Fan Verimlilik Metrikleri
Yazan: Dustin Meredith, PE ve Jeanne Harshaw, Trane Commercial / HPAC Engineering
Çeviren: Meriç Noyan Karataş
Fan verimlilik derecesinin ve performans esaslı verimlilik gereksinimlerinin faydaları, kısıtlamaları ve uygulamaları. Air Movement and Control Association (AMCA) International, ticari binaların HVAC enerji tüketimlerinin %30 - %40’i fanlar tarafından yapıldığını tahmin etmektedir. Bu yüzden fan verimliliğinin iyileştirilmesi global toplam enerji tüketiminin azaltılmasında önemli bir adımdır. Her bir fan metriğinin fayda ve sınırlarının daha iyi anlaşılması için, bazı terminolojilerin açıklanması gereklidir.
Uygulama-bağımlı ve Uygulama-bağımsız karşılaştırması. Fan verimlilik metrikleri fanın çalışma noktasının hesaba katılıp katılmamasına göre kategorize edilebilir:
- Uygulama-bağımlı verimlilik metriği fanın gerçek çalışma noktasını hesaba katar.
- Uygulama-bağımsız verimlilik metriği fanın gerçek çalışma noktasını hesaba katmaz.
Göreceğimiz üzere, bazı metrikler, belli bağımlılık türlerinde diğer metriklere göre daha iyi sonuç verir.
Ürün verimliliği ve sistem verimliliği karşılaştırması. Fan verimlilik metrikleri sadece fanın mı yoksa sistemin tamamının mı göz önünde bulundurulduğuna göre de kategorize edilebilir.
- Ürün verimliliği: Verimlilik metriği sadece fanı hesaba katar.
- Sistem verimliliği: Verimlilik metriği fan-sistem etkileri, kanal sızıntısı ve kanal tasarımı dahil tüm sistemi hesaba katar.
Bir fan pik verimliliğe sahip olsa bile, ne kadar enerji tüketeceği fanın sisteme nasıl uygulandığı belirler. Fanın enerji tüketimine sistemin etkisi, tek başına fanın etkisinden çok daha fazladır.
Toplam basınç ve Statik basınç karşılaştırması. Fan verimlilik metrikleri fan toplam basıncı üzerinden tanımlanmaya yatkındır; fan çıkışındaki toplam basınç (statik basınç artı hız basıncı) eksi fan girişindeki toplam basınç. Fan toplam basıncı fan tarafından havaya eklenen toplam mekanik enerjinin bir ölçümüdür.
Statik basınç tanımsal olarak fan çıkışındaki toplam basınç eksi fan girişindeki toplam basınç eksi fan çıkışındaki hız basıncıdır. Bu kafa karıştırıcı olabilir. Fan girişi kanalsız ise, giriş hız basıncı sıfırdır ve toplam basınç statik basınca eşittir. Fan girişi kanallı ise, sadece girişteki statik basınç değil, girişteki toplam basıncı ölçmek için gereken dikkat gösterilmelidir. Çıkışın kanalsız ise, çıkış hız basıncı sıfıra eşittir, fakat bu durumda fan toplam basıncındaki bir değişiklik fan statik basıncındaki bir değişikliğe eşit olacaktır.
Kanallı sistemlerde, enerjinin her türünün hesaba katıldığını garanti altına almak için, toplam basıncı göz önünde bulundurun. Birçok mühendis sadece statik basınç kullanarak sistemleri tasarlamaktadır. Kanalın fan bağlantısının amaca uygun yapıldığını (örneğin fan çıkışının 3 fan çapı kadar uzunluk byunca düz olması) ve dinamik kayıp katsayılarını (“Kt” çarpanları) kullanarak, her bir hız basıncı ve toplam basınç değişimini hesaba katarlar.
Genişletilmiş ürün. Bu makalede bahsedilen metrikler yalnızca fan şaftına uygulanan güce yöneliktir. AMCA çok yakında fan sistem giriş gücü ve tüm fan sisteminin genel verimliliğini hesaplamada kılavuzluk edecek, metot oluşturacak ve tablolanmış veri sağlayacak olan AMCA Publication 207, Fan System Efficiency and Fan System Input Power Calculation’ı çıkaracak. (Şekil 1). Bu yayın fan, elektrik motoru ve mevcut ise, güç iletimi ve / veya motor kontrol verimliliğini kapsayacak.
