Ahır fanları

Tüm havalandırma sistemleri içinde işletme maliyetleri üzerinde en yüksek etkiye sahip olan mekanik havalandırmanın parçası olana Ahır Fanları gelir bu sebepten fan seçimi önem arz eder.

Havalandırma verimliliği AMCA

Ahır havalandırma sistemleri için fan seçimi yaparken, vat başına CFM *(dakikada fit küp) olarak listelenen fanın havalandırma verimliliği derecesini (VER) kontrol etmek önemlidir. Test edilmemiş fanlar, bir üreticinin reklamından % 50 daha az derecelendirmeye sahip olabilir, bu nedenle bağımsız olarak test edilmiş fanları bulmak önemlidir. Test edilen bu ürünler, hangi özel değerin derecelendirildiğini ve sertifikalandırıldığını belirten bir Hava Hareketi ve Kontrol Birliği (AMCA) ve Biyo-Çevre ve Yapısal Sistemler (BESS) sistem sertifikaları ve etiketine sahip olmalıdır.

*CFM değeri “Anemometre” cihazı ile ölçülebilir.

Değişken Frekanslı Sürücü (VFD inverterler)
Bu donanım, motor giriş gücünün frekansını değiştirerek motor hız kontrolü sağlar) . Artık çoğu havalandırma şirketi, sıcaklık algılayan teknolojiler tarafından otomatik olarak kontrol edilen Değişken Hızlı Tahrik (VFD) fanı sunuyor.

Değişken hızlı tahrik (VFD) Fan lar yaz ve kış arasındaki geçişi hassas bir şekilde ayarlamak, teorik olarak işletme maliyetlerini her yıl için $ 6 azaltabilir. Bu, havalandırma işletme maliyetlerinin yüzde 10 ila 25’i olacaktır

Fan seçimi

Ahır havalandırması için farklı havalandırma sistemleri Ahır fanları arasında karar vermeden önce; (THI) Thermal Humidity Index , (SNİ) Sıcaklık Nem İndeksi, Ahır yönetimi, Günlük yönetim, durak başına Ayak izi, Hayvan trafiği ve akışı, Gübre yönetimi ve kullanımı, Fan bakımı ve fan sayısı ve kişisel tercih gibi diğer faktörler de göz önüne alınmalıdır.

Ahır Fanları

• Hava yönüne göre : Yatay fanlar ( kare ve çember) , Dikey fanlar ( helikopter fanlar) , Esnek fanlar ( her yöne ayarlanabilen fanlar)
• Maksadına göre: Emme, Egzoz, Basma, Karıştırıcı (vantilatör) fanları
• Hızlanma tiplerine göre: Redüktörlü fanlar, inverter fanlar.
• Motor tiplerine göre: Fırçasız Senkron, Fırçalı Senkron, Asenkron

Fan çeşit ve modelleri için Link: TEPE FANLAR / KARE FANLAR

YATAY (AKSİYAL) AHIR FANLARI

Yatay fanların etki alanları ve kullanımı: Tünel havalandırma ile yükselen sıcak havayı ileriye iterek tahliye edilmesini sağlar. Yatay hava üfleyen fanlar emiş ve egzoz görevi görerek; arkadan emdiği, yükselen sıcak havayı, öne doğru üfleyerek sıcak havanın dışarı çıkması maksadı ile seçilir.

• KARE Fan
• ÇEMBERLİ fan

Izgara zeminli ahırlar, Kuru iklim bölgelerinde, doğal havalandırmanın az olduğu yüksek duvarlı ahırlarda, tünel havalandırma olarak kullanımı tercih edilir,

Ahır Tavan Fanları

TEPE Dikey fanlar (Helikopter) doğrudan havayı hayvanların ve zemin üzerine üfleyerek birim alan başına m³ hava miktarını artırır. Bu sayede serinlik hissi verirken ortamda bulunan nemin toplanmasını sağlar.

Nem ve rutubetin yüksek olduğu iklimlerde, zemin ve hava kurutmanın önemli olduğu ahırlarda (toprak/ kompost zeminler), doğal havalandırma imkanları olan perdeli veya yanları açık veya yarı açık ahırlar ile hayvan soğutma sitemi ile beraber kullanımı ve THI için tercih edilmektedir.

ESNEK FANLAR (hareketli) hem yatay hem dikey çalışarak ihtiyaca göre pozisyonlandırılır. Genelde Sağım alanları, bekleme alanları ile esnek kullanım ihtiyacı olan ahır ve barınaklar için uygundur.

Motor yapılarına göre fanlar

• Asenkron motorlu fanlar.
• Mıknatıslı, fırçalı, fırçasız Senkron motorlu fanlar.

Asenkron motor nedir?

