Santrifüj (Radyal) Fan Motorları: Kanat Tipi ve Tahrik Düzenine Göre Seçim

Santrifüj (radyal) fan motoru ayrı bir motor türü değildir: santrifüj fanı döndüren motor çoğunlukla standart bir trifaze asenkron motordur ve gücü, devri ve montajı fanın kanat tipine ve tahrik düzenine göre seçilir. Kanat tipi, debi arttıkça motor yükünün nasıl değiştiğini belirler; tahrik düzeni ise motor devri ile fan devrinin aynı olup olmadığını. Bu iki bilgi olmadan yalnız “kaç kW” sorusuna doğru cevap verilemez.

Bu yazıda santrifüj fanın prensibini, üç kanat ailesini, doğrudan, kaplinli ve kayışlı tahrik düzenlerini ve bunların motor seçimine etkisini anlatıyoruz. DRG Motor elektrik motoru üreticisi, tedarikçisi ve satıcısıdır; santrifüj fanlarda kullanılan 1000, 1500 ve 3000 d/d trifaze motorları Elektrik Motoru Online Satın Al sayfasında bulabilirsiniz. Fan tiplerinin genel haritası Fan Motorları sayfamızdadır.

Santrifüj ve radyal: aynı fan mı?

Santrifüj fanda hava çarkın merkezine, mil eksenine paralel girer; dönen kanatlar havayı dışarı doğru savurur ve hava eksene dik yönde, yani 90° dönerek çıkar. Basınç, havanın çark içinde dışarı doğru hızlanmasıyla oluşur. Bu yüzden santrifüj fan aynı çapta bir aksiyel fana göre daha az debi, ama çok daha yüksek basınç üretir; filtreli, uzun kanallı ya da davlumbazlı sistemlerde tercih edilir.

Türkçede “santrifüj” ve “radyal” çoğunlukla aynı fanı anlatır. Karışıklık, kelimelerin farklı şeyleri tarif edebilmesinden doğar:

Yani santrifüj ve radyal iki ayrı fan türü değildir; “radyal” bazen yalnız düz radyal kanatlı çarkı kastetmek için daraltılmış anlamda kullanılır. Salyangoz gövdeli fanlarda motor seçimine özgü örnekleri salyangoz fan motoru yazımızda, çatı tipi uygulamaları çatı tipi aspiratör yazımızda ayrıca ele aldık.

Üç kanat ailesi motor için ne anlama gelir?

Santrifüj çarklar kanat biçimine göre üç aileye ayrılır. Ayrıntıya girmeden, her birinin motor tarafındaki anlamı şudur:

• Öne eğik kanatlı (çok kanatlı): düşük devirde yüksek debi verir, ama çekilen güç debiyle birlikte artmaya devam eder; sistem direnci beklenenden düşükse motor aşırı yüklenebilir, bu yüzden motor gücünde pay bırakılır.
• Geriye eğik kanatlı: güç eğrisi çalışma aralığında bir tepe yapıp düşer; motor bu tepe gücüne göre seçilirse debi ne olursa olsun aşırı yüklenmez, ama aynı iş için daha yüksek devirde döner.
• Düz radyal kanatlı: tozlu, talaşlı ya da malzeme taşıyan havada kendini temizler; çark ağır ve sağlamdır, kalkış süresi uzun olduğu için yol verme ve termik ayarı önem kazanır.

Örneğin bir üretici kataloğu, öne eğik kanatlı tek emişli fan serisinde aynı çark boyutu için gövde tipine göre farklı en yüksek emilen güç değerleri verir [3]. Bu, kanat tipinin tek başına güç belirlemediğini, gövde ve devir sınırıyla birlikte okunması gerektiğini gösterir.

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

Tahrik düzeni: doğrudan, kaplinli ya da kayışlı

Santrifüj fanda motor çoğunlukla hava akımının dışında durur; aksiyel fandan en önemli farkı budur. Çarkın motora nasıl bağlandığı, motorun hem devrini hem montajını belirler:

Doğrudan tahrikte çark motor miline takılır; IEC standart motorlu santrifüj fan kataloğu sunan bir üretici, çarkını doğrudan motor miline monte eder ve dinamik balansı motorla birlikte yapar [2]. Bu düzende fan devri ancak 2, 4 ya da 6 kutbun nominal devri olabilir; ara devir için invertör gerekir. Motor milinin çarkın ağırlığını ve dengesizliğini taşıdığı unutulmamalı, mil çapı ve boyu fan üreticisinin çizimiyle karşılaştırılmalıdır.

