mekanizmalarının pek çoğu, Yumuşak yol vericiler
ile, devir sayısı ayarlama veya özellikle yüksek kalkış momenti ya da yaklaşık nominal akımla kalkış gerekli
değilse, yumuşak yol verici işletimine dönüştürülebilmektedir.
Yumuşak yol vericiler normal kalkış için düzenlenmiştir. Zor şartlar kalkış veya yüksek ve sık start yoğunluğunda
gerekirse daha büyük güçte bir cihaz seçiniz.
Uzun kalkış sürelerinde motorda pozitif sıcaklık katsayılı direnç (PTC) sensörü tavsiye edilir. Bu durum,
yumuşak duruş, pompa duruşu ve doğru akım freni gibi duruş çeşitleri için de geçerlidir, çünkü burada
duruş süresi boyunca, serbest duruşa oranla ek bir akım yüklenmesi meydana gelmektedir.
Yumuşak yol verici ve motor arasındaki motor dağılımında da kondansatör vs malzemeleri (örn. dengeleme
ünitesi)
bulunmamalıdır. Aktif filtreler yumuşak yol vericiler ile bağlantılı çalıştırılmamalıdır.
Ana akım devresinin tüm birimleri (sigortalar ve şalt üniteleri gibi) doğrudan başlatma ve yerel kısa devre
durumlarına göre ayarlanmalı ve ayrı sipariş edilmelidir.
Güç şalterlerinin seçiminde (devindirici seçimi) kalkış akımının üst titreşim yüklenmesi dikkate alınmalıdır.
4.12 FAN KONTROLÜ
Birçok 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.
4.12.1 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.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
124
Şekil-4.39 Değişken devirin radyal fan karakteristik eğrisindeki etkisi
4.12.2 Hız Kontrolü İçin Frekans Evirici Kullanımı
1990’lı yılların ortalarından itibaren gelişen mosfet teknolojisi ile birlikte DC motor sürücüleri yerini yavaş yavaş
AC motor hız kontrol cihazlarına bırakmıştır. Son dönem IGBT üretim maliyetlerinde önemli ölçüde düşmüş
olması mikroişlemcilerdeki ekonomi hız kontrol cihazlarında önemli ölçüde ucuzlamaya neden olmuş ve bu
cihazlar oldukça yaygınlaşmıştır.
Endüstrinin hemen hemen her motoru artık AC sürücü ile kontrol edilmeye başlandığından, makina sektörü belli
bir rahatlamaya ve müşterilerde enerji tasarrufu, üretim kalitesi, motorların daha sağlıklı çalışması gibi birçok
faydalar sunmuştur. Gelişen teknoloji ile birlikte boyutlarında da önemli küçülmeler olmuş, şebekeye gürültü veren
cihazlar yerini daha sağlıklı yapıdaki cihazlara bırakmıştır.
Birçok fan ve pompa kurulumunda geniş bir akış değişimi esnekliği vardır. Su ve atık su sistemleri, prosesler ve
diğer endüstriyel uygulamalar bu gruptadır. Mükemmel akış kontrolü, fan veya pompa üzerinde değişken hızlı bir
sürücü kullanarak ve diğer birimleri değişken hızda çalıştırarak elde edilir.
Frekans eviricinin avantajları:
 Elektromanyetik motor gürültü kirliliği olmadan hız kontrolü yapılabilir
 Motorlar riske maruz değildir
 Korumalı motor kablosu olmadan çalışabilir
 Evirici üzerindeki motorlar paralel çalışabilir
 Yüksek verimli enerji
 Motor kablo uzunlukları evirici ile sınırlı değildir
 Üniversal kontrol fonksiyonları entegre edilmiştir
Şekil-4.40 Değişken hız kontrolü için frekans eviriciler (invertör)
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
125
4.12.3 Gerilim Kontrol Cihazı İle Fan Hız Kontrolü
Piyasada gerilimi sürekli ayarlanabilir hız kontrolü kontrollü 1 ve 3 fazlı fanlar için elektronik gerilim kontrol
cihazları mevcuttur. Bu cihazlar basit bir potansiyometre aracılığıyla kontrol yapan cihaz olmayıp - aynı zamanda
ekran ile çok fonksiyonlu - çok çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Soğutma, klima, temiz oda teknolojisi ve hatta
tarımsal uygulamalar için işletim modlarına ait bilgileri depolayıp çok fonksiyonlu cihazlar seçilebilir.
Faz kesme kontrol ilkesini kullanırken motorlarda elektromanyetik gürültüler ortaya çıkabileceğinden, gürültüye
hassas uygulamalar için frekans evirici kullanılması önerilir.
Elektronik voltaj kontrolü avantajları:
 Makul fiyatlı yatırım
 Üniversal kontrol fonksiyonları entegre edilmiştir
Bu cihazları seçerken dikkat edilmesi gerekenler:
 Bir voltaj düşüşü, motorun enerji tüketiminde bir artışa yol açabilir.