Şekil 1.
Her ne kadar giriş gücünün direk ölçümü tercih edilse de, AMCA Publication 207 en azından hesaplama ve karşılaştırmada ortak bir esas sunacak. İklimlendirme, ısıtma ve soğutma enstitüsü (AHRI) yakın zamanda ANSI/AHRI 1210, Performance Rating of Variable Frequency Drives yayını ile doğru, hesaplanmış sistem giriş gücüne yönelik önemli bir adım attı. Bu standart, değişken frekans sürücülerinin ölçülüp karşılaştırılabilmesi için, test etme ve derecelendirme gerekliliklerini ortaya koyan ortak bir metot sunmaktadır.
Fan-Verimlilik Derecesi (FEG)
International Green Construction Code ve ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2013, Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings dahil son enerji yönetmelikleri ve standartlarının birçoğu fan verimlilik derecesi (FEG) olarak bilinen bir fan verimlilik sınıflandırma sisteminden bahseder. FEG, ANSI/AMCA Standard 205, Energy Efficiency Classification for Fans, in 2010 yayınında tanımlanmıştır. Bugün açık arayla en fazla uygulanan fan verimlilik metriğidir.
(Not: Fan motoru verimlilik derecesi [FMEG], FEG’in giriş gücünü içeren farklı bir versiyonudur. Fanların çoğunlukla motorlardan ve / veya motor kontrollerinden ayrı satıldığı Amerika Birleşik Devletlerinde yaygın olarak kullanılmazlar, fakat fan- motor – tahrik kombinasyonlarının daha yaygın olduğu Avrupa Birliğinde önemli bir metriktir.
Sormamız gereken ilk soru neden daha basit bir fan verimlilik hesaplaması kullanamadığımız olmalıdır. Şimdi de fan çapının verimlilik üzerine etkisine bir göz atalım.
Büyük ve Küçük Fan Karşılaştırması. Türbülansın ve toleransların artması, küçük fanların büyük fanlara göre daha düşük verimlilikte çalışmasına sebebiyet verir. Şekil 2'de gösterildiği üzere, bu değişim aynı tipte fanlar için bile çap arttıkça daha büyük olabilir. Şekildeki taralı kutuya bakınız. Verimlilik limitinin tekil bir sayı olması (Örneğin %65’ten fazla olma gerekliliği) ya küçük çaplı fanların kullanımına engel olacak ya da daha ulaşılması kolay bir limit koyulmasına sebep olacaktır (örneğin %45’ten fazla olma gerekliliği) ki bu opsiyonun bina enerji kullanımının azaltılmasında küçük bir etkisi olacaktır.
Şekil 2.
FEG çapın verimlilik üzerine etkisini hesaba katarak küçük-fan ikilemini çözmektedir. Yalnız başına FEG, motor ve tahrikten ayrı, kanal tipi fanın pik aerodinamik verimliliğine dayanan ve uygulamadan bağımsız bir metriktir. Fakat şunu da belirtmek gerekir ki, fanın pik aerodinamik verimliliği sonuçta ne kadar enerjinin kullanıldığını belirlemez. Yüksek verimli bir fan bile pik verimliliğinden oldukça uzak bir noktada çalıştırılabilir.
Şekil 3.
Kabul edilebilir bir seçim aralığı veya “pencere” ile birlikte (Şekil 3’te görüleceği üzere pik verimlilikten yola çıkarak tanımlanan yüzde puanlarıdır); FEG uygulama-bağımsız bir metrik olarak kullanılabilir. Şunu unutmamak gerekir ki, seçme penceresi bir yüzde değil yüzdelik noktalar cinsindendir. Örneğin, pik verimlilik yüzde 70 ise, 15 noktalık pencere fanın en az yüzde 55 verimlilikte seçilmesi gerektiği anlamına gelir. (0.85 × 70% = 59.5% değil).
FEG dereceleri gerçek çalışma verimliliği değil de pik fan verimliliğinin bir göstergesi olduğu için, asıl faydası seçim sırasında fanların ayrıştırılmasında ortaya çıkar. Mühendis mevcut fan listesini minimum FEG derecesini karşılayanlarla sınırladığı zaman –ve izin verilen seçme penceresinin dışındakileri filtrelediği zaman – hedefi gerçek tüketilen güç, gürültü seviyeleri, boyut ve maliyet gibi başka seçim parametrelerine yönelmek olmalıdır.
