فن‌ها بسته به نوع طراحی، نحوه جریان هوا، میزان فشار و دبی تولیدی، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در میان این انواع، فن‌های سانتریفیوژی (گریز از مرکز) و فن‌های آکسیال (محوری) از پرکاربردترین و رایج‌ترین انواع هستند که هر کدام ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. شناخت دقیق تفاوت‌های این دو نوع فن، می‌تواند به انتخاب بهینه تجهیزات تهویه در پروژه‌های صنعتی، تجاری و ساختمانی کمک شایانی نماید.

در ادامه این مقاله، به معرفی هر یک از این دو نوع فن پرداخته شده و با مقایسه ویژگی‌ها، عملکرد و کاربردهای آن‌ها، راهنمایی برای انتخاب مناسب‌ترین فن بر اساس نیازهای مختلف ارائه می‌گردد.

آشنایی با فن سانتریفیوژی (گریز از مرکز)

فن سانتریفیوژی، که به آن فن گریز از مرکز نیز گفته می‌شود، یکی از انواع فن‌های پرکاربرد در سیستم‌های تهویه، سیستم‌های انتقال هوا و دستگاه‌های صنعتی است. در این نوع فن، هوا از مرکز فن وارد شده و پس از اعمال نیروی گریز از مرکز به سمت بیرون فن حرکت می‌کند. این نوع طراحی باعث می‌شود که هوا به صورت شعاعی و عمود بر محور اصلی فن به جریان درآید.

عملکرد فن‌های سانتریفیوژی مبتنی بر استفاده از نیروهای گریز از مرکز است که در نتیجه چرخش پره‌ها ایجاد می‌شود. زمانی که پره‌های فن حرکت می‌کنند، هوای ورودی تحت فشار قرار می‌گیرد و به سمت بیرون هدایت می‌شود، که این فرآیند باعث افزایش فشار هوا و انتقال آن به مسیرهای مختلف می‌گردد. به همین دلیل، فن‌های سانتریفیوژی معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به فشار بالا و دبی پایین دارند، مناسب هستند.

فن‌های سانتریفیوژی به دلیل ساختار خاص خود قادرند در سیستم‌های تهویه‌ای که دارای فیلترهای هوای پیچیده و یا مسافت‌های طولانی کانال‌کشی هستند، به‌طور مؤثر عمل کنند. این فن‌ها به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مانند تهویه مطبوع، تصفیه هوا، سیستم‌های تهویه صنعتی، و حتی در تولید دستگاه‌های الکتریکی و الکترونیکی به‌کار می‌روند.

در ادامه، ویژگی‌ها و کاربردهای دقیق‌تر فن‌های سانتریفیوژی و مزایای آنها در مقایسه با سایر انواع فن‌ها بررسی خواهند شد.

ساختار و نحوه عملکرد فن سانتریفیوژی

فن سانتریفیوژی یا گریز از مرکز از اجزای مختلفی تشکیل شده که هر یک نقش مهمی در فرآیند تولید جریان هوا دارند. این نوع فن به‌طور کلی از چهار بخش اصلی تشکیل می‌شود:

1. موتور: موتور اصلی‌ترین بخش فن است که انرژی مکانیکی برای چرخش پره‌ها را تأمین می‌کند.
2. پره‌ها (Impellers): پره‌های فن که به‌صورت شعاعی به حرکت درمی‌آیند، مسئول انتقال انرژی به هوا هستند. این پره‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هنگام چرخش، نیروی گریز از مرکز ایجاد می‌کنند.
3. مخزن ورودی (Inlet): این قسمت که هوا از طریق آن وارد فن می‌شود، معمولاً به‌صورت گرد یا منحنی طراحی می‌شود تا جریان هوا به‌طور یکنواخت به پره‌ها وارد شود.
4. مخزن خروجی (Discharge): پس از عبور از پره‌ها و اعمال فشار، هوا از طریق این بخش به سمت کانال‌ها یا محیط موردنظر هدایت می‌شود.

نحوه عملکرد

عملکرد فن‌های سانتریفیوژی بر اساس اصول فیزیکی نیروی گریز از مرکز است. در این فن‌ها، هوا ابتدا از طریق ورودی وارد محفظه فن می‌شود. سپس، پره‌های فن که به‌طور شعاعی چرخش می‌کنند، هوا را با سرعت بالا به طرف بیرون فن هدایت می‌کنند. به همین دلیل، هوا در مسیر حرکت خود به سرعت افزایش پیدا کرده و فشاری بالا می‌یابد.

