Geriye Eğik Kanatlı Santrifüj Fan ve Motor Seçimi: Aşırı Yüklenmeyen Güç Eğrisi

Geriye eğik kanatlı radyal fanda mil gücü debi arttıkça bir tepe değere çıkar, sonra yeniden düşer. Bu yüzden motor, fan eğrisindeki tepe güce göre seçilirse sabit devirde kanal sökülse, damper açılsa ya da filtre değişse bile aşırı yüklenmez. Bu özelliğe aşırı yüklenmeyen (non-overloading) güç eğrisi denir ve geriye eğik fanı motor seçimi en öngörülebilir santrifüj fan yapar.

Aşağıda doğrudan tahrikli bir geriye eğik fanın eğrisini nokta nokta hesapladık, tepe gücün nerede çıktığını, hangi durumlarda bu güvencenin bozulduğunu (devir artışı, soğuk ve yoğun hava) ve invertörün etkisini gösterdik. Uygun motorları online mağazamızdaki 120 model arasından seçebilirsiniz; genel bilgi için Fan Motorları sayfamıza bakın.

Geriye eğik kanatlı radyal fan nedir, nerede kullanılır?

Geriye eğik fan, kanatları dönüş yönünün tersine yatık olan santrifüj (radyal) bir çarktır. Öne eğik çarka göre kanat sayısı azdır (genellikle 8–12), kanatlar daha uzun ve daha ağırdır [1]. Kanat düz levha, kavisli levha ya da kanat profilli (airfoil) olabilir; üçü de aynı ailedir. "Geriye eğik" bir kanat tipidir: çalışma prensibi santrifüjdür, gövde salyangoz olabilir ya da hiç olmayabilir.

Kullanım yerleri: temiz ya da filtrelenmiş havada orta ve yüksek basınç isteyen klima santralleri, hücreli aspiratörler, filtre sonrası endüstriyel egzoz, proses havası ve yanma havası fanları. Gövdesiz geriye eğik çark, plug (plenum) fanların temelidir; öne eğik çark gövdesiz kararsız çalıştığı için bu işe uygun değildir [1]. Yapışkan toz ve malzeme taşıyan hava ise geriye eğik çarkın değil, düz radyal kanatlı fanların konusudur.

Aşırı yüklenmeyen güç eğrisi: tepe noktası nerede?

Geriye eğik kanatta hava, çarkı çevresel hızdan daha yavaş bir mutlak hızla terk eder; enerjinin büyük kısmı kanatlar arasında basınca dönüşür. Debi arttıkça basınç düşer ve bir noktadan sonra debi × basınç çarpımı küçülmeye başlar; mil gücü de buna uyar. Bir üretici belgesi, tepe güce göre seçilen motorun sabit fan devrinde sistem direnci ya da debi değişse de aşırı yüklenmeyeceğini yazar [1]; başka bir belge de bu çarkın güç eğrisini aşırı yüklenmeyen olarak tanımlar [2].

Örnek için basitleştirilmiş bir eğri kullandık: tek emişli, çarkı doğrudan motor miline takılı geriye eğik fan, çark çapı 560 mm, devir 1450 d/d (çevresel hız yaklaşık 42,5 m/s). Tasarım noktası 10.800 m³/h ve 898 Pa; bu noktada fan verimi 0,74 kabul edildi: P_mil = Q·Δp / η_fan = 3,0 × 898 / 0,74 ≈ 3.640 W.

Debi 7.200'den 18.610 m³/h'e, yani 2,5 katından fazlasına çıktığı hâlde mil gücü hiçbir noktada 3,72 kW'ı geçmiyor. Kanal sökülü çalışmada güç tasarım noktasından bile düşük. Bu fanın serbest üfleme debisi yaklaşık 23.070 m³/h; tasarım noktası bunun %47'si. Bir üretici belgesi sessiz ve verimli çalışma için seçimin serbest üfleme debisinin %40–85'i arasında tutulmasını önerir [1].

Motor bu fanda ne iş yapar, sorumluluk kimde?

Geriye eğik fanlarda iki düzen yaygındır. Doğrudan tahrikte çark motor miline oturur; motor çarkın ağırlığını ve dengesizlik kuvvetini rulmanlarıyla taşır. Plug fanda motor çoğunlukla emiş tarafının arkasında, kabin içindeki hava akımının yakınında durur. Kayışlı ya da kaplinli düzende ise motor salyangoz gövdenin dışındadır, çark kendi yataklı milinde döner. Hangisi olursa olsun motor, fanın istediği gücü ve devri sağlayan standart bir trifaze asenkron motordur; "geriye eğik fan motoru" diye ayrı bir motor türü yoktur.

