فن برج خنک کننده یک نگاه اجمالی به انواع مختلف

در این بخش می خواهیم توضیحاتی را در خصوص انواع فن برج خنک کن و طبقه بندی فن محوری یا اکسیال مورد استفاده در صنعت تهویه ارائه دهیم. پیش از دسته بندی و بیان توضیحات در خصوص انواع فن اکسیال، لازم به یاد آوری است که از بین این 3 نوع فن، امکان مهندسی معکوس و ساخت فن فایبرگلاس پروفیل ایرفویل در تیراژ بیش از 6 عدد وجود دارد. البته فرآیند مهندسی معکوس و کپی کردن فن فایبرگلاس از روی نمونه موجود، برای یک عدد پره نیز می تواند انجام شود اما از نظر اقتصادی معمولا توجیه ندارد.

برای نمونه سازی و قالب گیری فن فایبرگلاس پروفیل ایرفویل، ابتدا به کمک یک نمونه پره موجود، قالب دو تکه فن تولید می شود و پس از آن عملیات ساخت پره ها صورت می گیرد. در این روش هرچه تعداد فن های مورد نیاز بیشتر باشد، هزینه قالب تقسیم بر تعداد فن شده و عدد کوچکتری خواهد بود. فن برج خنک کننده باید سبک بوده تا نیروی گشتاور محرکه کمتری برای به دوران درآوردن آن لازم باشد.

بالانس استاتیک و دینامیک پروانه کامپوزیت فن برج خنک کن و ایرکولر

پس از ساخت پره های فایبرگلاس کامپوزیت/ FRP، باید مجموعه فن را بالانس کرد. به صورت کلی برای ایر کولر و کولینگ تاور و پره های کامپوزیتی از روش بالانس استاتیک استفاده می شود. در این روش با اضافه کردن وزن به بلید های مورد نظر، بالانس استاتیک انجام خواهد شد. در صورتی که در برج خنک کننده و یا ایرکولر دارای این مشکلات باشید، احتمالا مجموعه پروانه ها نیاز به بالانس و یا ترمیم دارند.

1- لرزش فراوان فن در شرایطی که بدنه لرزش شدیدی ندارد

2- صدای شدید زوزه مانند در فن استک

3- بالا بودن آمپر موتور نسبت به حالت عادی

مقدار هوادهی و فشار پروانه فایبرگلاس تیغه ای

تاثیر مستقیم قطر بر مقدار هوادهی بر حسب cfm یا متر مکعب در ثانیه کاملا واضح و مشخص خواهد بود. برای مثال فن قطر 2 متر می تواند به دبی هوا تا حدود 40 متر مکعب در ثانیه(معادل 85 هزار cfm) برسد. فن با قطر 6 متر هم تا حدود 550،000 متر مکعب در ساعت هوا را جابجا کند.

ما معمولا عدد دقیق سرعت هوا، دبی و فشار بلیدها را با استفاده از نرم افزار محاسبه می کنیم.

فرمول محاسبه توان فن و پروانه

برای اینکه توان مصرفی فن اکسیال و محوری را محاسبه کنیم می توانیم از فرمول زیر بهره بگیریم:

P = dp*q/μ

که در این فرمول

P توان مصرفی واقعی فن بر حسب وات

dp فشار ایجاد شده توسط فن با واحد پاسکال

q مقدار هوادهی پروانه بر حسب متر مکعب در ثانیه

و μ راندمان فن است که یک عدد بدون بعد و مقدارش بین 0 تا 1 خواهد بود.

همانطور که از فرمول بالا مشخص است، هرچقدر دبی و فشار ایجاد شده توسط فن محوری بیشتر باشد، توان مصرفی افزایش می یابد. علاوه بر این اگر چون عدد راندمان در مخرج کسر قرار گرفته، با کم شدن راندمان پروانه، انرژی بیشتری برای ایجاد هوادهی مورد نظر لازم است.

