اگزاست فن سانتریفیوژ

در فضاهای صنعتی و تأسیسات حساس که نیاز به تخلیه هوای سنگین با فشار بالا وجود دارد، هیچ تجهیزی به اندازه اگزاست فن سانتریفیوژ کارآمد نیست. این نوع فن با طراحی منحصر به فرد خود، توانایی ایجاد جریان هوای قوی در مسیرهای پیچیده و فیلتر شده را دارد و به همین دلیل در سیستم‌های تهویه صنعتی و خطوط فیلتراسیون، به عنوان قلب سیستم تهویه شناخته می‌شود.

اگزاست فن سانتریفیوژ چیست؟

اگزاست فن سانتریفیوژ یکی از انواع فن‌های صنعتی قدرتمند است که وظیفه اصلی آن مکش هوای آلوده، گرم یا دارای ذرات معلق از یک فضا و تخلیه آن به بیرون یا به مسیرهای فیلتراسیون و تصفیه است. این فن‌ها بر پایه‌ی اصل «نیروی گریز از مرکز» (Centrifugal Force) طراحی شده‌اند. بدین معنا که با چرخش سریع پروانه داخلی، هوا از قسمت مرکزی یا ورودی فن مکیده شده و پس از ورود به محفظه چرخنده، توسط پره‌ها با شتاب به سمت بیرون پرتاب می‌شود.

در این فرآیند، جهت حرکت هوا نسبت به محور پروانه تغییر می‌کند؛ یعنی هوا نه در امتداد محور چرخش، بلکه بصورت عمود بر آن (شعاعی) خارج می‌شود. این تفاوت کلیدی با فن‌های آکسیال باعث می‌شود که اگزاست فن‌های سانتریفیوژ قادر به تولید فشار استاتیک بالاتری باشند. در نتیجه، این نوع فن‌ها در مواجهه با مسیرهای طولانی، پیچیده، دارای زانویی‌ها و افت فشارهای متعدد (مانند کانال‌کشی‌های صنعتی، فیلترهای سنگین، یا تجهیزات جمع‌آوری غبار) عملکردی بسیار مؤثرتر از فن‌های محوری دارند.

این اگزاست فن جزء پرکاربردترین تجهیزات تهویه صنعتی و ساختمانی است و برای تخلیه هوا، دود، گازهای سمی، بخار و ذرات معلق از محیط‌های مختلف استفاده می‌شود. این نوع فن با استفاده از نیروی گریز از مرکز، هوا را با فشار بالا به بیرون هدایت می‌کند و در نتیجه برای فضاهای با مقاومت بالا در مسیر خروج هوا، عملکردی عالی دارد.

اجزای تشکیل دهنده اگزاست فن سانتریفیوژ

• پروانه: پروانه اصلی‌ترین بخش در اگزاست فن سانتریفیوژ است که وظیفه آن ایجاد فشار و جریان هوا می‌باشد. با چرخش آن، هوا از مرکز فن به بیرون پرتاب شده و فشار لازم برای تخلیه هوا از مسیرهای طولانی یا پرمانع تأمین می‌شود. نوع پروانه (بکوارد، فوروارد، رادیال) بسته به نوع کاربرد انتخاب می‌شود.
• محفظه یا هوزینگ: این بخش، پروانه را در بر می‌گیرد و وظیفه آن هدایت جریان هوا از ورودی به خروجی است. طراحی حلزونی‌شکل محفظه باعث افزایش راندمان و کاهش افت فشار می‌شود. هوزینگ معمولاً از فولاد، آلومینیوم یا استیل ساخته می‌شود و ممکن است ضدزنگ یا ضدخوردگی باشد.
• موتور الکتریکی: نیروی محرکه فن توسط موتور تأمین می‌شود. موتور می‌تواند تک‌فاز یا سه‌فاز باشد و بسته به نیاز، توان و دور آن متغیر است. موتور باید دارای استانداردهای حفاظتی (IP54، IP55 و بالاتر) باشد تا در برابر رطوبت، گرد و غبار و ارتعاش مقاوم باشد.
• شاسی و پایه نگهدارنده: این قسمت بدنه و موتور را روی زمین یا دیوار مستقر نگه می‌دارد. طراحی مقاوم و ضد لرزش آن اهمیت دارد، به‌خصوص در مدل‌های صنعتی با ارتعاش بالا. برخی مدل‌ها دارای لرزه‌گیر یا پایه‌های ضدارتعاش هستند.
• کوپلینگ یا تسمه (در فن‌های تسمه‌ای): در مدل‌هایی که موتور به‌طور مستقیم به پروانه متصل نیست، از کوپلینگ یا سیستم تسمه و پولی برای انتقال نیرو استفاده می‌شود. این سیستم امکان تنظیم نسبت دور موتور و پروانه را فراهم کرده و همچنین لرزش کمتری به موتور وارد می‌کند.
• یاتاقان‌ها: یاتاقان‌ها اجازه می‌دهند پروانه به‌راحتی و با کم‌ترین اصطکاک بچرخد. کیفیت و روانکاری یاتاقان‌ها نقش مهمی در عمر فن و کاهش صدای آن دارند. در مدل‌های سنگین صنعتی، یاتاقان‌های گریس‌خور با دسترسی آسان تعبیه می‌شوند.
• ورودی و خروجی هوا: ورودی هوا معمولاً در مرکز پروانه و به‌صورت گرد یا مربع طراحی شده است تا جریان هوا به‌صورت محوری وارد شود. خروجی هوا به‌صورت مماسی طراحی می‌شود تا با استفاده از نیروی گریز از مرکز، هوا به بیرون پرتاب شود. ابعاد و جهت این بخش‌ها قابل سفارش‌سازی هستند.
• صداگیر یا عایق صوتی: برای کاهش نویز فن، می‌توان از صداگیرهای مخصوص در مسیر ورودی یا خروجی استفاده کرد. برخی مدل‌ها به‌صورت پیش‌فرض دارای عایق صوتی داخلی در بدنه هستند تا نویز در حین کار کاهش یابد.