 Gerilim kontrol cihazlarının tasarımında akım depolanmasını dikkate alınız. Bu bağlamda, fanların teknik
verilerini, özellikle akım değişim (ΔI) beyanını dikkate alın.
Şekil-4.41 Elektronik voltaj kontrol cihazları
4.12.4 Transformatör İle Fan Hız Kontrolü
Gerilim kontrollü fanlar ile transformatör kullanılarak hızları değişken hale getirilebilir. Bu amaçla, çeşitli bireysel
transformatörler ve komple trafo tabanlı 5 kademeli anahtarlı hız kontrol cihazları mevcuttur:
 Entegre motor koruma fonksiyonu olan ve olmayan kontrol cihazları
 Ek kontaklı ve ek fonksiyonlu kontrol cihazları
Trafo tabanlı hız kontrolünün avantajları:
 Basit, sağlam teknoloji
 Elektromanyetik motor gürültüsü oluşturmaz
Şekil-4.42 Transformatör esaslı tek veya üç fazlı kademe anahtarlı fan hız kontrolleri
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
126
4.12.5 Değişken Kanatlı Giriş Damperleri
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.
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.
Şekil-4.43 Değişken kesitli giriş damperi ile fan debi kontrolü
4.12.6 Değişken Çaplı Kayış-Kasnak Kullanımı
Mekanik kontrollü matkap tezgâhlarında olduğu gibi motor-fan kayış-kasnak bağlantısı ters çalışan kaynaklar ile
hız kontrolü yapmak mümkündür (Şekil-4.43). Bazen motor ve fan kasnakları çok kanallı yapılarak çap değişimleri
birbirine ters olarak yerleştirilir.
Şekil-4.44 Değişken çaplı kasnakla fan hız kontrolü (Motor kasnağının açılması fan hızını azaltır)
4.13 MOTOR TAHRİK TÜRLERİ
Fanı motorla tahrik etmede kullanılabilen iki yöntem bulunmaktadır:
1. Kayış-kasnakla tahrik
2. Direk tahrik (kavrama ile veya doğrudan 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, 1000 750 d/d gibi
birkaç devir sayısı hız ile sınırlıdır). Fakat eğer elektrik motoruna değişken kontrol uygulanıyorsa, bu
avantaj ortadan kalkar.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
127





Pahalı ve düşük hızlı motorlardan (750 d/d) kaçınma imkân 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.
Şekil-4.45 Kayış-kasnak tahrikli tek emişli radyal fan
Şekil-4.46 Kaplin tahrikli çift emişli cepli radyal fan
Şekil-4.47 Kaplin tahrikli tek emişli radyal fan
Şekil-4.48 Motor direkt akuple tek emişli radyal fan
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
128
4.14 FANLARIN PERFORMANS TESTİ
Endüstriyel fanların performans testleri DIN 24163 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 (m3/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 12 1013’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).
4.15 FAN MOTORLARI
Fanların tahrikinde kullanılan elektrik motorları tek fazlı ve üç fazlı motorlar olarak ikiye ayrılır. Tek fazlı motorlar;
gölge kutuplu, yardımcı sargılı, daimi ayrık kapasitörlü, elektronik kontrollü DC motorlardır. Tek fazlı motorlar 1
BG’ne kadar kullanılır.
Fan gücü 1 BG ve üzerinde oluğunda genellikle üç fazlı sincap kafes rotorlu motorlar kullanılır. En çok kullanılan
üç fazlı motorlar bunlardır. Bunlar yüksek verim ve düşük maliyet avantajlarına sahiptir. Bazen dahlender sargılı
çift 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 üç fazlı sargılı 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.
4.15.1 Gölge Kutuplu Motorlar
En basit ve en ucuz tek fazlı motor tipi gölge kutuplu motordur. Kalkış momentleri düşük olduğundan kullanım
alanları ¾ BG’ den düşük uygulamalarla sınırlı olup kullanım kademesi 1/20 ila 1/6 BG arasındadır.
Gölge kutuplu motorlar başlatma anahtarına sahip değildir. Stator kutupları her sargının köşesinde “gölge sargı”
adı verilen ilave bir sargı ile donatılmıştır. Bu sargılar ilk hareket için herhangi bir elektriksel bağlantıya sahip
değildir; fakat bir döner manyetik alan oluşturmak için kullanılır. Gölge kutuplu motorun kutup yapısı, manyetik
alanda bir gecikme meydana getirerek döner, manyetik alan geliştirilmesine olanak sağlar. Bir bakır iletken
kutbun gölge kısmını izole ederek tamamen onun etrafında dönmesini sağlar. Gölgeli kısımda manyetik alan
artar; fakat bakır kalkanında akım etkisi gecikir. Gölgesiz kısımda sargı akımının döner alan oluşturmasıyla
manyetik alan artar.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
129
Şekil-4.49 Gölge kutuplu motor
4.15.2 Yardımcı Sargılı Motorlar (RSIR)
 Evsel ve hafif ticari uygulamalarda üç fazlı motorlar kullanılamadığı için tek fazlı yardımcı sargılı motorlar
tercih edilir.