AMCA Publication 206, Fan Efficiency Grade Application Guide fan enerji tüketimi ile ilgili sorunları gözden geçirir ve enerji verimli fanların kullanımını arttırmak için standartlarda ve yönetmeliklerde FEG kullanımına rehberlik eder.
FEG sınıflandırması FEG sınıflandırmasına karar vermek hesaplama değil, toplam basınca dayalı fan pik aerodinamik verimliliğinin ANSI/AMCA Standard 205’deki tablodaki çizelge ile kıyaslanmasını gerektirir. Örneğin, pik toplam verimliliği %68 olan 25 inçlik bir fan düşünün. Şekil 4’teki çizelgeyi kullanarak, yüzde 68’in FEG71 ve FEG75 eğrileri arasına düştüğünü görüyoruz. Sonra da bu fanın verimlilik sınıflandırılması FEG71 olarak tanımlanabilir.
Şekil 4.
Tanımsal olarak, FEG etiketi ANSI/AMCA Standard 210/ANSI/ASHRAE Standard 51, Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating gibi bir standarda uygun olarak fanın bir sisteme ekipman olarak bağlandığındaki performans verilerine göre belirlenir. Eğer fan bir ekipman olarak değerlendiriliyorsa (“Ekipman olarak takılmış fanlar” başlıklı kenar çubuğuna bakınız), üretici firmanın 2 veri seti sunması gerekmektedir: birisi fan bileşen performansı için, diğeri ise fanın ekipman performansı için. İlki, verilen bir çalışma noktasının uygulamadan bağımsız FEG seçim penceresini karşılamasına bakarken diğeri fanın asıl yerindeki performans verisini sunar.
Bu eğrilerin şekli, genellikle geometrik olarak benzer fanlardan oluşan tüm ürün grubunun aynı FEG’yi karşıladığından emin olmayı amaçlamaktadır. Fakat birçok faktör bazı çapların veya varyasyonların farklı FEG etiketlerine sahip olmasına sebep olabilir.
Fan üreticisi tarafından belirlenen FEG sınıflandırması ile sistem tasarımcısı sadece uygun yönetmelik veya standart ile saptanmış minimum FEG seviyesine göre mevcut fan seçimlerini filtrelemesi gerekir. Daha önce bahsettiğimiz gibi, tasarımcının daha sonra gereken fan çalışma noktasının izin verilen seçme penceresi koşullarını karşılayıp karşılamadığına karar vermesi beklenir.
FEG ile ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1 fan gücü kısıtlaması nasıl ayrılır. ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1 ‘deki fan gücü kısıtlaması,fanın bir sistem bileşeni olarak değil tüm sistemin tasarım kısıtlamasıdır. Bireysel limitasyonları olmasına karşın hala sistemin toplam gücüne katkısı olan birçok ekipman (standardın 6.4.1.1 numaralı bölümünde listelendiği gibi) ve bileşen (motorlar gibi) örneği mevcuttur.
ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1’deki gereklilikleri karşılamak için, sistem tasarımcısı sadece uygulamadan bağımsız (FEG seviyesi) ve uygulamaya bağımlı (izin verilen seçme penceresi) şartlarına uyan fanları değerlendirmelidir. Eğer fan gücü kısıtlaması hala karşılanmıyorsa, fan gücünü düşürmek için tüm sistem analiz edilmelidir.
Eksiklikler FEG küçük-çap ikilemini çözen ve fanları pik aerodinamik verimliliğe göre ayırmak için basit bir sınıflandırma sistemi sunan iyi bir metriktir. Fakat bunun yanında bazı kısıtlamaları da yok değildir.
- FEG kanallı uygulamalar için idealdir. Uygulama-bağımlı seçim bölgesi sıklıkla kanalsız fanları veya düşük-basınçlı uygulamaları dışarıda bırakır. Minimum FEG derecesi daha geniş çaplı fanların veya farklı tip bir fanın (örneğin, radyal fan yerine eksenel fan) kullanımını gerektirdikçe, geri dönüş veya egzoz fanları gibi düşük basınçlı uygulamalar bile zorlanır. Bu, iyilrştirmeleri hem daha maliyetli hem daha zor hale getirir. Unutmayınız ki, bu düşük basınçlı fanlar genellikle besleme emsallerinden daha az enerji tüketir.