انواع اگزاست فن سانتریفیوژ

اگزاست فن‌های سانتریفیوژ بسته به طراحی پروانه، زاویه‌ی پره‌ها، میزان فشار مورد نیاز و نوع کاربرد، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در ادامه با مهم‌ترین مدل‌های آن‌ها آشنا می‌شوید:

اگزاست فن سانتریفیوژ فوروارد

در این مدل، پره‌های پروانه به سمت جلو خم شده‌اند، یعنی در جهت چرخش پروانه. این طراحی باعث می‌شود که فن بتواند در سرعت‌های پایین نیز حجم زیادی از هوا را جابه‌جا کند، در حالی‌که صدای تولیدشده نسبتاً کم باقی می‌ماند. همین ویژگی، فن فوروارد را به گزینه‌ای مناسب برای محیط‌های مسکونی، اداری و سیستم‌های تهویه مطبوع تبدیل کرده است. البته باید توجه داشت که این نوع فن برای فشارهای بالا مناسب نیست و در برابر آلودگی‌های سنگین یا ذرات جامد عملکرد ضعیف‌تری دارد.

اگزاست فن سانتریفیوژ بکوارد

در فن بکوارد، پره‌ها برخلاف جهت چرخش پروانه خمیده‌اند. این طراحی سبب افزایش راندمان، بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش خطر گرفتگی پره‌ها در مواجهه با گرد و غبار یا بخارات خورنده می‌شود. فن‌های بکوارد توان تحمل فشارهای بالا را دارند و در خطوط تولید، سیستم‌های تهویه صنعتی، و همچنین واحدهای جمع‌آوری گرد و غبار عملکردی فوق‌العاده از خود نشان می‌دهند. تنها نکته‌ای که باید در نظر گرفت این است که در دبی‌های پایین ممکن است راندمان انرژی آن‌ها کمی کاهش یابد.

اگزاست فن سانتریفیوژ رادیال بلید

فن‌هایی با پره‌های شعاعی یا اصطلاحاً رادیال، دارای طراحی عمودی و مستحکم هستند که به آن‌ها امکان مقاومت بالا در برابر آلودگی‌های شدید، غبار غلیظ، الیاف معلق و مواد خورنده را می‌دهد. پره‌های این نوع فن معمولاً صاف یا کمی زاویه‌دار طراحی می‌شوند تا امکان انتقال ذرات جامد از مسیر جریان هوا را فراهم کنند. هرچند این نوع فن‌ها نسبت به سایر مدل‌ها صدای بیشتری تولید می‌کنند و راندمان کمتری دارند، اما در محیط‌های صنعتی سنگین مانند صنایع چوب، فولاد، سیمان و کارگاه‌های انتقال ذرات، گزینه‌ای قابل اتکا و بادوام هستند.