 Bu motorlara “ayrık fazlı motorlar” da denir.
 Gölge kutuplu motorlara göre daha yüksek güç üretirler.
 Üzerlerinde kapasitör bulunmaz.
 Güç Aralıkları 1/20 BG - 3/4 BG arasında değişir.
Şekil-4.50 Yardımcı sargılı motor
Şekil-4.51 Yardımcı sargılı motor sargıları
Motorun ilk hareketi esnasında yardımcı sargı devreye girer, daha sonra devreden çıkar. Motor harekete
başlarken moment seviyesi %350 iken hız değişimiyle moment seviyesi artmakta, yardımcı sargının devreden
çıkmasıyla hız %100 iken momentte %100 de sabitlenmektedir.
Şekil-4.52 RSIR fan motoru
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
130
4.15.3 Kapasitörlü Fan Motorları
1. Temel olarak tasarımları bir ayrık motora benzer.
2. Kalkış kapasitörü, kalkış sargısı ile seri bağlanmıştır (potansiyel röle bağlantısı hariç).
3. Yüksek kalkış momentine sahiptirler.
4. Düşük akım çeker, yüksek verimlidir.
5. Daimi (çalışma) kapasitörü ana sargıya paralel bağlanır.
Kapasitör Başlatmalı, İndüksiyon Çalıştırmalı (CSIR) Motorlar
Şekil 8.28’de faz ana sargıya ve ilk hareket kapasitörüne gelir. Ana sargıdan geçerek Mp(nötr) üzerinden
devresini tamamlar. Aynı zamanda ilk hareket kapasitöründen geçen gaz santrifüj anahtarının normalde kapalı
kontağından geçerek yardımcı sargıyı enerjilendirir. Motor devri normal devrinin % 75–80’ine ulaştığında santrifüj
anahtar normalde kapalı kontaklarını açarak yardımcı sargıyı devreden çıkartır. Motor ana sargı üzerinden
çalışmasına devam eder.
Şekil-4.53 Kapasitör kalkışlı, indüksiyon çalıştırmalı (CSIR) fan motoru
(C.S.I.R.) motorların özellikleri:
1. Ayrık fazlı motorlardan daha ağır yükler için tasarlanmıştır.
2. Kalkıştan sonra bir röle veya anahtar kapasitörü devre dışı bırakır.
3. Tek veya iki fazlı olarak kullanılabilir.
Kapasitör Başlatmalı ve Çalıştırmalı (CSR) Motorlar
Şekil 8.29’de faz ana sargıya, yardımcı sargıya ve ilk hareket kapasitörüne ve daimi devre kapasitörüne gelir.
Motorun ilk hareketinden sonra kalkış kapasitörü devreden çıkar. Yardımcı sargı daimi devre kapasitörü
üzerinden çalışmasına devam eder.
Şekil-4.54 Kapasitör kalkışlı-çalıştırmalı (CSR) motoru
CSR motorların özellikleri:
1. Kalkış momentleri yüksektir.
2. Kapasitör motorları yüksek verimli olduğundan daha düşük akım çeker.
3. Yüksek güç katsayısına sahiptirler.
4. Ani kalkışta kapasitansı arttırırlar.
5. Ana sargıya geçtiğinde kalkış sargısı devrede kalır.
(Not: Bu yardımcı sargı, ana sargıya gerektiğinde yardımcı olur.)
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
131
Daimi Ayrık Kapasitörlü (PSC) Motorlar
Bu motorlar yardımcı sargılı motorlara benzerler, ancak start mekanizması yerine ana ve yardımcı sargılar
arasına konulan daimi kapasitör yardımıyla kalkış yaparlar.
Şekil-4.55 PSC fan motorları
PSC motorların özellikleri:
1. Bu tip motorlarda santrifüj anahtar veya kalkış rölesi yoktur.
2. Kalkış momenti düşüktür.
3. Dönme yönü ters çevrilebilir.
4. Potansiyel röle ve kalkış kapasitörü (güçlü kalkış devresi) ile kalkış momenti arttırılabilir.
Şekil-4.56 PSC tipi motor bağlantısı
4.15.4 Elektronik Kontrollü DC Fan Motorları (EC Motorlar)
Eski DC motorlarındaki karbon fırça ve kolektörden farklı olarak elektronik tetiklemeli bir sürücü ünitesi mevcuttur.
Aşınan bu elemanlar yerine arıza yapmayan elektronik tetiklemeli motor geliştirilmiştir.