- Toplam basınç ve toplam verimliliğin kullanılma şartı kanalsız fanların seçimini zora sokar. Fan statik basıncı kanalsız bir uygulamadaki tek faydalı şeydir, fakat FEG toplam basıncın kullanılmasını gerektirir. Sonuç olarak, yapay çıkış alanları sonunda kullanılmayan enerji miktarını belirlemek amacıyla tanımlanmalıdır.
Performans Esaslı Verimlilik Gereksinimleri (PBER)
Bu metrik, performans esaslı verimlilik gereksinimi (PBER)’dir (bazen fan verimlilik oranı veya FER olarak da adlandırılır). Kanalsız veya düşük basınçlı fan ikilemine cevap vermek için PBER, verilen bir çalışma noktasındaki (hava akışı ve basınç) ortaya çıkarılan faydalı işi temel alan, minimum gerekli verimliliği belirtir. Alternatif olarak, minimum verimlilik yerine maksimum güç çıktı olabilir. Bu tip bir metrik, daha düşük verimli fanların veya verimsiz bir çalışma noktasında seçilmiş fanların enerji kullanımları nispeten düşük kaldığı sürece kullanılmalarına izin verir.
PBER Hesaplama. PBER hesaplama prosedürü FEG’ye göre biraz daha karmaşıktır. Hedef verimlilik ile başlayıp, asıl enerji kullanımının nispeten düşük olduğu çalışma noktalarına ayarlamak için bir dizi faktör uygularız:
gereken verimlilik = hedef verimlilik x akış faktörü x basınç faktörü
Burada:
hedef verimlilik = izin verilen minimum pik aerodinamik verimlilik. (Not: Fanın gereken verimliliği hiçbir zaman bu hedef verimliliği aşmaz)
akış faktörü = daha düşük akışlarda çalışan fanın hedef verimliliğini azaltmak için kullanılan bir ayarlama. (Not: FEG’nin kapalı bir akış faktörü vardır ve bu şekilde daha küçük çaplı fanlar kullanılabilir)
basınç faktörü: daha düşük basınçlarda çalışan fanın hedef verimliliğini azaltma ayarı. (Not: FEG’nin aksine, PBER fanın basınç kabiliyetini dikkate alır).
Basınç seçimi fanın kanallı mı kanalsız mı olduğuna bağlıdır:
- Kanallı fanlar için toplam basınç kullanın.
- Kanalsız fanlar için statik basınç kullanın.
Formül basınç tipi gözetmeksizin aynıdır; sadece sabitler değişir. Örneğin, hedef verimlilik kanallı fanlar için % 66, kanalsız fanlar için % 60 olabilir.
Kanalsız bir fan için PBER hesabı yapalım. İlk olarak, akış ve basınç faktörlerini varsaymamız lazım;
gereken verimlilik = %60 × (cfm ÷ [250 + cfm]) × (P ÷ [0.40 + P])
% 60, 250 ve 0.40 değerleri sadece örnekleme amaçlı verilmiştir. Yönetmelik esasları farklı değerler kullanımını isteyebilir. Kapalı FEG akış faktörüne yakın bir tahmin yapılması için özellikle 250 değeri seçilmiştir.
10,000 cfm akış ve 3.0-in. H2O statik basınç olduğunu varsayarsak, kanalsız fan için gereken statik verimlilik şu olur;
gereken verimlilik = %60 × (10,000 ÷ [250 + 10,000]) × (3 ÷ [0.40 + 3]) = %52
Bu durumda, bu çalışma noktasında statik verimliliği %52 veya daha fazla olan herhangi bir kanalsız fan kabul edilebilir.