اگزاست فن سانتریفیوژ فشار بالا

این فن‌ها برای شرایطی طراحی شده‌اند که در آن نیاز به غلبه بر مقاومت بسیار بالا در مسیر جریان هوا وجود دارد. طراحی خاص پره‌ها، پوسته و هندسه خروجی در این فن‌ها باعث می‌شود فشار استاتیکی بالایی تولید شود و هوا بتواند با قدرت از مسیرهایی پیچیده، فیلترهای سنگین یا مبدل‌های حرارتی عبور کند. با وجود دبی کمتر نسبت به سایر مدل‌ها، توان فوق‌العاده آن‌ها در انتقال هوا در شرایط دشوار، این فن‌ها را برای کاربردهایی مانند سیستم‌های احتراق بویلر، خشک‌کن‌های صنعتی و انتقال پودرهای سبک مناسب کرده است. البته به دلیل پیچیدگی ساخت و عملکرد ویژه، این نوع فن‌ها معمولاً قیمت بالاتری دارند.

اگزاست فن سانتریفیوژ فشار متوسط و پایین

در شرایطی که سیستم تهویه به فشار بالا نیاز ندارد و مسیر جریان هوا کوتاه و ساده است، فن‌های سانتریفیوژ با فشار متوسط یا پایین گزینه‌ای اقتصادی و مناسب هستند. این فن‌ها معمولاً طراحی ساده‌تری دارند، مصرف انرژی آن‌ها کمتر است و هزینه نگهداری‌شان پایین‌تر است. در فضاهایی مانند کارگاه‌های کوچک، انبارها، آشپزخانه‌های صنعتی و ساختمان‌های نیمه‌صنعتی می‌توان از این مدل استفاده کرد. با این حال در برابر شرایط سخت صنعتی یا آلودگی‌های شدید توصیه نمی‌شوند.

مزایای اگزاست فن سانتریفیوژ نسبت به سایر مدل‌ها

اگزاست فن سانتریفیوژ نسبت به فن‌های آکسیال دارای مزایایی می باشد که در ادامه توضیح می دهیم.

• توانایی ایجاد فشار استاتیکی بالا: یکی از مهم‌ترین مزایای اگزاست فن سانتریفیوژ، توانایی آن در غلبه بر مقاومت سیستم‌های کانال‌کشی طولانی یا پیچیده است. برخلاف فن‌های آکسیال که برای جابجایی حجم زیاد هوا در فشار پایین مناسب‌اند، فن‌های سانتریفیوژ قادرند فشار استاتیکی بالایی تولید کنند و به‌راحتی هوا را از فیلترها، داکت‌های باریک و مسیرهای خمیده عبور دهند.
• صدای کمتر در مدل‌های عایق‌دار یا کابینتی: مدل‌های کابینتی و جعبه‌ای از نوع سانتریفیوژ، با طراحی خاص بدنه و امکان نصب عایق صوتی، صدای بسیار کمی تولید می‌کنند. این ویژگی در مقایسه با فن‌های آکسیال یا سقفی، که اغلب نویز بیشتری دارند، یک مزیت مهم برای فضاهای حساس به صدا مانند بیمارستان‌ها، ادارات و آزمایشگاه‌هاست.
• تنوع بالا در طراحی و کاربری: فن‌های سانتریفیوژ در انواع بکوارد، فوروارد، رادیال، سقفی، کوپل مستقیم و تسمه‌ای تولید می‌شوند و برای گستره وسیعی از کاربردها مناسب‌اند؛ از تهویه محیط‌های اداری گرفته تا تخلیه گازهای سمی در صنایع سنگین. این تنوع، دست مهندس طراح را در انتخاب مدل مناسب برای هر پروژه باز می‌گذارد.
• نگهداری آسان و طول عمر بالا: به دلیل طراحی صنعتی و استفاده از قطعات مقاوم، بسیاری از مدل‌های اگزاست فن سانتریفیوژ عمر مفید بالاتری نسبت به فن‌های ساده آکسیال دارند. علاوه بر این، در مدل‌های تسمه‌ای یا کوپل مستقیم، تعمیر و تعویض قطعات به‌سادگی قابل انجام است و همین موضوع هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد.
• قابلیت کار در شرایط سخت و هوای آلوده: مدل‌های رادیال سانتریفیوژ می‌توانند در شرایطی با هوای آلوده، مرطوب، دارای گرد و غبار یا حتی خورنده به‌خوبی کار کنند. این ویژگی در فن‌های محوری به‌مراتب کمتر دیده می‌شود و در صنایع خاصی مانند کارخانه‌های شیمیایی، چوب‌بری یا متالورژی بسیار حیاتی است.
• امکان کنترل دقیق دور و دبی هوا: در بسیاری از مدل‌های سانتریفیوژ، امکان نصب اینورتر برای کنترل دور موتور وجود دارد. این قابلیت به کاربر اجازه می‌دهد تا دبی خروجی و مصرف انرژی را متناسب با نیاز لحظه‌ای تنظیم کند؛ در حالی که فن‌های محوری معمولاً چنین قابلیت کنترلی ندارند.