EC motor, motor üzerine konan tek devre olarak üretilir ve sadece değişen akım etkisiyle elektronik yönlendirme
birimi ile kontrol edilen tek sargıya sahiptir. Elektrik akımı, rotor üzerinde bulunan, mıknatıs tarafından etkilenerek
bir manyetik alan oluşturur. Bu etki motor üzerinde dönme momenti oluşturur. Rotor üzerinde döner daimi
mıknatıs alanının bağıl dönme etkisini sürekli hale getirmek için elektrik akımının anahtarlanması(aç-kapa)
gerekir. Daimi mıknatısın bu konumu bir Hall etki sensörü yardımıyla kaydedilir ve sonuçta bu sinyal elektronik
kontrole yönlendirme için taşınır. Bir EC motorun çalışma prensibi basitleştirilmiş ve aşağıdaki şekilde açık
şekilde gösterilmiştir. Şekil-4.55 saat ibresi yönünde tek fazlı iki kutuplu bir motoru göstermektedir. Şekilde iki
rotor konumu yan yana gösterilmiştir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
132
Şekil-4.57 a) Maksimum dönme momenti konumu b) Yönlendirmeden kısa süre sonraki konum
Dikkat: EC motorlar elektronik yönlendirme ünitesi olmadan asla çalıştırılmamalıdır. Elektrik hattına doğrudan
bağlama motora hasar verecektir.
Geleneksel DC motorların bir dezavantajı da fırça teması sırasında kıvılcım çıkarmalarıdır. Bu fırça temasındaki
kıvılcımın ana nedeni yüksek frekanstaki girişlerdir. Bu motorlar güç şebekelerinde çalışmaları esnasında
elektrikle çalışan elektronik devreli elemanlar üzerinde parazit yapabilmektedir. Aynı zamanda maksimum hız
limitlerinde yüksek hızdaki fırçalamalarda ısı yükselmektedir.
Bu problem fırçasız doğru akım motorları ile ortadan kaldırılmıştır. Rotor kalıcı bir mıknatıs kapsamakta ve stator
aynı şekilde benzer elektromıknatısları kapsamaktadır. Rotorun pozisyonu sürekli olarak dönüş indüksiyon akımı,
bileşke akım veya hall etkisi sensörleri v.b ile ölçülmektedir.
Stator içersindeki elektromıknatıslar bir köprü devresi mosfet transistörü veya IGBT ile değiştirilebilir. Bu nedenle
elektronik olarak kontrol edilen motorlardan söz edebiliriz.
Rotorun çeşidi, statorun sargısına bağlı olarak kalıcı mıknatısların pozisyonları ile belirlenir, biz böylelikle “içten
rotorlu” veya “dıştan rotorlu” şeklinde ayrıma girebiliriz.
Bu motorların ilave elektronik devrelerden dolayı ilk yatırım maliyetleri fazladır. Buna karşın geleneksel DC
elektrik motorları ile karşılaştırıldıklarında birçok avantaj sağlayabilmektedirler; örneğin uzun servis ömürleri ve
değişken gerilimde benzer motor voltajlarında sabit dönüş hızları (Pratikte özdeş torklarda).
Şekil-4.58 İndüksiyon motorları ile daimi mıknatıslı DC motorların verimlerinin karşılaştırılması
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
133
Şekil-4.59 Dıştan rotorlu EC fan motorları
4.15.5 Üç Fazlı Fan Motorları
1. Senkron
2. Sincap kafesli
3. Sargılı rotorlu
Üç fazlı motorların elektriksel özellikleri:
1. Üç faz besleme voltajı
2. Tek veya iki farklı voltajda çalışabilir
— Tek voltajlı olanlar altı motor ucuna sahiptir.
— İki voltajlılarda dokuz motor ucu bulunur.
3. Rotor (Sargılı veya sargısız olabilir.)
4. Stator
— Üç tekli faz sargıları
— Her sargı 1100 elektrik faz açısı ile birbirine bağlıdır.
Yıldız-Üçgen Bağlantılı Motor Sargıları
Yıldız Bağlı Motorlar
Yıldız bağlı olarak çalıştırılan motor, kalkınma anında şebekeden daha düşük akım çeker. Devir sayısı aynı
olmasına rağmen çalışma gücü üçgen bağlı motora göre zayıftır. AC üç fazlı motorlar doğrudan yıldız
çalıştırılabilir.
Şekil-4.60 Yıldız motor bağlantıları
Üçgen Bağlı Motorlar
Üçgen bağlı motor, kalkınma anında şebekeden yüksek akım çeker. Üçgen bağlı motorların çalışma güçleri yıldız
bağlantıya göre daha yüksektir. 4 kW’tan büyük güçlü motorların doğrudan üçgen çalıştırılmaları sakıncalıdır.