PBER ile FEG kıyaslaması. Fanlar verimli hale geldikçe, izin verilen PBER seçme bölgesinin şekli izin verilen FEG seçme bölgesininkiyle daha da uyumlu hale gelir. Şekil 5’te gösterilen 2 fana bakınız. Siyah kesikli çizgi (dalgalanma bölgesi), gri kesikli çizgi (pik verimlilik – 15 yüzde puan) ve düz siyah çizgiyle sınırlı bölge (maksimum rpm) izin verilen FEG seçme bölgesidir. Turuncu düz çizgiyle sınırlı bölge ise izin verilen PBER bölgesidir. Bu 2 bölge verimsiz fan için oldukça farklıdır, fakat daha verimli olan için çok benzerdir. Bu yüzden, metrikler yüksek verimli fanlar için benzer çalışma noktalarına izin verirler. FEG’nin aksine, PBER hiçbir fanı göz ardı etmez; bunun yerine, daha az verimli fanlar için geçerli çalışma bölgesini azaltır.
Şekil 5.
PBER, uygulama-bağımsız bir metrik olarak nasıl kullanılır ve uygulama-bağımsız bir PBER, FEG üzerinde hala avantaj sağlar mı? Bilinen bir kesişme noktasına dayalı (örneğin pik aerodinamik verimlilik ve katalogdaki maksimum fan hızı) giren hava akışını ve basıncı belirlemek seçeneklerden biridir. Bu hesaplama sistem tasarımcısının sorumluluğunda değildir. Tasarımcının izin verilen maksimum fan hızını belirlemek ve bunu fanın çalışma hızı ile karşılaştırması için kullanılabilir.
Şekil 6’da gösterildiği gibi, izin verilen maksimum fan hızları PBER bölgesinin dışındaki seçimlere de izin verir, fakat FEG’nin aksine, fanın en fazla enerjiyi tükettiği çalışma noktalarını önemli ölçüde azaltır.
Şekil 6.
Özellikle eksenel fanlarda tipik olarak, dik verimlilik eğrisi fanın çok yüksek pik verimliliğe sahip olup pik dışı saatlerdeki verimliliği düşüktür. PBER gibi bir metrik, seçim noktasını dikkate alarak veya fanın geçerli seçme penceresinden en fazla enerji tüketen bölgeleri kırparak enerji verimliliğini maksimize eder. Buna ek olarak, asıl giriş gücünü faktör olarak alıp düşük pik verimliliği olsa bile öne kavisli fanlar gibi (FC) alternatif fan tiplerinin kullanılmasına izin verir. ( “Öne Kavisli Kanatlı Fanlar” başlıklı kenar çubuğuna bakınız). FC fan seçimine alternatif olarak, uygulamaya özgün bir FEG limiti seçmektir. Fakat bu, FC fanın uygun olmayan ve yüksek enerji tüketimli uygulamalarda kullanılmasını önlemez. Aynı şey geri dönüş / egzoz fanları için de söylenebilir. PBER yaklaşımı besleme-fan seçimlerinin geri dönüş /egzoz fan seçimlerinden daha verimli olmasını şart koşar.
Mevcut Koşullar
Tablo 1 yönetmeliklerde, standartlarda ve yayınlardaki en son fan-verimlilik koşullarını ayrıntılı olarak göstermektedir;
(Not: Daha önce bahsedildiği gibi, seçme penceresi yüzde değil yüzde noktalarıdır. Pik toplam verimlilik, bileşen performans verilerine dayalıdır. Ekipman olarak takılmış fanları değerlendirirken doğru veri setinin kullanıldığından emin olmak için gereken dikkat gösterilmelidir.)
Bileşen fanlar FEG-oranlı bir fan olarak artık AMCA Publication 211, Certified Ratings Program — Product Rating Manual for Fan Air Performance’ a göre onaylanabilir ve belli bir etiket taşıyabilir. Bu zamana kadar bileşen fan enerji verimliliğine dair tek sertifika programı budur.
Etkilenen Ürünler
Tablo 1 deki koşullara bağlı olarak, aşağıdaki istisnalar yaygındır:
- Section 6.4.1.1 of ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1’ de listelenen ekipmanların parçası olan fanlar
- Hava ve enerji performansı için 3.parti onayı olan ekipman paketleri içerisindeki fanlar
Section 6.4.1.1 of ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1 fanları içine alan şu ekipmanlara yöneliktir: direk genleşmeli klimalar ( paket tip roof-top üniteler, split sistemler ve bağımsız üniteler), hava soğutmalı kondenser üniteleri, su kaynaklı ısı pompaları, hava soğutmalı chillerler, paket klima santralleri, fırınlar, soğutma kuleleri ve değişken debili soğutma sistemleri. Bu ürünlerdeki fanlar minimum FEG’yi ve seçme penceresi kısıtlamalarını karşılama zorunluluğundan muaftır.