کاربردهای تخصصی اگزاست فن سانتریفیوژ

اگزاست فن سانتریفیوژ یکی از تخصصی‌ترین تجهیزات تهویه صنعتی و تجاری است که به‌دلیل قدرت بالا در تخلیه هوا، در طیف گسترده‌ای از محیط‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. طراحی این فن به گونه‌ای است که می‌تواند هوا را با فشار بالا از فضاهای بسته خارج کرده و از طریق کانال‌های طولانی، به بیرون منتقل کند. این ویژگی باعث شده تا در فضاهایی که تهویه طبیعی یا سیستم‌های فن معمولی کارایی کافی ندارند، استفاده از اگزاست فن سانتریفیوژ یک ضرورت باشد. از جمله کاربدهای این فن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• تهویه در کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی: اگزاست فن سانتریفیوژ به‌طور گسترده در محیط‌های صنعتی برای تخلیه گازهای سمی، دود، گرد و غبار و بخارات ناشی از فرآیندهای تولید استفاده می‌شود. قدرت بالای مکش و توانایی عبور جریان هوا از مسیرهای پیچیده، آن را به گزینه‌ای قابل‌اعتماد در صنایع مختلف تبدیل کرده است.
• استفاده در آشپزخانه‌های صنعتی: در فضاهای پخت‌وپز بزرگ مانند رستوران‌ها، فودکورت‌ها و آشپزخانه‌های مرکزی، این فن نقش حیاتی در تخلیه بخار چرب، دود، بوی غذا و حرارت دارد. کارکرد مداوم و فشار بالا باعث می‌شود تا حتی در کانال‌های بلند نیز تهویه مؤثر حفظ شود.
• کاربرد در آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی: در لابراتوارها، اگزاست فن سانتریفیوژ برای تخلیه بخارات مواد شیمیایی و گازهای خطرناک به کار می‌رود. این فن‌ها قابلیت کار در شرایط حساس و محیط‌های نیازمند تهویه دقیق را دارند و نقش مهمی در حفظ ایمنی پرسنل ایفا می‌کنند.
• تهویه پارکینگ‌های سرپوشیده: برای تخلیه گازهای سمی ناشی از احتراق خودروها، مانند مونوکسید کربن، از اگزاست فن‌های سانتریفیوژ استفاده می‌شود. این فن‌ها به‌صورت مداوم قادر به کارکرد طولانی‌مدت هستند و کمک می‌کنند تا هوای پارکینگ همواره در وضعیت ایمن باقی بماند.
• کاربرد در سیستم تهویه ساختمان‌های بزرگ: در هتل‌ها، بیمارستان‌ها، مجتمع‌های تجاری و ساختمان‌های اداری، از این فن برای خروج هوای مصرف‌شده از سیستم تهویه مرکزی استفاده می‌شود. طراحی فن سانتریفیوژ مناسب عبور هوا از کانال‌های طولانی و فیلترشده بدون افت راندمان است.
• تخلیه هوا از مسیرهای دارای مقاومت بالا: اگزاست فن سانتریفیوژ برای شرایطی طراحی شده که جریان هوا باید از میان فیلترها، دمپرها یا کانال‌های بلند و پیچیده عبور کند. توانایی تولید فشار بالا و حفظ راندمان در این شرایط، یکی از بزرگ‌ترین مزایای این نوع فن محسوب می‌شود.

نحوه عملکرد فن سانتریفیوژ

عملکرد اگزاست فن سانتریفیوژ بر اساس اصل افزایش انرژی جنبشی هوا و تبدیل آن به انرژی فشاری (استاتیکی) شکل می‌گیرد. این فرآیند از لحظه‌ای آغاز می‌شود که الکتروموتور فن، پروانه را با سرعت بالا به گردش درمی‌آورد. با شروع چرخش پروانه، یک ناحیه با فشار پایین در مرکز ایجاد می‌شود که باعث مکش هوا از محیط اطراف به داخل محفظه فن می‌گردد. هوا از ناحیه مرکزی وارد فن شده و از میان پره‌های خمیده یا مستقیم پروانه عبور می‌کند.

در حین عبور از پره‌ها، هوا شتاب می‌گیرد و انرژی جنبشی آن به شکل چشم‌گیری افزایش می‌یابد. سپس این هوای پرسرعت و پرانرژی به دیواره‌های حلزونی‌شکل هوزینگ برخورد می‌کند. طراحی منحنی و مدور این محفظه، موجب هدایت هدفمند جریان هوا به سمت خروجی فن می‌گردد. در این نقطه، انرژی جنبشی به انرژی فشاری تبدیل می‌شود و جریان هوا با فشار قابل توجهی از دهانه خروجی فن به بیرون پرتاب می‌شود.