Hangi fanın kullanılacağına, eğrinin ve çarkla gövdenin nasıl tasarlanacağına fan üreticisi ya da projeyi yapan mühendis karar verir. Bize düşen, o kararın ortaya koyduğu mil gücü, devir, montaj şekli ve ortam şartı için doğru motoru sağlamaktır. Bazı plug fanlar sabit mıknatıslı ya da EC bütünleşik motorla gelir; DRG bu motorları satmaz ve bu durumda motor değişimi fan üreticisiyle konuşulmalıdır.

Elektrik motorlarının güncel fiyatlarını görmek ve hemen sipariş vermek için tıklayınFİYATLARI GÖR →

Tepe güce göre motor seçimi ve güvencenin bozulduğu üç durum

Doğrudan tahrikte tahrik kaybı yoktur; motor gücü = tepe P_mil + pay. Örnekte tepe 3,72 kW olduğundan 4 kW motor yeterlidir: DRG-112M-4, 1450 d/d, 400 V'ta 7,95 A. Pay yaklaşık %7,5'tir; tepe güce göre seçildiği için öne eğik fanlardaki gibi "kapak açık" senaryosuna ayrıca pay eklemek gerekmez. Güvence ancak şu üç durumda bozulur:

• Devir artışı: güvence yalnız sabit devirde geçerlidir [1]. İnvertörle 50 Hz üstüne çıkmak ya da kasnağı büyütmek tepe gücü devrin küpüyle büyütür.
• Soğuk ve yoğun hava: güç hava yoğunluğuyla orantılıdır. Eğri 20 °C için verildiyse, −10 °C dış hava emen bir fanda yoğunluk yaklaşık 1,11 kat artar ve tepe güç 3,72 kW'tan yaklaşık 4,14 kW'a çıkar. Bu durumda 4 kW motor sınırı aşar; 5,5 kW (DRG-132S-4) seçilir ya da soğuk kalkışta devir sınırlanır.
• Farklı çark ya da kanat açısı: değişen çark yeni bir eğri demektir; eski tepe güç geçersiz olur.

Piyasa aralığı için: bir üretici kataloğunda tek emişli geriye eğik seri 2.800 Pa ve 40 kW mil gücüne, çift emişli seri 3.700 Pa ve 160 kW'a, geriye eğik plug fan serisi 2.800 Pa ve 80 kW'a kadar listelenir [3]. Başka bir belge bu çarkın 20 inç su sütununa (yaklaşık 5.000 Pa) kadar kullanıldığını yazar [1]. Sizin fanınızın gücü ise çap, debi, basınç, devir, sistem direnci, hava sıcaklığı ve tahrik kaybından hesaplanır; değerleri girip sonucu görmek için Pompa & Fan Motor Gücü Hesaplama aracını kullanın.

Devir, çevresel hız, balans ve invertör

Geriye eğik çark, aynı basıncı üretmek için öne eğik çarktan daha yüksek çevresel hıza ihtiyaç duyar [1]. Örnekteki 560 mm çark 1450 d/d'de yaklaşık 42,5 m/s ile döner. Bu yüzden geriye eğik fanlarda 4 kutup (1500 d/d sınıfı) ve küçük çaplarda 2 kutup (3000 d/d sınıfı) sık görülür; DRG-112M-2 2905 d/d, DRG-132S1-2 2930 d/d döner.

Kutup seçimi çark çapından ve çarkın izin verilen en yüksek devrinden gelir, motor tarafında serbestçe değiştirilmez. Aynı 560 mm çarkı 2 kutuplu motorla döndürmek devri yaklaşık 2,02 katına çıkarır; güç yaklaşık 8,25 katına (3,72 kW'tan yaklaşık 30,7 kW'a), çevresel hız yaklaşık 86 m/s'ye yükselir. Bu, çarkın mukavemet sınırını aşabilir; fan üreticisinin izni olmadan yapılmaz.

Yüksek çevresel hız balansı kritik yapar. Doğrudan tahrikte çark–mil oturması (112M gövdede mil 28 mm, kama 8 mm), kama boşluğu ve çarkın motorla birlikte dengelenmesi titreşimi belirler. Çark ağırlığının motor rulmanında oluşturduğu radyal ve eksenel yük fan üreticisinin verisiyle kontrol edilir; 112M gövdede rulman 6206-ZZ-C3'tür. Motorun montaj tipi düzene göre değişir: plug fanda çoğunlukla kaide üstünde B3 ya da çerçeveye B5 flanş, dikey fanda V1; kesin tip fan üreticisinin çiziminden alınır.

İnvertörle çalışma: debi ayarı ve enerji

Geriye eğik fan her kontrol yöntemine uygundur [2], ama enerji kazancı asıl devir ayarından gelir. Benzerlik yasalarına göre devir %80'e indirildiğinde örnek fan 8.640 m³/h ve 575 Pa verir, mil gücü 3,64 kW'tan yaklaşık 1,86 kW'a düşer. Aynı debiyi damperle kısarak elde etmek gücü bu kadar düşürmez. Ayrıntılı hesap affinity (benzerlik) yasaları yazımızda.