Klima santrali ürünlerinin çoğu AHRI’dan ‘üçüncü parti tarafından onaylıdır’ mühürü taşımaktadır. Kataloglu klima santralleri ve blower coil’ler; klima santraillerini hava akışı, statik basınç, fan hızı ve fren beygirgücü bakımından değerlendiren ANSI/AHRI Standard 430, Central Station Air-Handing Units standardına göre onaylanmıştır. Aynı şekilde, fan coil’ler ve ünite vantilatörler ANSI/AHRI 440, Performance Rating of Room Fan-Coils’e göre onaylanmıştır. Bu yüzden, bu ürünlerdeki fanlar da minimum FEG ve seçme penceresi kısıtlarından muaftır.
Özel klima santralleri genellikle AHRI mühürünü taşımazlar. Fakat çoğu özel klima santrali üreticisi ekipmanlarına AMCA Publication 211 onaylı fanları dâhil ederler ve bu fanların yeni FEG mühürü taşıması muhtemeldir.
İleriye Bakış
PBER ve FEG gibi metrikler kesinlikle doğru yöne bir adımdır. Fakat endüstri burdan sonra nereye gidecektir?
Kısmi yükte tasarruf edilebilecek önemli miktardaki enerji düşünüldüğünde, hız kontrolünü teşvik eden metrikler (örneğin, değişken frekanslı sürücüler) mantıklı gelebilir. Diğer bileşenler için (özellikle pompalar için) yönetmelikler böyle bir metriğin gelmekte olduğu sinyalini vermektedir. Aynı şekilde, kısmi yükte verimliliği hesaba katan bir metrik faydalı olacaktır. AMCA Publication 207 ve ANSI/AHRI 1210 gibi çalışmalar bizim buna ulaşmamıza yardımcı olmaktadır.
Direkt tahrikli fanlar gün geçtikçe daha öne çıkmaktadır. Bunların kullanımını teşvik edecek bir yol bulmak mantıklı olabilir. Mesela, PBER, direk tahrikli fanların kullanımını teşvik etmek için (varolan akış ve basınç faktörlerine ek olarak) bir tahrik faktörü içerebilir.
Fan verimliliği yönetmeliklerindeki diğer değişikler şunları içerebilir:
- Minimum FEG’nin arttırılması
- İzin verilen seçme penceresinin daraltılması.
- Bazı istisnaların elenmesi veya eksiltilmesi.
- Farklı fan tipleri için farkı FEG koşullarının belirlenmesi.
- FEG’den PBER’ye veya ikisinin kombinasyonuna geçilmesi.
Gelecek ne getirirse getirsin, fan verimliliğinin sistem mühendisleri için kritik bir tasarım parametresi olmaya devam edeceği açıktır.
Ekipman olarak takılmış fanlar
Test ve derecelendirme standartları üreticiler arasında tekbiçimlilik sağlamak için oluşturulmuştur ve bu yüzden sistem tasarımcıları ve ekipman üreticilerine değerlendirme için tutarlı veri sağlar. ANSI/AMCA Standard 210/ANSI/ASHRAE Standard 51, Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating tekbaşına ek bileşen olarak kullanılan fanlar için oluşturulmuştur ve şüphesiz ki fan hava akış performansı için endüstri standardıdır.
Fanın bir kabin içine kurulduğu durumlarda (klima santralinde olduğu gibi), performansı birçok faktörden etkilenebilir. Genellikle “sistem etkileri” olarak bilinen bu faktörler tahmin edilebilir, fakat kombinasyonları teste tabii tutulmalıdır. Yaygın “sistem etkileri” örnekleri aşağıdakiler gibidir:
- Fanın kabin duvarlarına yakınlığı.
- Bileşenlerin yakınlığı ( serpantinler, filtreler, dâhili kontrol ürünleri)
- Motor yakınlığı
- Yataklar, kasnaklar ve diğer tahrik bileşenleri
- Hava atış yönelimi
Ekipman test ve derecelendirme standartları bu etkileri içermektedir. Benzer bir standart da AHRI 430, Performance Rating of Central Station Air-Handling Unit Supply Fans’ dır. Bir ekipman standardı, ekipmanın performans tahminini ait olduğu yerde en doğru şekilde yapar. Ekipman standardının olmadığı yerde, ANSI/AMCA Standard 210/ANSI/ASHRAE Standard 51’e göre test edilen ve derecelendirilen bir fan herhangi uygun bir sistem etkisiyle beraber (AMCA Publication 201, Fans and Systems’ e bakınız) kullanılmalıdır.