Büyük güçlü motorlar yıldız olarak kalkındırılıp ardından üçgene geçirilir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
134
Şekil-4.61 Üçgen motor bağlantıları
Şekil-4.62 Yıldız-üçgen motor klemens bağlantıları
4.16 FAN YATAKLARI
Fan üreticileri üretim hatlarında farklı yataklar kullanır. Bu nedenle küçük bir gaz fırınındaki yatak büyük merkezi
klima santralinde kullanılandan çok farklıdır. Fanlarda genellikle kaymalı ve bilyeli yataklar kullanılır. Fan üreticileri
havalandırma endüstrisinin gerektirdiği kalite ve güveni oluşturmak için yatak üreticileri ile birlikte çalışır.
Şekil-4.63 Bilyalı yatak (rulman)
Şekil-4.64 Kaymalı yataklar ve yatak malzemeleri
Yatağın ömrü, hareketli parçalar içinde yorgunluk oluşmadan önceki dönme sayısının bir fonksiyonudur.
Günümüzde B10, L10 ya da B50, L50 terimleri yaygın olarak kullanılır.
Amerikan Yatak Üreticileri Birliği (ABMA) L10’nu normal çalışma koşullarında %90 güvenilirlikte yatak ömrü olarak
tanımlar. Normal çalışma koşullarından, yatağın temiz tutulduğu, yağlandığı, uygun sıcaklıklarda çalıştırıldığı ve
tozdan uzak ve mükemmel hizalandığı anlaşılır. Gerçekte, çalışma koşulları böyle olmadığı için yatağın ömrü
uygulama koşullarına göre kısalabilir. Öte yandan, üreticilerin montaj ve bakım şartlarına uyulması yatağın
ömrünün belirten değerlere ulaşmasını sağlar.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
135
L50 tanımı yatağın bir arıza olmadan beklenen çalışma süresinin (saat) yarısını (%50) gösterir. Kalan sürede ise
yatakta arıza olması beklenilebilir.
Sonuç olarak, bir uygulamada, daha uzun L50’ye sahip olan bir yatağın ömrünün, daha kısa L50’ye sahip olan bir
yataktan daha uzun olması beklenilir.
L50 ömrü L10 ömrünün beş katına eşittir. Buna göre L50 ömrünün L10 100 000 ömrüne eşit olması için 500 000 saat
olması gerekir.
Yatak ömrü yatak yapısının belirlenmesi için de kullanılır. Verilen L10 ömrünü sağlamak için üreticiler aynı
uygulama için aynı dayanıklılığa sahip parçaları sağlamalıdır.
100 000 saat L10 ömürlü yatak, 40 000 saat L10 ömürlü yataktan iki kat daha uzun bir ömre sahip olacaktır ve
benzer koşullardaki uygulamalarda daha uzun kullanılabilecektir.
Şekil-4.65 Bilyeli yatak ve yatak ömrünün karşılaştırılması
Kayar yataklar
Kayar yatakların işlevi, rulmanlarda olduğu gibi, birbiriyle ilişkili olarak hareket eden parçaları desteklemek veya
yönlendirmektir. Bu durumda ortaya çıkan kuvvetlerin desteklenmeleri ve iletilmeleri gerekir. Hâlbuki rulmanlar
yataklama elemanları birbirlerinden yuvarlanma elemanları yoluyla ayrılırlar. Kayar yataklarda ise hareket eden
parça normalde bir mil, muylu veya şerit olup sabit duran burç, yatak kovanı veya kayıcı şeridin üzerinde kayma
hareketi yapar. Kayma hareketi doğrudan yatak gövdesinin kayıcı katmanı ile yataklanan yüzey arasında
meydana gelir. Yağlama, yağlayıcılar veya yataklama elemanına uygulanmış sabit kayıcı katman yoluyla
sağlanır. Radyal harekette, mil ile kayıcı katman arasındaki boşluk kayıcı parçaların hareket edebilmesini sağlar.
Kayar yataklar, radyal yataklar, eksenel yataklar, şeritler, kovanlar ve daha pek çok tasarım halinde mevcutturlar.
Nispeten sessiz çalışırlar ve düşük devir ve açısal hareketlerde, düşük ve yüksek sıcaklıklar altında büyük
yüklerin desteklemede özellikle uygundurlar. Çok yönlü özelliklerinden ötürü, endüstrinin hemen her alanında ve
özellikle montaj hacminin çok sınırlı olduğu yerlerde kullanılırlar.
4.17 FAN POZİSYONLARI
Özellikle radyal fan siparişi verilirken fanın motor tarafından bakıldığındaki pozisyonu önemlidir. Aşağıda bir
firmaya ait fan pozisyonları görülmektedir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
136
Şekil-4.66 Bir firmaya ait fan pozisyonları
4.18 FAN BAKIMI
Her vantilatör işletme sırasında belirli sürelerle düzenli bir bakıma ihtiyaç duyar. Aşağıda bakımın temel ilkeleri
anlatılmıştır.