• İnvertör çıkış akımı motorun 400 V plaka akımını karşılamalı (örnekte 7,95 A).
• Üst frekans sınırı 50 Hz'de tutulmalı; üstü tepe gücü ve çevresel hızı büyütür.
• Fan yükünde düşük devirde moment azaldığı için kendinden soğutmalı motor genellikle yeterlidir; çok düşük devirde uzun çalışmada sıcaklık izlenir.
• Devir aralığında çark–motor sisteminin rezonans devri varsa invertörde atlanır.

Sipariş öncesi kontrol listesi ve DRG eşleşmesi

• Fan eğrisi: tasarım noktası ve eğrinin tepe mil gücü.
• Fan devri, çark çapı ve çarkın izin verilen en yüksek devri.
• Emilen havanın en düşük sıcaklığı (soğuk kalkış).
• Tahrik: doğrudan, kaplin ya da kayış; çark göbek çapı ve kama.
• Motor montaj tipi ve rulman yükü verisi.
• İnvertör var mı, frekans aralığı ne?
• Bütünleşik EC/sabit mıknatıslı motor mu? Öyleyse fan üreticisiyle görüşülür.

DRG gamı: alüminyum gövde 0,25–11 kW, pik döküm 0,55–355 kW; 1000/1500/3000 d/d; üç faz 230/400 V ya da 400/690 V; montaj B3/B5/B14/B35 sipariş notuyla. Piyasadaki her geriye eğik fan gücü DRG ürünü değildir; değeri kendi fanınızın tepe gücünden bulun. Kalkışı uzun büyük çarklarda yol verme yöntemi için Motor Yol Verme ve Yıldız-Üçgen aracına, sanayi fanlarında genel seçim için sanayi tipi fan ve aspiratör motoru yazımıza bakabilirsiniz. DRG Motor elektrik motoru üreticisi, tedarikçisi ve satıcısıdır. DRG MOTOR motorları teslim tarihinden itibaren 2 yıl süreyle malzeme ve üretim hatalarına karşı garantilidir (garanti belgesi).

Geriye eğik kanatlı fanlar için DRG motorları

• DRG-112M-2 – 4 kW – 2905 d/d – 112M pik döküm
• DRG-112M-4 – 4 kW – 1450 d/d – 112M pik döküm
• DRG-132S1-2 – 5,5 kW – 2930 d/d – 132S pik döküm
• DRG-132S-4 – 5,5 kW – 1460 d/d – 132S pik döküm
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 d/d – 132M pik döküm
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1465 d/d – 160M pik döküm

Bu motorların güncel fiyatlarını görmek ve hemen sipariş vermek için tıklayınFİYATLARI GÖR →

Geriye eğik kanatlı fan motoru: sık sorulan sorular

Geriye eğik fanda motor neden aşırı yüklenmez?

Çünkü mil gücü debiyle bir tepe yapıp düşer. Motor bu tepe güce göre seçilirse sabit devirde hangi debide çalışırsa çalışsın yük motor gücünü aşmaz. Örnek fanda debi 2,5 kattan fazla değiştiği hâlde güç 3,72 kW'ı geçmiyor.

Geriye eğik fan motoru kaç devir olmalı?

Fan üreticisinin verdiği devir neyse o. Orta ve büyük çaplarda 4 kutup (1450–1470 d/d), küçük çaplarda 2 kutup (2905–2955 d/d) sık görülür. Kutbu değiştirmek gücü devrin küpüyle değiştirir.

Geriye eğik fan invertörle 50 Hz üstünde çalıştırılabilir mi?

Ancak fan üreticisi çark için izin veriyorsa ve motor yeni tepe güce yetiyorsa. Örnek fanda %10 devir artışı tepe gücü yaklaşık 4,95 kW'a çıkarır; 4 kW motor bunu taşımaz.

Plug fan geriye eğik mi, öne eğik mi?

Plug (plenum) fanlar geriye eğik ya da kanat profilli çarkla yapılır. Öne eğik çark salyangoz gövdeye bağımlıdır ve gövdesiz kararsız çalışır.

Fan eğrinizi ya da eski motorun plakasını bize iletin, tepe güce uygun DRG modelini birlikte netleştirelim. Telefon +90 (542) 666 11 11, e-posta [email protected], iletişim sayfası. Tüm modeller ve güncel fiyatlar için Elektrik Motoru Online Satın Al.

Kaynaklar

1. Aerovent – Fan Performance Characteristics of Centrifugal Fans (FE-2400) – geriye eğik çarkta aşırı yüklenmeyen güç eğrisi, tepe güce göre motor seçimi, seçim aralığı ve basınç sınırı
2. Greenheck – Product Application Guide: Fan Applications (FA/126-08) – geriye eğik fanın güç eğrisinin aşırı yüklenmeyen yapısı ve temiz hava uygulaması
3. Comefri – Global Product List – geriye eğik tek/çift emişli ve plug fan serileri için basınç ve mil gücü üst sınırları