بر اساس فرمول توان فن، اگر راندمان پروانه اکسیال صنعتی برای مثال از 0.85 به 0.7 کاهش بیاید، مقدار انرژی مصرفی در حدود 20 درصد بیشتر می شود.به همین خاطر است که استفاده از پره های ایرفویل با راندمان بالا، می تواند به کم شدن مصرف برق کمک کند. در عین حال، با توان یکسان الکتروموتور، فن با راندمان بالاتر، هوادهی بیشتری خواهد داشت و عملکرد ایرکولر و کولینگ تاور را تقویت می کند.

جلوگیری از سایش، خوردگی و پوسیده شدن لبه حمله فن

اگر محیطی که برج خنک کننده و ایرکولر در آن قرار گرفته اند گرد و خاک زیادی داشته باشد یا شرایط محیط اسیدی یا قلیایی باشد، لبه پره های و بلید های آلومینیومی و کامپوزیتی پس از مدتی خورده می شوند. قیمت انواع پکینگ برج خنک کننده بسیار متغیر است.

در چنین مواردی و نیز زمانی که ذرات معلق محیط زیاد باشد، ابتدا لبه های بیرونی فن و بلید که سرعت خطی بالاتری دارند آسیب خواهند دید. برای خوردگی های اینچنینی، امکان ترمیم و بازسازی پره فایبر کم می شود و بهتر است از روی نمونه های موجود، تعدادی بلید جدید ساخت.

عکسی از لبه پره و بلید آسیب دیده و خورده شده

تصویر صدمه شدید و از بین رفتن لبه حمله بلید کامپوزیت در نوک پره بدلیل سرعت خطی بسیار بالا و وجود ذرات معلقما برای جلوگیری از این مشکل که ممکن است به شکسته شدن پره و بلید نیز بیانجامد، در لبه پره های فایبرگلاس از رزین ضد سایش استفاده می کنیم. به این صورت عمر مفید کارکرد مجموعه فن افزایش یافته و راندمان هوادهی نیز بهتر خواهد بود. تصویر پره و بلید فایبر گلاس که لبه آنها با استفاده از رزین ضد سایش مرغوب محافظت شده است.

همانگونه که توضیح داده شد، تولید، نمونه سازی، ساخت قالب، بالانس و مقاوم سازی فن و پره کامپوزیت تخصص ویژه ای است که با بهره گیری از آن میتوان از عمر مفید بالا، صدای و نویز کم فن، و کاهش مصرف انرژی اطمینان حاصل کرد. شرکت ما آمادگی دارد انواع فن های فایبرگلاس پروفیل ایرفویل را با استفاده از تکنولوژی قالب 2 تکه و مطابق با نمونه پره کامپوزیت ارسال شده از سوی کارفرمایان گرامی تولید کند. فن های مورد استفاده در برج خنک کننده، از لحاظ فرم هندسی و نحوه تولید به صورت کلی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند.

1- فن ضربی و پره تزریقی برج خنک کننده(پروانه پلی آمید)

این فن ها با قطر بین 0.5 تا 1.2 متر در حالت کلی از ورقه فولادی و یا به صورت تزریق پلاستیک ساخته می شوند. این نوع فن کولینگ تاور در صورتیکه از تولید کنندگان معتبر خریداری شود، از لحاظ قیمت و کیفیت در بازه مناسبی قرار دارد. باید در نظر داشت با توجه به جنس فن و روش تولید، این نوع فن در قطر بیش از 1 متر دچار لرزش خواهد شد و به همین دلیل دارای محدودیت ابعاد است.

در سالیان اخیر برخی تولید کنندگان قطعات برج خنک کن، به منظور افزایش راندمان و تولید پروفیل ایرفویل، اقدام به تولید فن با استفاده از کامپوزیت نموده اند که به کاهش وزن، کاهش مصرف انرژی، بالاتر رفتن ظرفیت هوا دهی و نیز امکان بالا رفتن سرعت خطی لبه فن می انجامد. پره های جت فن  نیز در حالت کلی از این دسته می باشد.

