اگزاست فن چیست و چگونه عمل می‌کند؟

اگزاست فن (Exhaust Fan) یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های تهویه صنعتی و ساختمانی است که با هدف خارج کردن هوای آلوده، رطوبت و گازهای مضر از فضاهای بسته طراحی شده است. این تجهیز در صنایع مختلف از جمله پتروشیمی، مترو، بیمارستان‌ها، تونل‌ها، کارگاه‌ها و ساختمان‌های تجاری نقش حیاتی دارد. وظیفه اصلی آن ایجاد جریان منفی فشار برای تخلیه هوای آلوده و جایگزینی آن با هوای تازه است.

ساختار کلی اگزاست فن:

ساختار اگزاست فن بسته به نوع و محل کاربرد متفاوت است، اما در حالت کلی از اجزای زیر تشکیل می‌شود:

1.پروانه (Impeller):

وظیفه ایجاد جریان هوا را برعهده دارد. پروانه‌ها معمولاً از جنس فولاد گالوانیزه، آلومینیوم یا آلیاژهای مختلفی از آهن ساخته می‌شوند و طراحی آن‌ها (محوری یا سانتریفیوژ) تأثیر مستقیم بر دبی و فشار استاتیکی فن دارد.

2.الکتروموتور (Motor):

نیروی محرکه سیستم را تأمین می‌کند. بسته به کاربرد، موتور ممکن است داخل جریان هوا یا به صورت جداگانه (Belt Drive) نصب شود تا در برابر حرارت یا آلودگی مقاوم بماند.

 3.بدنه  (Casing):

بدنه فن معمولاً از فولاد کربنی، استنلس استیل یا ورق گالوانیزه ساخته می‌شود تا مقاومت مکانیکی و دوام بالایی داشته باشد.

4.سیستم اتصال (Mounting System):

برای کاربردهای متفاوت از انواع اتصال ها به شرح زیر استفاده می شود:

1. انتقال نیرو به صورت مستقیم Direct Drive که توپی پروانه مستقیم به شافت الکتروموتور متصل می شود.
2. انتقال نیرو به صورت تسمه ایی Belt Drive که نیروی موتور توسط پولی ها و تسمه و شفت و یاتاقان به پروانه منتقل می‌شود.
3. انتقال نیرو به صورت کوپلینگ Coupling Drive که نیروی موتور توسط کوپلینگ و شفت و یاتاقان به پروانه منقل می‌شود.

انواع اگزاست فن:

بر اساس نحوه عملکرد و مسیر جریان هوا، اگزاست فن‌ها به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

۱. اگزاست فن آکسیال (Axial Exhaust Fan)

در این نوع، جریان هوا موازی محور چرخش پروانه حرکت می‌کند. فن‌های آکسیال معمولاً برای فضاهایی که نیاز به دبی بالا و فشار پایین دارند مناسب‌اند، مانند تهویه پارکینگ‌ها، سالن‌های تولید و فضاهای بزرگ صنعتی. طراحی ساده، راندمان بالا و نگهداری آسان از مزایای این نوع است.

انواع فن های آکسیال با توجه به محل نصب و کاربری آن انتخاب می شوند. که عبارتند از فن آکسیال دیواری، فن آکسیال پنجره ای، فن آکسیال کانالی، فن آکسیال سقفی، فن گلخانه ایی، جت فن ها هستند.

۲. اگزاست فن سانتریفیوژ (Centrifugal Exhaust Fan)

در این نوع، هوا به صورت شعاعی از مرکز پروانه به سمت بیرون پرتاب می‌شود و قابلیت تولید فشار استاتیکی بالا دارد. از این رو در سیستم‌هایی که دارای کانال‌های طولانی یا مقاومت بالا هستند، مانند هودهای صنعتی و کارگاه‌های جوشکاری، استفاده می‌شود.

انواع فن های سانتریفوژ با توجه به کاربری آن ها انتخاب می‌شوند که عبارتند از فن سانتریفوژ بکوارد، فن سانتریفیوژ فوروارد، فن سانتریفوژ فشار قوی، فن سانتریفیوژ رادیال جهت انتقال مواد .