4.18.1 Genel Bakım
1. Bütün bağlantı cıvatalarının sıkı olup olmadığı kontrol edilmeli, gevşek olanlar sıkılmalıdır.
2. Fan mili kontrol edilmeli, herhangi bir hasar veya eğilme var ise yenisi ile değiştirilmelidir.
3. Milde korozyon meydana gelmişse temizlenmeli ve koruyucu yağ sürülmelidir.
4. Vantilatör boyası bozulduğunda yeniden boyanmalıdır.
5. Genel bakım periyodu 3 aydır.
Bakımlar sırasında mutlaka koruyucu kıyafet giyilmelidir.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
137
Dikkat: Vantilatörün gövdesini açmadan önce vantilatör devreden çıkartılır koruyucu ızgara (gril)ve flanş
bağlantısı sökülür. Vantilatörün bu süre içerisinde çalışmaması gereklidir. Rotorun durduğundan emin
olunmalıdır. Vantilatörü çalıştırmadan önce tüm koruma tertibatının yerlerine monte edilmiş olması gereklidir.
4.18.2 Fan ve Gövde Bakımı
Fan ve gövde iklim Şartlarının aşındırmalarına karşı doğrudan etkilenir. Özellikle sevkiyatı yapılan madde tozlu
veya korozyona, aşınma ve birikmelere yol açabilecek gaz buharı, asit ve benzeri kimyasal maddelerden
oluşuyorsa aşınmalar daha fazla oluşur.
Oluşan aşınmalar malzemenin mukavemetini azaltır. Fanın kanatlarında meydana gelen birikmelerde
dengesizliğe ve yatakların aşırı yüklenmesine sebep olur. Bu nedenle fan ve gövde düzenli aralıklar ile kontrol
edilmeli ve temizlenmelidir. Fanda herhangi bir sebepten dolayı bir tamirat veya değişiklik yapılırsa, vantilatöre
monte edilmeden önce fanın mutlaka dinamik balansının yaptırılması gerekir. Bu amaçla üretici firma ile mutlaka
irtibata geçilmelidir.
Dikkat: Vantilatörün yüksek basınçlı buhar püskürtme makineleriyle temizliği uygun değildir. Makinenin içine nem
girmesi halinde rulmanların, keçe vb. sudan uzak durması gereken malzemelerin korozyon oluşum ihtimalini göz
önünde tutularak korunması gereklidir.
4.18.3 Yatak ve Rulman Bakımı
Vantilatörün yatakları işletme şartlarında meydana gelecek mekanik yüklere, vantilatör devrine ve sıcaklığına
uygun olarak seçilmiştir. Yatakların işletmede belirtilen ömrünü sağlayabilmek için devamlı bakımının yapılması
gerekir. Yatakların içine girebilecek en küçük yabancı maddeler ses ve hasara sebep olup, yatakların ömründen
önce kullanılmaz hale gelmesine yol açabilir. Bütün yağlarda olduğu gibi radyal vantilatörlerin rulmanları için
kullanılan yağlar da belirli bir müddet için yağlama fonksiyonlarını yerine getirebilirler. Bundan sonra yağlama
özelliklerini kaybederler ve değiştirilmelidirler. Rulmanların yağlama süreleri aşağıdaki tablodan çıkartılabilir.
Yataklara gresörlüklerden yağ basılmadan önce içindeki eski yağın boşaltılması gerekmektedir.
Şekil-4.67 Yağlama periyodu seçim çizelgesi
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
138
Örnek:
Delik çapı (d) 100 mm olan sabit bilyalı bir rulman, 1000 d/d hızla dönmektedir. İşletme sıcaklığı, 60°C ile 70°C
(140-158°F) arasında değişmektedir. Gerekli yağlama periyodu nedir?
Diyagramda, x-ekseni üzerinde 1000 d/d’yı gösteren noktadan itibaren yukarı doğru bir çizgi çizilerek, d=100 mm
eğrisi kestirilir. Bulunan noktadan, x-eksenine paralel bir çizgi çekilerek a ölçeğinden (radyal bilyalı rulman)
yaklaşık 12000 değeri okunur. Yeniden yağlama periyodu, böylece 12000 işletme saati olarak elde edilmiş olur.
4.18.4 Kayış Bakımı
Kayışlar için yapılması gereken kontroller;
 Aşınma,
 Düzeltme,
 Kayış gerginliği.
Tekrar gerdirmede yani kayışın değiştirilmesinde dikkat edilmesi gereken hususlar:
1. Her zaman kayışlar komple takım halinde değiştirilir, hiç bir zaman sadece tek kayış değiştirilmez!
2. İlk önce kayışlar gevşetilir, onun için germe vidaları ve motor sıkma vidaları sökülür. Motor gerektiği
kadar yana çekilir ki kayışlar gerilmeden yerinden sökülüp takılabilsin.
