Fan Debisi Nedir? Fan Debi Hesabı Nasıl Yapılır?

Fan debisi, bir fanın birim zamanda taşıdığı hava hacmini ifade eder ve metreküp bölü saat biriminde verilir. Hesap iki veriyle yapılır, kanal kesiti ve o kesitten geçen hava hızı.

Debi hesabı yanlış yapıldığında sonuç iki yönde de sorun yaratır. Küçük seçilen fan emişi zayıf bırakır, büyük seçilen fan ise enerjiyi boşa harcar ve hattı gereksiz zorlar.

Fan Debisi Nedir?

Fan debisi, fanın çalışma noktasında geçirdiği hava miktarıdır. Katalogda yazan en yüksek değer değil, o fanın bağlı olduğu hattın direncinde verdiği gerçek değerdir.

Bu ayrım kritik. Bir fan katalogda 25.000 metreküp bölü saat yazıyorsa bu değer sıfır basınçta geçerlidir, kanala ve filtreye bağlandığında direnç arttığı için debi düşer. Fanın gerçek debisi, fan eğrisi ile sistem direnç eğrisinin kesiştiği noktada okunur. Aynı fan iki farklı tesiste iki farklı debi verebilir, çünkü belirleyici olan fanın kendisi değil bağlandığı hattın direnci.

Fan Debi Hesabı Nasıl Yapılır?

Fan debi hesabı tesisin ihtiyacından başlar, fandan değil. Önce hattın ne kadar hava çekmesi gerektiği bulunur, uygun fan bu değere göre seçilir.

• Emiş noktalarını belirle, her makinenin emiş ağzı ölçüsünü ve sayısını listele
• Yakalama hızını seç, toz karakterine göre gereken hava hızını belirle
• Nokta debilerini hesapla, ağız kesiti ile hızı çarparak her noktayı bul
• Eş zamanlılığı uygula, aynı anda çalışacak nokta oranını hesaba kat
• Toplam debiyi çıkar, nokta değerlerini topla
• Basınç kaybını ekle, kanal, dirsek ve filtre direncini hesapla
• Fanı seç, debi ile basıncı birlikte karşılayan modeli belirle

Bu sıralama tersine çevrildiğinde hata kaçınılmaz oluyor. Elinde bir fan bulunan işletmeler genellikle fana göre debi hesabı yapmayı deniyor, yani mevcut fanın verebileceği değerden yola çıkıyor. Fana göre debi hesabı yalnızca kapasite kontrolü için anlamlı, yeni kurulum için doğru yöntem hattan başlamak.

Fan Debi Hesabı Formülü

Hacimsel debi formülü kesit alanı ile hava hızının çarpımına dayanır. Saatlik değer istendiğinde sonuç 3.600 ile çarpılır.

Debi hesabı formülü Q = A × v × 3.600 biçiminde yazılır. Kesiti 0,4 m² olan bir kanalda hava hızı 15 m/s ölçüldüyse işlem 0,4 × 15 × 3.600 olur ve debi 21.600 m³/h çıkar. Dairesel kanalda kesit alanı çap üzerinden bulunur, 400 milimetre çaplı bir kanalın alanı 0,1256 m² olarak hesaplanır. Debi hesabı formülü uygulanırken hızın kanal ortasından değil kesit ortalaması alınarak ölçülmesi gerekir, aksi hâlde sonuç yüksek çıkar.

Fan Basıncı ile Debi Arasındaki İlişki

Basınç debi hesabı yapılırken ikisinin ters yönde hareket ettiği unutulmamalı. Hattın direnci arttıkça aynı fanın geçirdiği debi azalır.

Sistem direnci debinin karesiyle büyür, yani debiyi iki katına çıkarmak istendiğinde basınç kaybı dört katına çıkar. Fan devri üzerinden bakıldığında ilişki fan yasalarıyla tanımlanır. Devir 1.500’den 1.800’e çıkarıldığında oran 1,2 olur, debi 1,2 kat artar, basınç 1,44 kat ve güç ihtiyacı 1,728 kat yükselir. Basınç debi hesabı bu nedenle devir değişikliklerinde mutlaka güç kontrolüyle birlikte yapılır.

Fan Türlerine Göre Debi Hesabı

Formül her fan tipinde aynı, değişen şey hangi basınç değerinin esas alındığı. Fan tipi hattın direncine göre seçilir.

Buradaki ayrımların bir kısmı adlandırmadan kaynaklanıyor. Radyal fan teknik olarak santrifüj grubun düz kanatlı alt tipi, piyasada ise ikisi ayrı ürün gibi aranıyor. Hesap açısından fark yok, fark hangi verim değerinin ve hangi basınç kaybının kullanıldığında ortaya çıkıyor.

Radyal Fan Debi Hesabı

Radyal fan debi hesabı kirli filtre direnci üzerinden yapılır. Düz kanatlı çark tozlu havayı geçirdiği için hat zamanla dirençlenir ve temiz filtre değeriyle hesap yapılırsa fan altı ay sonra yetersiz kalır.

Toz taşıyan hatlarda hesaba kirli filtre basıncı, toz birikme payı ve dirsek kayıpları eklenir. Radyal fan seçiminde debi ile basıncın çarpımı fan verimine bölünerek güç bulunur. Radyal fan debi hesabı tamamlandıktan sonra çalışma noktası fan eğrisi üzerinde işaretlenir.