نتیجه این فرایند، تولید جریان هوایی است که نه تنها از قدرت مکش خوبی برخوردار است، بلکه توان عبور از مسیرهای دارای مقاومت بالا مانند فیلترها، کانال‌های طولانی، زانویی‌ها، دمپرها و حتی مبدل‌های حرارتی را نیز دارد. این ویژگی، اگزاست فن سانتریفیوژ را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای صنعتی، سیستم‌های تهویه فشار بالا و تخلیه آلاینده‌ها در شرایط دشوار تبدیل می‌کند.

مشخصات فنی اگزاست فن سانتریفیوژ

از نظر ظرفیت هوادهی، این نوع فن‌ها می‌توانند بسته به مدل، از 500 تا بیش از 100.000 متر مکعب هوا را در ساعت جابجا کنند. انتخاب ظرفیت مناسب به حجم فضا و نوع آلاینده‌های موجود بستگی دارد. فشار استاتیکی این فن‌ها نیز در بازه‌ای بین 100 تا 2500 پاسکال قرار دارد و نشان‌دهنده توانایی فن در غلبه بر مقاومت مسیر خروجی هوا مانند کانال‌ها و فیلترها است.

موتور استفاده شده در فنِ سانتریفیوژ ممکن است تک‌فاز یا سه‌فاز باشد و معمولاً با دور موتورهایی بین 900 تا 3000 دور در دقیقه کار می‌کند. این موتورها با درجه حفاظت بالا (مانند IP54 یا IP55) طراحی می‌شوند تا در برابر گرد و غبار، رطوبت و شرایط سخت صنعتی مقاوم باشند. همچنین امکان انتخاب برند موتور نیز وجود دارد، از جمله زیمنس، موتوژن، الکتروژن و برندهای خارجی معتبر دیگر.

جنس بدنه و پروانه نیز با توجه به نوع کاربرد تعیین می‌شود. بدنه فن‌ها اغلب از فولاد گالوانیزه یا آهن با پوشش رنگ الکترواستاتیک ساخته می‌شود، اما برای محیط‌هایی با رطوبت یا بخارات شیمیایی بالا، استفاده از استیل ضدزنگ یا آلومینیوم توصیه می‌شود. پروانه نیز ممکن است از فولاد، آلومینیوم یا مواد پلیمری مقاوم ساخته شود.

در خصوص نصب، اگزاست فن سانتریفیوژ قابلیت نصب به‌صورت افقی یا عمودی را دارد و می‌تواند روی سقف، دیوار یا داخل کانال قرار گیرد. در برخی مدل‌ها، پایه‌های نگهدارنده، لرزه‌گیر یا صداگیر برای نصب آسان‌تر و عملکرد بهتر ارائه می‌شود. صدای تولیدی فن‌ها معمولاً بین 60 تا 90 دسی‌بل است، اما در صورت نیاز به کاهش نویز، می‌توان از صداگیر یا محفظه عایق صدا استفاده کرد.

در نهایت، این فن‌ها بصورت کوپل مستقیم یا تسمه‌ای طراحی می‌شوند. مدل‌های کوپل مستقیم تعمیر و نگهداری ساده‌تری دارند و برای ظرفیت‌های پایین‌تر مناسب هستند، در حالی که سیستم تسمه‌ای برای کاربردهای سنگین صنعتی و امکان تنظیم بهتر سرعت فن ترجیح داده می‌شود.

سؤالات متداول

فرق فنِ سانتریفیوژ و فن آکسیال چیست؟
فنِ سانتریفیوژ هوا را با فشار بیشتری نسبت به فن آکسیال جابجا می‌کند و برای محیط‌هایی با مقاومت بالا در مسیر خروجی مناسب‌تر است.

آیا امکان نصب صداگیر روی این فن وجود دارد؟
بله، برای کاهش نویز، می‌توان صداگیر یا دمپر آکوستیک روی فن نصب کرد.

آیا می‌توان فن را در فضای مرطوب نصب کرد؟
بله، در صورت نیاز می‌توان از مدل‌هایی با بدنه و پروانه ضدزنگ استفاده کرد.

آیا امکان ساخت سفارشی با ظرفیت خاص وجود دارد؟
بله، مجموعه ما خدمات طراحی و ساخت سفارشی فن سانتریفیوژ متناسب با پروژه‌های خاص را ارائه می‌دهد.