نحوه عملکرد اگزاست فن

عملکرد اگزاست فن بر پایه اختلاف فشار استوار است. با چرخش پروانه، هوا از ناحیه ورودی مکش می‌شود و پس از عبور از میان تیغه‌ها، با سرعت بالا از خروجی خارج می‌شود. این فرآیند باعث ایجاد خلأ نسبی در محیط و ورود هوای تازه از دریچه‌های ورودی یا بیرون ساختمان می‌گردد. در سیستم‌های هوشمند، سنسورهای فشار، دما و کیفیت هوا به فن متصل می‌شوند تا عملکرد آن متناسب با شرایط محیط تنظیم شود.

پارامترهای انتخاب اگزاست فن

در انتخاب اگزاست فن مناسب، توجه به پارامترهای زیر ضروری است:

1.دبی هوا (Air Flow Rate): میزان حجم هوای جابه‌جا شده

2.فشار استاتیکی (Static Pressure): برای غلبه بر مقاومت مسیر و کانال‌ها.

3.نوع محیط کاری: دما، رطوبت، وجود ذرات یا گازهای خورنده در انتخاب جنس بدنه و پروانه تأثیرگذار است.

4.سطح صدا (Noise Level): در فضاهای مسکونی یا بیمارستانی، باید از فن‌های کم‌صدا استفاده شود.

5.نحوه نصب: دیواری، سقفی یا کانالی بودن ساختار فن تعیین‌کننده است.

مزایای استفاده از اگزاست فن

• بهبود کیفیت هوای محیط: با تخلیه آلاینده‌ها، گرد و غبار و بخارات شیمیایی.
• کاهش رطوبت: جلوگیری از رشد قارچ و کپک به‌ویژه در فضاهای مرطوب.
• افزایش بهره‌وری کارکنان: تهویه مناسب باعث کاهش خستگی و افزایش راندمان کاری می‌شود.
• افزایش طول عمر تجهیزات: با کاهش دما و حذف ذرات مضر از محیط.
• کاهش خطرات انفجار و آتش‌سوزی: در محیط‌های صنعتی، تخلیه گازهای قابل اشتعال از اهمیت بالایی برخوردار است.

نکات مهم در نصب و نگهداری

1.جهت جریان هوا باید مطابق طراحی سیستم تهویه باشد و مسیر خروج هوا بدون مانع باشد.

2.فیلترها به صورت دوره‌ای تمیز یا تعویض شوند تا راندمان افت نکند.

3.لرزش و صدا بررسی گردد؛ هرگونه تغییر در صدا یا ارتعاش می‌تواند نشان‌دهنده خرابی بلبرینگ یا عدم بالانس پروانه باشد.

4.روانکاری موتور طبق دستورالعمل سازنده انجام شود.

5.در فضاهای با گاز یا ذرات انفجاری از فن‌های ضدجرقه (Explosion-Proof) استفاده گردد.

تفاوت اگزاست فن با سیستم‌های تهویه دیگر

سیستم‌های تأمین هوا (Supply Fans) که هوا را به داخل محیط وارد می‌کنند، اگزاست فن وظیفه تخلیه هوای آلوده را دارد. در بسیاری از پروژه‌ها هر دو سیستم به صورت مکمل عمل می‌کنند تا تعادل فشار و گردش مناسب هوا در ساختمان برقرار شود.

کاربردهای صنعتی و ساختمانی

• کارخانه‌ها و کارگاه‌ها: برای حذف دود، گرد و غبار و بخارات مواد شیمیایی.
• پارکینگ‌ها و تونل‌ها: جهت تخلیه گازهای CO و NOx ناشی از احتراق خودروها.
• آشپزخانه‌های صنعتی: برای تهویه بخار و بوی غذا.
• بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها: برای حفظ فشار منفی و جلوگیری از انتقال آلودگی.
• ساختمان‌های اداری و مسکونی: برای تهویه سرویس‌ها و اتاق‌های بدون پنجره.

جمع‌بندی

اگزاست فن به عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم تهویه، نقشی کلیدی در حفظ سلامت محیط، کنترل دما و رطوبت و افزایش ایمنی دارد. انتخاب صحیح نوع فن، توجه به ظرفیت، جنس بدنه و شرایط محیطی از عوامل حیاتی برای عملکرد بهینه آن است. با پیشرفت فناوری، نسل جدید اگزاست فن‌ها با راندمان بالا و کنترل هوشمند به بازار عرضه شده‌اند که می‌توانند هم‌زمان کارایی، دوام و صرفه‌جویی در انرژی را تضمین کنند.