Fanlarda Verimin Arttırılması- Endüstriyel Fanlar:

1--İyi bir fan istenilen performansı yerine getirirken az enerji tüketen (yüksek verimli), mümkün olduğunca az gürültülü ve ömür boyu maliyeti düşük olan fandır.

2--Fanlar; bina HVAC sistemleri, demir çelik, cam, çimento, ahşap sanayi, karayolu ve demir yolu tünel havalandırması, madencilik, elektrik santralleri (soğutma kulelerinde ve kazan besleme havası için vb.), otopark havalandırması, petrokimya, kimya, rüzgar tüneli, taşımacılık, demirçelik, şeker, kağıt, çevre teknolojileri, endüstriyel havalandırma gibi değişik sektörlerde kullanım alanına sahip cihazlardır

3--Fan sistemlerinde enerjinin verimli kullanılması seçim, tasarım, imalat ve işletme süreçlerinin optimize edilmesi ile sağlanır. 

3.1--Çünkü fanların ömür boyu maliyeti içinde enerjinin oranı %90, ilk yatırım maliyeti ise %10 civarındadır.

3.1--Bir işletme için en iyi fanın ilk yatırım maliyeti değil verimi yüksek olanıdır.Fanlar, ömür boyu maliyeti en az olacak şekilde seçilmelidir

4—Örnekler:

4.1—Örnek-1:

4.1—1600 kw lık 320.000 m3/h bir fan CFD  simülasyonları ve diğer bilgisayar programları ile yeniden optimize edilerek üretilerek aynı motora tekrar bağlanmıştır.Fan debisi yine aynı güçte  olup fan debisi 463.000 m3/h çıkmıştır.

4.1.1—Fanda verim artışı sağlamak için öcelikle denklemdeki r| değeri maksimize edilmiştir. Bu değer ise emiş çapı, rotor çapı, kanat giriş ve çıkış açılarına, girişte ve çıkışta kanat enine, devir sayısına bağlıdır. 

4.1.2--Bu parametreler gerektiği kadar değiştirilerek fan bir boyutlu tasarım ile optimize edilmiştir. 

4.1.2--Daha donra bunun doğruluğu CFD simulasyonu ile kontrol edilmiş ve gerekli değişiklikler yapılmıştır. Bundan sonra ise fanın imalatı ve montajı tamamlanmıştır.

4.2— Aynı motor gücü ile yukarıda belirtilen oranda hava debisi artışı sağlanmıştır. Bu değer yaklaşık 160 kW güce karşılık gelmektedir. 

4.2.1--Fanın yılda 7000 saat çalıştığı ve enerji maliyetinin 0.18 TL/kWh olduğu kabul edilirse yıllık parasal tasarruf (160 kWx7000 hx0.18 TL/kWh=) 201.600 TL/yıl olmaktadır.

4.2.1--Bu işin ilk yatırım bedeli ise yaklaşık 90.000 TL olmuştur. Buna göre basit amortisman süresi (90.000/201.600=) 6 ay olmaktadır.

4.2.2--Bu fan verimi % 37 den %45 lik artışla %82 civarında bir verime yükselmiştir.

4.2.3--Bu işin ilk yatırım bedeli ise yaklaşık 150.000 TL olmuştur. Buna göre amortisman süresi 4 aydan daha kısa olmaktadır.

4.2.4--Fanın cinsine bağlı olarak %70-85 arasında verim değerleri elde etmek mümkündür.

4.2—Örnek-2:

1--Bir MDF entegre fabrikasındaki kurutma fanıdır. Burada Firmaca, kapasite değişikliği olmadan şebekeden çekilen elektriksel gücün azaltılıp azaltılamayacağının incelenmesi istenmiştir.

2--yeni duruma göre verim maksimum olacak şekilde fan tasarımı optimize edilerek CFD simulasyonu yapılmış ve imalatı yapılacak hale getirilmiştir. 

2.1--Bundan sonra fan yerine monte edilmiş ve çalışırken debi, statik basınç, şebekeden çekilen akım, voltaj değerleri ölçülmüştür.

3--Fabrika yetkilileri ile birlikte fan çalışırken yapılan ölçümde fan debisinin 1600 kw gücünde 443,000 m3/h fan yeniden optimize ve simüledildikten sonar imalatı ve montajı yapılmış olup fan debisi 540,000 m3/h çıkarılmıştır.

4—Yapılan tasarruf (1411-970=) 441 kW olmaktadır. Fanın yılda 7000 saat çalıştığı ve enerji maliyetinin yine 0.18 TL/kWh olduğu kabul edilirse yıllık parasal tasarruf (441x7000x0.18=) 555.660 TL/yıl olmaktadır.

5--Bu işin ilk yatırım bedeli ise yaklaşık 150.000 TL olmuştur. Buna göre amortisman süresi 4 aydan daha kısa olmaktadır.

5—Sonuç:

5.1— Gücü özellikle 200 kw ın üzerinde olan fanlarda ilgili denklemler kullanılarak kanat açıları, kanat sayıları, rotor ölçüleri vb. ölçülerde gerekli değişiklikler yapılarak denklemindeki verim maksimum düzeye (%85’lere) gelinceye bilgisayar programı ile değişiklikler yapılır.

5.2--Fan verimleri günümüzde %80-85 civarına kadar çıkarılabilmektedir. Ancak çimento fabrikalarında olduğu üzere tozdan kaynaklanan aşınma, sıcaklık nedeniyle malzemenin mukavemet değerlerinin düşmesi, toz yapışması, çevresel kuvvetler gibi faktörler de tasarımda dikkate alınmalıdır.

5.3--Optimum bir tasarım elde edildikten sonra bunun kontrolü için CFD analizi yapılarak nihai karar verilir.

5.4--Enerji verimliliğinin artırılmasında ayrıca

1--fana ilave olarak tahrik sitemi (kayış kasnak varsa kapline dönme),

2—yüksek verimli elektrik motoru kullanımı)

3—inverter kullanımı-kontrol stratejileri (değişken debili sistemlerde paralel işletme, frekans invertörü uygulamaları) da önemli olup konu sistem olarak ele alınmalıdır.

Kaynak:ICCI-2010--Bildiriler Kitabi--Endüstriyel Fanlarda Enerji Verimliliğinin Artirilmasi--İbrahim Çakmanus- Tuğba Akpinar-Çakmanus Müh. Enerji San. Ve Tic. Ltd. Şti.