3. Yeni kayış takımı yerine oturtulur ve hafif gerdirilir. V kayışının paralelliği bir cetvelle kontrol edilir ve
gerekirse düzeltilir.
4. Kayış aşağıdaki açıklamaya göre gerdirilir. Kayışların kontrolü Tablo-4.8’de belirlenen aralıklarla
muntazam yapılmalıdır, çünkü kaymadan dolayı yetersiz gerginlik oluşabilir ve bununla birlikte kayışlar
zamanından önce aşınabilir.
Kayış Gerginliği Kontrolü
Kayışların sehimi her 100 mm aks mesafesi için 1,5 mm olacak şekilde hesaplanmalı ve akslar arasının orta
noktasından kontrol edilmelidir. Yeni kayışların ilk 15 işletme saati sonunda uzama miktarı toplam uzamanın
%80’i kadardır. Eğer kayışların gerdirilmesi gerekirse, motor kızakları üzerinde bulunan gerdirme parçaları ile
kayış gerginliği ayarlanmalıdır. Tecrübeler V-kayışlarında en uzun ömrün, kaymanın %1’i geçmediği durumlarda
sağlandığını göstermektedir.
Kayış Tahrikli İşletmede Mutlaka Uyulması Gereken Hususlar
İşletmeye almadan önce kayışlar yukarıda verilen değerlere uygun olarak ve aşağıda verilen zaman aralıklarında
gerdirilmelidir (Tablo-4.8). Kayışların gerdirilmesi, motor kızakları üzerinde bulunan gerdirme parçaları ile
yapılmalıdır.
 Gerdirmede kasnakların aynı doğrultuda olmasına ve vantilatör mili ile motor milinin birbirine paralel
olmasına dikkat edilmelidir.
 Kontrolü ve gerginliği için gerekli uygun kayış kontrol cihazı kullanılmalıdır.
 Kayış kontrol cihazı bulunmadığı durumlarda elle bastırarak kontrol yapılabilir.
TABLO-4.8 Kayış gerginliği ölçme periyodu
1.Kontrol
2.Kontrol
3.Kontrol
4.Kontrol
5.Kontrol
Diğer Kontroller
İlk 15 dakikalık çalışmadan sonra kontrol ediniz.
İlk 3 günlük çalışmadan sonra kontrol ediniz.
İlk 15 günlük çalışmadan sonra kontrol ediniz.
İlk 45 günlük çalışmadan sonra kontrol ediniz.
İlk 90 günlük çalışmadan sonra kontrol ediniz.
5. kontrol sonrasında her 90 günde bir kontrol ediniz.
4.19 FANLARIN İŞLETMEYE ALINMASI
- Aspiratör ve vantilatör rotorları ile bu cihazlara ait hücrelerin diğer bölümlerinde, hava filtreleri ve kanallarda
kirlenme varsa, bu kir ve inşaat artıkları kesinlikle temizlenmelidir.
Başkaca belirtilmedikçe tahrik kayışlarının gerginlikleri aşağıdaki gibi kontrol edilmelidir. Kayış gerginliğinin
normal olup, olmadığı kayış ortasına başparmakla basıldığında meydana gelen senimin ölçülmesiyle kontrol
edilebilir. Bu senim en çok 25 mm olmalıdır.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
139
- Vantilatör ve Aspiratörlerin yataklarının yağlama yerlerine (Gresörlüklerine) bakılmalı yağ eksikliği görülürse
giderilmelidir.
- Yapılacak muayenede rotorların serbest çalışmadığı (kasıntılı çalıştığı) tespit edildiğinde, bunun sebebi,
araştırılmalı ve arıza giderilmelidir.
Motor besleme bağlantıları gözden geçirilmeli varsa gevşemeler giderilerek motora her üç fazın gelip gelmediği
kontrol edilmeli, ayrıca motora yol verilerek dönüş yönünün doğru olup olmadığı kontrol edilmelidir.
- Vantilatör çalıştırılarak klima santrallerinin sac mahfazalarının birleşim yerlerinde, kapaklarında hava
sızıntılarının (hava kaçaklarının) olup olmadığı sabun köpüğü ile araştırılmalı, -varsa- kaçak tespit edilen ek
yerleri tam sızdırmaz hale getirilmelidir. Ayrıca hava klapeleri, kanal klapeleri ve toz filtrelerinin durumlarının
doğru olup, olmadığı da kontrol edilmeli, normal durumlarını koruyacak şekilde tespit edilmeleri sağlanmalıdır.
Santral ısıtıcı ve/veya soğutucu serpantinlerinin boru giriş ve çıkış deliklerine, santral hava sızdırmazlığının
sağlanması için rozet konulması gereklidir.