در واقع، هنگامی که پره‌ها شروع به چرخش می‌کنند، هوا در اثر نیروی گریز از مرکز به طرف بیرون حرکت می‌کند و به همین دلیل فشار هوا افزایش می‌یابد. این افزایش فشار باعث می‌شود که هوا بتواند مسافت‌های طولانی را طی کرده و به‌طور مؤثر در سیستم‌های تهویه و انتقال هوا استفاده شود. همچنین، این نوع فن‌ها برای تولید فشار بالا با دبی پایین بسیار مناسب هستند.

در فن‌های سانتریفیوژی، به‌دلیل طراحی خاص و استفاده از نیروهای گریز از مرکز، معمولاً هوای خروجی از فن به صورت دایره‌ای و با سرعت بالا هدایت می‌شود. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که فن‌های سانتریفیوژی در مقایسه با دیگر انواع فن‌ها، کارایی بهتری در انتقال هوا به‌ویژه در فواصل طولانی یا در سیستم‌های پیچیده داشته باشند.

کاربردهای رایج فن سانتریفیوژی

فن‌های سانتریفیوژی به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند توانایی تولید فشار بالا، عملکرد موثر در فضاهای محدود و انتقال هوا در مسافت‌های طولانی، در انواع مختلفی از صنایع و سیستم‌ها به‌کار می‌روند. در ادامه، برخی از مهم‌ترین کاربردهای این نوع فن‌ها آورده شده است:

تجهیزات پزشکی و بیمارستانی
در بیمارستان‌ها و مراکز درمانی، فن‌های سانتریفیوژی برای تهویه اتاق‌های جراحی، اتاق‌های مراقبت‌های ویژه و سیستم‌های تهویه هوای استریل استفاده می‌شوند. این فن‌ها کمک می‌کنند تا هوای تمیز و تصفیه شده در این محیط‌ها حفظ شود و از انتقال آلودگی جلوگیری گردد.

سیستم‌های تهویه صنعتی
در صنایع مختلف، فن‌های سانتریفیوژی برای تهویه هوا، حذف گرد و غبار، بخارات و گازهای آلاینده استفاده می‌شوند. این فن‌ها معمولاً در واحدهای تولیدی، کارخانجات، انبارها و اتاق‌های کنترل به‌کار می‌روند، جایی که نیاز به تهویه هوای با فشار بالا و دبی پایین احساس می‌شود.

تهویه مطبوع و سیستم‌های HVAC
در سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)، فن‌های سانتریفیوژی به‌منظور انتقال هوای تازه و فیلتر شده به داخل فضاهای مختلف استفاده می‌شوند. این فن‌ها برای تامین هوای تازه و حفظ دمای بهینه در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و اداری کاربرد دارند.

هواکش‌های صنعتی و کشاورزی
در صنایع کشاورزی و تولیدی، فن‌های سانتریفیوژی برای تهویه گلخانه‌ها، انبارهای محصولات کشاورزی و به‌ویژه در سیستم‌های تهویه دامداری‌ها و مرغداری‌ها استفاده می‌شوند. این فن‌ها برای تأمین هوای تازه و کنترل دمای مناسب در این فضاها بسیار مؤثرند.

سیستم‌های استخراج دود و گازهای آلاینده
در صنایع شیمیایی، نفت و گاز و در بخش‌های مرتبط با تولید انرژی، فن‌های سانتریفیوژی برای استخراج دود و گازهای آلاینده از فضاهای مختلف استفاده می‌شوند. به‌دلیل قابلیت تولید فشار بالا، این فن‌ها قادر به انتقال گازهای آلوده به سیستم‌های تصفیه یا به بیرون از فضای کاری هستند.

آشنایی با فن آکسیال (محوری)

فن آکسیال، که به آن فن محوری نیز گفته می‌شود، یکی دیگر از انواع فن‌های رایج در سیستم‌های تهویه و انتقال هوا است. در این نوع فن، هوا در امتداد محور چرخش پره‌ها حرکت می‌کند. به عبارت دیگر، جریان هوا در این فن‌ها به صورت محوری (در راستای محور چرخش پره‌ها) منتقل می‌شود.