2- فن پروفیل ایرفویل کولینگ تاور و ایرکولر(مقطع ثابت)

همانگونه که از نامشان پیداست این فن ها دارای پروفیل ایرفویل بوده و در طول فن، فرم پروفیل و ابعاد هندسی آن ثابت است (به جز بخش انتهایی که در آن قسمتی از یال، بریده شده است). جنس این نوع فن برج خنک کن عمدتا از پروفیل آلومینیوم یا پروفیل اف آر پی است که با روش اکسترود و پولترود تولید می شود. دلیل استفاده از آلمینیوم و کامپوزیت در پره فن برج خنک کن، استحکام مناسب نسبت به وزن کم، دمپ کردن ارتعاش و مقاومت بالا در مقابل خوردگی است.

بازه ابعادی معمول فن آلمینیوم کولینگ تاور از قطر 0.8 متر تا 6 متر را پوشش می دهد. این فن ها دارای قیمت کمتری نسبت به فن کامپوزیتی پیچش دار(نوع سوم فن محوری) هستند لیکن معایب خاص خود را نیز دارند. البته در مواردی امکان تولید این مدل فن از جنس فایبر تا قطر 7 متر هم وجود دارد.

به دلیل یکنواخت بودن پروفیل این نوع فن، و نیز بالاتر بودن سرعت خطی لبه های آن، دبی هوا در کناره فن استک بسیار بیشتر از مرکز فن و قسمت هاب می باشد. به همین دلیل به صورت کلی صدای تولید شده توسط این فن ها از فن ها کامپوزیتی مشابه بیشتر و میزان هوادهی آن ها نیز کمتر است.

از نقاط قوت فن آلومینیوم پروفیل ایرفویل، می توانیم به مقاومت آن در برابر حرارت و زنگ زدن اشاره کنیم.ما فن آلمینیوم طرح کوفیمکو را از قطر 1 الی 2.5 متر با پروفیل ایرفویل تولید می کنیم. در عین حال طبق نیاز مشتری می توانیم بلیدهای آلومینیوم را باروش آنودایز پوشش دهیم.

همانطور که گفتیم این مدل پره را از جنس کامپوزیت فایبرگلاس هم می توان ساخت. فن کامپوزیتی پروفیل ایرفویل ثابت یک گزینه خوب و مطمئن برای ایرکولر(کولر هوایی) و برج خنک کن است که البته قیمت مناسبی هم دارد. در تصویر زیر نمونه فن با قطر 6.5 متر را که توسط ما تولید شده است می بینید.

3- فن پروفیل ایر فویل با فرم پروفیل متغییر، پروانه کامپوزیت برج خنک کن

فن کامپوزیت فایبرگلاس کولینگ تاور که سابقه تولید آن از دو نوع قبلی کمتر است علاوه بر دارا بودن پروفیل ایرفویل، به دلیل چرخش پروفیل در شعاع فن و تغییر زاویه حمله، دبی یکنواخت تری نسبت به دو نوع قبلی دارد، و به همین دلیل سرعت خطی لبه این نوع فن تا 60 متر بر ثانیه قابل قبول می باشد.

از مهمترین مزایای فن فایبر گلاس پروفیل ایرفویل برج خنک کننده، می توان به مصرف انرژی و وزن کمتر آن نسبت به نمونه های دیگر، صدای تولیدی کمتر و میزان هوادهی بیشتر اشاره کرد.

در برخی از برج های خنک کننده صنعتی، فن کامپوزیت و فایبر گلاس با قطر بیش از 10 متر مورد استفاده قرار می گیرند که این نوع فن های سایز بزرگ کامپوزیت، باید از خارج از کشور تامین گردد. ابعاد این نوع فن از قطر 6 فوت شروع می شود و به قطرهای 20 فوت هم میرسد.