Kaplinli düzende fanın kendi yatakları ve mili vardır; motor yalnız moment iletir. Ağır ve sıcak gaz taşıyan fanlarda tercih edilir; hizalama hatası rulman ömrünü kısaltır.

Kayışlı düzende fan devri motor devrinden bağımsızdır ve kasnak oranıyla ayarlanır. Büyük endüstriyel santrifüjlerde en yaygın düzendir. Bir üretici kataloğu kayışlı santrifüj fanlar için kayış seçim tablolarını 30 kW motor gücüne kadar verir; daha büyük güçler için seçim ayrıca yapılır [1]. Kayış kaybı motor gücüne eklenir; bir başka katalog bunu motor gücüne göre bir düzeltme katsayısı olarak verir [3]. Kayışlı sistemde motor seçimini ayrıca kayış-kasnak tahrikli sistemlerde motor seçimi yazımızda anlattık.

Hangi fanın kullanılacağı, fan eğrisi, çark ve gövde tasarımı fan üreticisine ya da proje mühendisine aittir. Motor tedarikçisinin işi, verilen mil gücüne, devre, montaj ve ortam şartına uygun motoru sağlamaktır. Motor montaj tipi de fan düzeninden gelir: kayışlı fanlarda motor çoğunlukla ayaklı (B3) olarak kızak ya da şase üzerine, doğrudan tahrikli fanlarda ayaklı ya da flanşlı bağlanır; kesin tip fan üreticisinin çiziminden alınır.

Motor seçimi için gereken veriler

• Çalışma noktası: debi (m³/h ya da m³/s) ve toplam ya da statik basınç (Pa)
• Fan eğrisinden okunan mil gücü ve kanat tipi
• Fan devri ve tahrik düzeni (doğrudan, kaplin, kayış)
• Kayışlıysa kasnak çapları ve kayış tipi
• Hava sıcaklığı ve yoğunluğu; soğuk kalkışta yoğun hava
• Çark ataleti ya da ölçülmüş kalkış süresi; kalkışta damperin kapatılıp kapatılamadığı
• Ortam: toz, nem, dış mekân; motorun akım dışında olup olmadığı
• Mil çapı ve boyu, montaj tipi, klemens kutusu yönü
• Patlayıcı ortam ya da duman tahliye görevi olup olmadığı

Son madde için sınır nettir: patlayıcı ortamda ATEX/IECEx belgeli, duman tahliyesinde EN 12101-3 belgeli fan ve motor seti gerekir. DRG’nin standart motorları bu belgelerle satılmaz; DRG motoru yalnız belge gerektirmeyen havalandırma ve proses görevlerinde önerilebilir.

Güç ve devir: kayışlı bir boyahane egzoz fanı örneği

Santrifüj fanlara sabit bir güç aralığı atamıyoruz: güç çark çapına, debiye, basınca, kanat tipine, devre, sistem direncine, hava yoğunluğuna ve tahrik kaybına göre değişir. Mil gücü P_mil = Q·Δp / η_fan ile bulunur; motor gücü bunun tahrik verimine bölünmüş hâli artı paydır.

Örnek: filtreli bir boya kabininin egzozunda geriye eğik kanatlı, kayışlı bir fan 10.080 m³/h (2,8 m³/s) havayı 1.500 Pa toplam basınçla atacak; fan verimi 0,72, kayış verimi 0,95 varsayılsın. Mil gücü 2,8 × 1.500 / 0,72 ≈ 5.830 W, yani yaklaşık 5,8 kW olur. Kayış kaybıyla 5,83 / 0,95 ≈ 6,1 kW; filtre kirlenmesi ve hesap belirsizliği için %10 pay eklenince yaklaşık 6,75 kW çıkar ve bir üst standart kademe olan 7,5 kW seçilir. Kendi değerlerinizle aynı hesabı Pompa & Fan Motor Gücü hesaplama aracıyla yapabilirsiniz.

Motor devri ile fan devri

Fan eğrisi bu çalışma noktası için 1.750 d/d fan devri istiyor olsun. 4 kutuplu 7,5 kW DRG-132M-4 yükte 1.460 d/d döner; kasnak oranı 1.750 / 1.460 ≈ 1,20 olur. Motor kasnağı 200 mm seçilirse fan kasnağı yaklaşık 167 mm çıkar; yani bu örnekte fan, motordan hızlı döner. Aynı fanı doğrudan tahrikle çalıştırmak isteseydik 1.750 d/d’ye denk gelen bir kutup sayısı olmadığı için invertör gerekirdi. Kasnak hesabını kasnak-kayış hesaplama aracıyla kontrol edebilirsiniz.