این نوع فن‌ها معمولاً از پره‌هایی با طراحی خاص ساخته می‌شوند که بر روی یک محور مرکزی قرار دارند و با چرخش این پره‌ها، جریان هوا به سمت جلو حرکت می‌کند. بر خلاف فن‌های سانتریفیوژی که نیروی گریز از مرکز را برای انتقال هوا به‌کار می‌برند، فن‌های آکسیال عمدتاً نیروی محوری برای انتقال جریان هوا ایجاد می‌کنند.

نحوه عملکرد

در فن‌های آکسیال، زمانی که موتور فن شروع به چرخش می‌کند، پره‌ها نیز در جهت محور اصلی فن می‌چرخند و هوا را به جلو می‌رانند. در این فرآیند، فشار تولیدی در این نوع فن‌ها معمولاً پایین‌تر از فن‌های سانتریفیوژی است، اما دبی هوای عبوری به طور چشمگیری بیشتر می‌باشد. بنابراین، فن‌های آکسیال برای کاربردهایی که نیاز به حجم بالای هوا و فشار کم دارند، بسیار مناسب هستند.

این نوع فن‌ها معمولاً در سیستم‌های تهویه ساده، جایی که نیاز به فشار بالا نباشد، مورد استفاده قرار می‌گیرند و در آن‌ها حجم بالای هوا با سرعت کمتر منتقل می‌شود.

ساختار و نحوه عملکرد فن آکسیال

فن‌های آکسیال (محوری) از اجزای ساده‌ای تشکیل شده‌اند که بر اساس طراحی خاص خود، جریان هوا را در جهت محور چرخش پره‌ها منتقل می‌کنند. این فن‌ها به‌طور معمول از قسمت‌های زیر تشکیل شده‌اند:

1. موتور: موتور فن آکسیال مسئول ایجاد حرکت چرخشی برای پره‌ها است. موتور به‌طور مستقیم یا از طریق سیستم‌های انتقال نیرو به پره‌ها نیرو می‌دهد.
2. پره‌ها (Blades): پره‌های فن آکسیال به‌طور عمودی به محور اصلی متصل هستند و در هنگام چرخش، هوا را به سمت جلو یا عقب هدایت می‌کنند. پره‌ها معمولاً به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که جریان هوا را به‌طور مؤثر از یک طرف فن به طرف دیگر منتقل کنند.
3. محور (Shaft): محور، پره‌ها را در خود نگه می‌دارد و به آن‌ها اجازه می‌دهد که حول خود بچرخند. محور در مرکز فن قرار دارد و ارتباط مستقیم با موتور دارد.
4. بدنه (Casing): بدنه فن آکسیال معمولاً برای هدایت جریان هوا به‌طور یکنواخت طراحی شده و از نظر ساختاری ساده است. این بدنه هوا را از طریق ورودی جذب کرده و آن را از طریق خروجی به سمت مقصد موردنظر هدایت می‌کند.

نحوه عملکرد

عملکرد فن‌های آکسیال به‌طور عمده بر اساس ایجاد یک جریان هوا در امتداد محور چرخش پره‌ها است. زمانی که موتور فن شروع به کار می‌کند، پره‌های متصل به محور به چرخش در می‌آیند. این چرخش باعث می‌شود که هوا در جهت محوری (در امتداد محور چرخش پره‌ها) وارد فن شده و از طرف دیگر خارج شود.

در این فرآیند، نیرویی که از چرخش پره‌ها ایجاد می‌شود، باعث حرکت هوا به جلو می‌شود. برخلاف فن‌های سانتریفیوژی که در آن‌ها هوا به‌صورت شعاعی به بیرون رانده می‌شود و فشار تولید می‌شود، فن‌های آکسیال بیشتر برای ایجاد جریان هوا با دبی بالا و فشار کم طراحی شده‌اند. بنابراین، فن‌های آکسیال معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به حجم زیادی از هوا با فشار پایین دارند، بهترین گزینه هستند.

یکی از ویژگی‌های مهم این نوع فن‌ها، کارایی آن‌ها در فضاهای محدود است. چون فن‌های آکسیال طراحی ساده‌تری دارند و در انتقال حجم زیاد هوا با کمترین فضا کارایی بالایی از خود نشان می‌دهند، به همین دلیل برای تهویه در محیط‌های مختلف مانند تهویه ساختمان‌ها، اتاق‌های سرور، سیستم‌های تهویه خودرو و صنایع مختلف کاربرد زیادی دارند.