Fan üzerine kabinin etkisi oldukça önemli olabilir. Bunun ve diğer etkilerin göz önünde bulundurulması toplam enerji kullanımına olduğu kadar fan verimliliğine de etkisi vardır. Fanın monte edildiği ekipmanı da hesaba katmak ekstra enerji tasarrufu sağlayabilir.
Öne-kavisli Kanatlı Fanlar (FC)
Öne kavisli kanatlı (FC) fanlar iki şekilde kullanılma özellikleri ile kendilerine özgüdürler:
- Çok daha pahalı ve çok daha verimli bir kanatlı fan (AF) gereksinimini doğuran bir uygulama için az maliyetli ve az verimli bir alternatif olarak,
- Aşağıda açıklanan kendilerine has özellikleri için.
Diğer taraftan, geriye eğimli kanatlı (BI) fanlar tek bir amaç için kullanılırlar: Kanatlı fanlara (AF) az maliyetli ve az verimli bir alternatif olarak.
AF ve BI fanlar dalgalanma bölgesine yakın seçildiklerinde en fazla verimliliğe ulaşırlar. Dalgalanma bölgesine sabit bir hız eğrisi üzerinde (devir/dakika) yaklaşıldığında, FC fanları için stall’ın (durma) şiddeti kademelidir. Bu yüzden, pik verimlilikte dalgalanma bölgesine geçmeden çalışabilirler.
Bazı ürünlerin sistem dirençleri hakkında hiçbir bilgi sahibi olunmadan, basitçe bir katalogdan seçildiğini göz önünde bulundurun. Buna ek olarak, kullanıcı fan seçimi konusunda deneyimi olmayabilir. Bir sistem tasarımcısı uygun bir güvenlik faktörü ile daha verimli olan fanı seçmesi gerekli olsa bile, yukarıdaki nedenler sebebiyle seçtiği fan daha toleranslı bir FC fanı kadar verimli olmayabilir.
FC fanların diğer yuvalı fan tiplerine göre avantajları aşağıdaki gibidir;
- FC fanlarının nispeten düz bir akustik spektrumu vardır. İnsanlar tarafından kullanılan alanların yakın çevresinde olduklarında daha düşük basınçlı uygulamalar için kullanılmalıdırlar.
- FC fanlar en çok düşük basınçta verimlidirler. Özellikle düşük statik basınçlı besleme fanı uygulamaları ve geri dönüş-egzoz fan uygulamaları için uygundurlar.
- FC fanları kompaktırlar ve bu sayede genellikle daha küçük ünite ayakizine sahiptirler.
- FC fanlar genellikle daha düşük fan hızlarında çalışırlar ve bu da yatak ömrünü uzatır ve daha yüksek güvenilirlik sağlar.
- FC fanlar çok toleranslıdır. Beklenmeyen stall (durma) başlangıçlarını çok hissettirmezler. Ayrıca bu fanlar çok daha düşük hava akışlarında çalıştırılabilir.
- FC fanlar aşırı yükleyicidir, yani sistem basıncı arttıkça (filtre yüklemesi) giriş gücü azalır.
- FC fanların kurulumu ve montajı daha kolaydır; giriş konisi / kanat boşluğu kritik değildir.
FC fanların diğer yuvalı fanlara göre dezavantajları aşağıdaki gibidir:
- FC fanların BI ve AF fanlara göre daha düşük pik verimliliği vardır.
- FC fanların genellikle yapısal kısıtlamalarından dolayı daha düşük statik basınç kapasitesi vardır.
- FC fanlarda düşük frekanslardaki gürültü seviyesi BI ve AF fanlara göre daha yüksektir.
- Sistem basıncı değiştiğinde, FC fanların düz olan cfm ve basınç karşılaştırma eğrisi hava akışı oranında daha büyük değişikliklere yol açar.
- FC fanlar aşırı yükleyicidir, yani sistem basıncı azaldıkça (filtre değiştiğinde) giriş gücü artar.