Dikkat: fan devrini kasnakla artırmak motoru doğrudan zorlar, çünkü fanın çektiği güç devrin küpüyle büyür. Kasnak oranı değişecekse yeni çalışma noktası fan eğrisinden yeniden okunmalıdır.

Kalkış ve yol verme

Santrifüj çarkın ataleti motor rotorununkinden çok büyük olabilir; motor tam devre ulaşana kadar kalkış akımı uzun sürer. DRG-132M-4’ün 400 V’taki nominal akımı 14,3 A, kalkış akımı oranı 7,5’tir; doğrudan yol vermede kalkış akımı yaklaşık 107 A olur. Motor 400/690 V sargılı olduğundan 400 V şebekede yıldız-üçgen yol vermeye uygundur; yıldızda kalkış akımı kabaca üçte birine iner. Büyük çarklarda damperi kapalı kalkış yükü azaltır. Yol verme yöntemlerini yıldız-üçgen yol verme aracımızda karşılaştırabilirsiniz.

DRG gamı ile eşleşme

DRG’nin trifaze motor gamı alüminyum gövdede 0,25–11 kW, pik döküm gövdede 0,55–355 kW aralığındadır; 1000, 1500 ve 3000 d/d, 3 faz, 230/400 V ya da 400/690 V beslemeli, B3, B5, B14 ve B35 montajlı olarak sipariş notuyla sağlanır. Bu gam, IEC standart motor kullanan doğrudan, kaplinli ve kayışlı santrifüj fanların çoğuyla eşleşir. Motoru fanla bütünleşik dış rotorlu ya da EC motorlu küçük santrifüj fanlar ise bu kapsamda değildir: DRG bu tür bütünleşik motorları satmaz; arızasında genellikle fan ünitesi bütün olarak değişir. Piyasadaki her santrifüj fan gücünü DRG ürünü gibi düşünmeyin; fanın plakası ve çizimiyle teyit edin.

Santrifüj fanlar için uygun DRG motorları

Örnekteki 7,5 kW kayışlı egzoz fanı ve benzer güçlerdeki santrifüj fanlar için değerlendirilebilecek modeller:

• DRG-132S2-2 – 7,5 kW – 3000 d/d – 132S
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1500 d/d – 132M
• DRG-160M-6 – 7,5 kW – 1000 d/d – 160M
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1500 d/d – 160M

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

Santrifüj fan motoru hakkında sık sorulan sorular

Santrifüj fan ile radyal fan arasındaki fark nedir?

Türkçede çoğunlukla fark yoktur; ikisi de havanın eksenden girip eksene dik çıktığı fanı anlatır. “Radyal” bazen yalnız düz radyal kanatlı çarkı kastetmek için kullanılır.

Santrifüj fan motoru kaç kW olmalı?

Sabit bir değer yoktur. Debi, basınç, fan verimi ve tahrik kaybından P_mil = Q·Δp / η_fan ile hesaplanır, üzerine pay eklenip bir üst standart güç seçilir.

Kayışlı santrifüj fanda motor kaç devir olmalı?

Fan devrini kasnak oranı belirlediği için motor genellikle 4 kutuplu (1500 d/d) seçilir; 2 ve 6 kutup da kasnak çapları ve fan devrine göre kullanılabilir. Karar fan devri ve uygun kasnak boyutlarıyla verilir.

Santrifüj fan kalkışta neden termik attırır?

Ağır çarkın ataleti kalkışı uzatır ve motor uzun süre kalkış akımı çeker. Damperi kapalı kalkış, yıldız-üçgen ya da yumuşak yol verme ve doğru termik ayarı çözümün parçalarıdır.

Fan kataloğu sayfasını ya da eski motorun plaka fotoğrafını paylaşırsanız seçimi birlikte yapalım: +90 (542) 666 11 11, [email protected], iletişim sayfası. Güncel fiyatlar için online mağazamızdaki 120 modeli inceleyebilirsiniz.

Kaynaklar

1. S&P – HC Centrifugal fans for industry, Technical data 2010 – kayışlı fanlarda kayış seçim tabloları 30 kW motora kadar
2. Ziehl-Abegg – Centrifugal fans main catalogue with IEC standard motor – çarkın doğrudan motor miline montajı
3. S&P – FSA Single Inlet Centrifugal Fan with Forward Wheels – gövde tipine göre en yüksek emilen güç, iletim kaybı katsayısı