کاربردهای رایج فن آکسیال

فن‌های آکسیال به دلیل طراحی ساده و توانایی انتقال حجم زیادی از هوا با فشار کم، در بسیاری از سیستم‌ها و صنایع مختلف کاربرد دارند. در ادامه، به برخی از مهم‌ترین کاربردهای این نوع فن‌ها اشاره می‌شود:

سیستم‌های تهویه تونل‌ها و متروها
در سیستم‌های حمل و نقل شهری مانند متروها و تونل‌ها، فن‌های آکسیال برای تهویه هوای موجود و ایجاد جریان هوای مناسب در تونل‌ها و واگن‌ها به‌کار می‌روند. این فن‌ها به انتقال سریع هوا و جلوگیری از افزایش آلاینده‌ها کمک می‌کنند.

سیستم‌های تهویه مطبوع و تهویه هوا
فن‌های آکسیال به‌طور گسترده در سیستم‌های تهویه مطبوع و تهویه هوای ساختمان‌ها، از جمله دفاتر اداری، خانه‌ها و مراکز تجاری به‌کار می‌روند. این فن‌ها برای تهویه محیط‌های داخلی و حفظ کیفیت هوای سالم و تمیز در فضاهای مختلف بسیار مؤثر هستند.

تهویه خودروها
در صنعت خودروسازی، فن‌های آکسیال برای تهویه داخل خودروها به‌کار می‌روند. این فن‌ها به‌طور معمول در سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو، تهویه رادیاتورها و همچنین در سیستم‌های خنک‌کننده موتور خودروها استفاده می‌شوند. طراحی فشرده این فن‌ها آن‌ها را برای کاربرد در فضای محدود خودرو بسیار مناسب می‌سازد.

سیستم‌های تهویه در مزارع و گلخانه‌ها
در کشاورزی و باغبانی، فن‌های آکسیال برای تهویه گلخانه‌ها، انبارهای محصولات کشاورزی، و سیستم‌های تهویه دامداری‌ها و مرغداری‌ها به‌کار می‌روند. این فن‌ها برای تأمین هوای تازه و کنترل دما در این فضاها بسیار مفید هستند.

سیستم‌های تهویه صنعتی
در بسیاری از محیط‌های صنعتی که نیاز به تهویه سریع و انتقال حجم بالای هوا دارند، فن‌های آکسیال کاربرد دارند. این فن‌ها معمولاً برای تهویه محیط‌های بزرگ مانند کارخانجات، انبارها و سالن‌های تولید استفاده می‌شوند.

مقایسه فن سانتریفیوژی و فن آکسیال

فن‌های سانتریفیوژی و آکسیال از پرکاربردترین انواع فن‌ها در سیستم‌های تهویه و انتقال هوا هستند. هرکدام از این فن‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که بسته به نیاز، انتخاب یکی از آن‌ها می‌تواند مناسب‌تر باشد. در این بخش، تفاوت‌ها و شباهت‌های این دو نوع فن به‌طور کامل بررسی می‌شود.

نکات کلیدی:

• فن سانتریفیوژی برای کاربردهایی که نیاز به فشار بالا دارند و باید هوا را به مسافت‌های طولانی منتقل کنند، مناسب‌تر است. این فن‌ها بیشتر در محیط‌های صنعتی، کارخانجات و سیستم‌های تهویه پیچیده کاربرد دارند.
• فن آکسیال برای کاربردهایی که نیاز به حجم زیاد هوا با فشار کم دارند، مناسب است. این نوع فن‌ها بیشتر در محیط‌هایی با حجم زیاد هوا و مسافت‌های کوتاه مثل تهویه ساختمان‌ها، خودروها، و سیستم‌های تهویه عمومی به‌کار می‌روند.

با توجه به این تفاوت‌ها، انتخاب بین این دو نوع فن بستگی به نیاز خاص کاربرد و ویژگی‌هایی چون فشار، دبی هوا و فضای موجود دارد.

برای خواندن بقیه مطالب به وبلاگ لوتوس فن مراجعه فرمایید.