Aksiyal Fan Debi Hesabı

Aksiyal fan debi hesabı yüksek debi ve düşük basınç mantığıyla kurulur. Hava kanat eksenine paralel hareket ettiği için bu grup büyük hacimleri az enerjiyle taşır.

Kanal hattı kısaysa ve filtre direnci yoksa aksiyal fan debi hesabı doğrudan hacim üzerinden yapılabilir. Filtreye bağlı sistemlerde ise bu tip tek başına yetersiz kalır, çünkü artan direnç karşısında debisi hızla düşer. Duman tahliyesi ve ortam havalandırması bu grubun asıl alanı, toz emen hatlarda ise santrifüj gruba geçilir.

Santrifüj Fan Debi Hesabı

Santrifüj fan debi hesabı kanat biçimine göre farklı verim değerleriyle yapılır. Geriye eğimli kanatta verim yüksek, öne eğimli kanatta aynı gövdeden daha fazla debi alınır.

Hesapta kullanılan verim değeri sonucu doğrudan etkiler. Santrifüj fan debi hesabı yapılırken verim 0,7 civarında alındığında 6 m³/s debi ve 2.500 Pa basınç için gereken güç 21,4 kilovat çıkar. Salyangoz fan grubunda bu değer kanat tipine göre değişir.

Havalandırma Fanı Debi Hesabı

Havalandırma fan debi hesabı hacim ve hava değişim sayısı üzerinden yapılır. Formül Q = V × n biçiminde yazılır, V ortam hacmi ve n saatteki hava değişim sayısıdır.

2.000 metreküp hacimli bir atölyede saatte 6 hava değişimi hedeflenirse debi 12.000 m³/h olarak bulunur. Hava değişim sayısı ortamın niteliğine göre seçilir, kaynak ve boya yapılan bölümlerde bu değer yükselir. Havalandırma fan debi hesabı sonucunda bulunan değere taze hava girişi de ayrıca planlanır.

Fan Kütlesel Debi Hesabı Nasıl Yapılır?

Fan kütlesel debi hesabı hacimsel debinin hava yoğunluğuyla çarpılmasıyla bulunur. Formül ṁ = Q × ρ biçiminde yazılır ve sonuç kilogram bölü saat olarak çıkar.

Yoğunluk sıcaklıkla değiştiği için sıcak gaz hatlarında bu hesap zorunlu hâle gelir. 20 santigrat derecede 1,2 kg/m³ olan yoğunluk 200 derecede 0,75 kg/m³ seviyesine iner. Aynı 21.600 m³/h hacimsel debi normal şartlarda 25.920 kg/h taşırken 200 derecede yalnızca 16.100 kg/h taşıyor, yani kütlesel olarak yüzde 38 kayıp oluşuyor. Fan kütlesel debi hesabı atlanırsa sıcak hatta takılan fan gövdeyi doldurur ama gereken kütleyi taşımaz.

Fan Seçiminde Debi ve Basınç Değerleri

Teklif aşamasında iki değer birlikte verilir, debi ve statik basınç. Yalnızca debi bildirildiğinde doğru fan seçilemez, çünkü aynı debiyi veren onlarca fan birbirinden çok farklı basınç üretir.

Katalog değerleri standart hava koşulları için verildiğinden sıcak ya da yüksek rakımlı tesislerde düzeltme uygulanır. Fan eğrisinde çalışma noktasının verim tepesine yakın kalması önemli, uç bölgelerde çalışan fan hem gürültü yapar hem enerji tüketimini yükseltir. Hattınızın debi ve basınç verileriyle teklif formumuzu doldurduğunuzda uygun fan tipini birlikte belirliyoruz.

Fan Debisi Hesaplanırken Dikkat Edilmesi Gerekenler

Hesabı bozan etkenler çoğunlukla ihmal edilen kalemlerden doğuyor. Aşağıdaki başlıklar sahada en sık atlanan noktalar.

• Kirli filtre direnci, temiz filtre değeriyle hesap yapmak fanı yetersiz bırakır
• Eş zamanlılık oranı, tüm noktalar aynı anda çalışmıyorsa debi şişer
• Sıcaklık düzeltmesi, sıcak gazda yoğunluk düştüğü için basınç da azalır
• Rakım etkisi, yükseklik arttıkça hava yoğunluğu ve fan basıncı düşer
• Kaçak payı, kanal ve flanş sızdırmazlığı için pay bırakılır
• Dirsek ve daralma, yerel kayıplar toplam basınca eklenir
• Ölçüm yöntemi, hız kesit ortalaması olarak alınmalıdır
• Gelecek kapasite, hatta makine eklenecekse baştan hesaba katılır

Bu kalemler hesaba girdiğinde sonuç gerçeğe yaklaşır. Debi hesabı masa başında tamamlanıp sahada doğrulanmadığında fark her zaman ortaya çıkıyor, bu nedenle devreye alma sırasında anemometre ile ölçüm yapılması ve değerin kayda geçirilmesi gerekiyor. İlk ölçüm aynı zamanda referans değer oluyor, sonraki yıllarda debi düştüğünde kıyaslanacak bir kayıt bulunuyor.