4.20 YAZILIM VE KATALOG YARDIMIYLA FAN SEÇİMİ
Herhangi bir kanallı havalandırma sistemine uygun fan seçilebilmesi için öncelikle sistem basıncının doğru
hesaplanmış olması gereklidir. Ayrıca seçilen fanın sadece uygun debi ve basınçta olması yeterli değildir. Bunun
yanında ilk kuruluş ve işletme maliyetlerinin düşük olabilmesi-enerji verimliliği için fanın yüksek verimli olması ve
sistemle olan etkileşimin (çalışma noktasının) yüksek verimli bölgenin sağından seçilmesi gerekir, çünkü kanal
sistemi zamanla kirlendikçe fan verimi daha yüksek verim değerine doğru yükselecektir. Ayrıca fanın tipi (aksiyal,
radyal), pozisyonu, hücreli olup olmaması da önemlidir. Bir kanal sistemi için radyal fan seçimini bir örnekle
açıklamaya çalışalım:
Örnek-1: Bir düğün salonu için 8000 m3/h hava debisi, 300 Pa statik basınç kaybı için radyal fan tipini seçim
yazılımı kullanarak seçiniz.
Çözüm:
Fan üretici bir firmanın yazılımı kullanılarak fan veri giriş bölümünde ilgili bölüme debi ve statik basınç değerleri
girilerek bu şartlara uyan AT-S modelleri listelenir. Burada dikkat edilmesi gereken konu toplam verim değeri en
yüksek olanın seçilmesidir.
Şekil-4.68 Bir Ticari fan firmasına ait ön seçim ekranı
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
140
Şekil-4.69 Seçilen fan modeline ait teknik veriler
Seçim-4.70 Seçilen fana ait performans eğrileri
Topal verimi %70,3 olan AT 18-13 S modeli fan (Motor gücü 1,404 kW) yerine verimi %56,9 olan AT 12-12 S
modeli (Motor gücü 2,172 kW) seçilseydi 10 yıllık bir ömür için işletme maliyeti ne kadar artardı?
ET =24x365x10x(2,172-1,404)=67276,8 kWh
MT=ET Me =67276,8 x0,3 TL/kWh =20183,04 TL
Görüldüğü gibi bir fanın yanlış seçilmesinin ömür boyu işletme maliyeti farkı 20 bin TL’yi aşmaktadır. Bu örnek,
enerji verimliliği için doğru fan seçiminin ne kadar önemli olduğunu açıkça göstermektedir.
Örnek-2: Aşağıdaki fan performans eğrisini kullanarak bir klima santrali için kullanılacak 10 000 m3/h, 800 Pa
olan plug fanı seçiniz.
FANLAR
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
141
Çözüm:
Şekil-4.71 Seçilen fana ait karakteristik eğri
4. BÖLÜM KAYNAKLARI
1. Erkan TUNCAY, Spesifik Fan Gücü Nedir?, Alarko Carrier San. ve Tic. A.Ş. Gebze/KOCAELİ
2. FMA guidance note 4
3. Specific Fan Power- a tool for better performance of air handling systems/Proceedings of Clima
4. 2007 WellBeing Indoors - Jorma Railio ve Pekka Makinen
5. EN13779 Ventilation for non-residential buildings - Performance requirements for ventilation and roomconditioning systems 2007.
6. Endüstriyel fanlar, www.alfer.com.tr/files/fantech.pdf
7. H. Bulgurcu, Havalandırma Sistemleri, Ders Sunumları, Balıkesir 2001.
8. M. Bilgili, E. Şimşek, Y. Polat, A. Yaşar, Havalandırma Sistemleri, Adana Meslek Yüksekokulu Yayınları
No:1 Adana 2005.
9. Ventilation Fundamentals, www.grainger.com/dayton
10. http://www.ziehl-abegg.com/ww/misc-245-Centrifugal-Fans-Main-Catalogue-Part-1.html
(25.02.2014 tarihinde erişildi)
11. http://www.ziehl-abegg.com/ww/misc-245-Centrifugal-Fans-Main-Catalogue-Part-1.html
12. Taner YÖNET, Havalandırma Fanları, (Seminer Notları), 19.04.2014.
13. H. Bulgurcu, E. Şimşek, A. Basalak, İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri, 349 sayfa,
ISKAV Teknik Kitaplar Dizisi No:07 ISBN:975-11-2142-6 İstanbul 2012.
14. Fanlar: Özellikleri ve analiz, Alarko-Carrier Teknik Bülten, Sayı 24, Aralık 2007.
15. http://www.schaeffler.com.tr/content.schaeffler.tr/tr/products_services/rotativ_products/index.jsp
16. http://www.alfer.com.tr/files/radialmanuel.pdf
17. TS 5895 Merkezi Klima (İklimlendirme) Ve Havalandırma Tesislerinin İşletme Ve Bakım Kuralları