Asenkron motor Alternatif akım ile beslendiği anda statorun içinde bulunan sarılı iletkenlerde döner  bir manyetik alan meydana gelir. Oluşan bu alana senkron hız alanı denir.  Senkron hız asenkron motorlarda rotor, stator alanın dan daha az dönmektedir. Motorun dönmesi için Rotor sargıları kısa devre edilmiş olan iletkenlerden akım geçer ve statorda oluşan manyetik alan tarafından kuvvet meydana gelir ve rotor döner. Rotorun dönme frekansı yüke bağlı olarak değişmektedir. Motorun çalışma bölgesinde yük arttıkça motor devir sayısı düşer, yük azaldıkça devir sayısı artar. Motorun devir sayısı boşta çalışmada en yüksek seviyededir.

Senkron motor nedir?

Senkron devirle dönen motorlara senkron motorlar adı verilir. Senkron motorlar, içinde dönen manyetik alan hızında yani senkron hızda dönerler. Bir elektrik motorunun dönmesi için döner manyetik alan oluşması gerekir. Makine içinde oluşan döner manyetik alan senkron devirde döner. Senkron devir, 3 faz alternatif manyetik döner alanın devir sayısıdır. Asenkron motorlarda rotor, döner alan devrinden bir miktar (kayma oranı kadar) yavaş döner.

Sabit mıknatıslı motor nedir?

Rotor ve Strator elektrik motorlarını iki ana bölümü olup sabit olan ve endüklemenin olduğu STRATOR ve içinde dönen parça ise ROTOR olarak adlandırılır. Stator bölümü sabit mıknatıstan yapılmış olanlarına ise sabit mıknatıslı motor denir.

Sabit DAİMİ MIKNATISLI SENKRON motor

Bir elektrik makinesi olarak frekans ve kutup sayısıyla orantılı bir şekilde hareket ederek sabit bir hızda dönen alternatif akım makinelerine senkron makine denir. Eğer senkron makineye elektrik enerjisi verilip mekanik enerjisi elde edilirse senkron motor olarak çalışır. Senkron motorlar yükü değiştiği halde devir sayısı sabit kalan motorlardır. Yani manyetik döner alanın hızı ne ise rotor mili de o hızla döner. Sabit hızın gerekli olduğu tüm endüstriyel uygulamalarda, Elektrik sistemlerinde kompansatör olarak güç katsayının düzeltilmesinde, Yüksek kararlılık gerektiren konumlama makineleri bulunduran düşük güç uygulamalarında kullanılır.

Fırçasız SENKRON motorlar

Fırça ve kollektör bulunmaz. Brushless ( fırçasız) motorlarda fırça ve kollektör bulunmaz bu yüzden bu motorlara fırçasız motor denir. Güç gerektiren yerlerde kullanılırlar. Fırçasız motorların, fırçalı motorlardan farkı; yüksek hıza sahip olmaları, torkları fazladır. Elektriksel gürültü meydana getirmez, sesiz çalışır, uzun ömürlüdür ve bakımları kolaydır. Bunun yanında fırçasız motorlar tamamen kontrol gerektirir.

FIRÇASIZ MOTORLARIN AVANTAJLARI:

• Yüksek verim
• Doğrusal moment-hız ilişkisi
• Yüksek moment-hacim oranı (Az bakır gerektirir.)
• Fırçaların ve kolektörün olmayışı (daha az bakım, tehlikeli ortamlarda kullanılabilir)
• Sessiz çalışma elektriksel gürültü meydana getirmez
• Daha çok tork sağlar
• Uzun ömürlüdür.

Hız/ güç kontrol sistemleri

İnverter

İnverter, motor ve yük için birden fazla bağımsız hızlanma ve yavaşlama oranını kontrol edebilir. Bu özellikler sayesinde inverterin hız kontrol yaparken çıkışı ne sürede artıracağı ve azaltacağının kontrolünü kullanıcıya verir. Bu fonksiyon özellikle yumuşak kalkış ve duruş gerektiren yerlerde vazgeçilmezdir. Bu fonksiyonla makinenizin mekanik aksamında korumuş olursunuz. İnverterler motorun ve yükünü hızlanma veya yavaşlama sürelerince kontrol edebilir. Bu özelliği, inverterin hız kontrol modunda iken çıkışın artması veya azalması için geçecek süreyi kontrol eder.

Redüktör

Gövde içine yerleştirilmiş dişli çarklar, miller, yataklar v.b. gibi parçalardan oluşan sistemlerdir. Akademik olarak tanımı: Elektrik motorlarının yüksek dönüş hızlarını makineler için gerekli olan dönüş hızlarına düşürmek için tasarlanan kapalı dişli düzenekleridir.

Redüktör sabit devirli elektrik motorlarından değişken devirli bir dönme hareketi elde etmek için motorun çıkış şaftına bağlanır. Yapı olarak dişli çarklar, dişli yataklar ve millerden oluşan redüktörler alüminyum, demir, çelik gibi malzemelerden üretilmektedir. Dişlileri sürekli yağlı olmalıdır.

Redüktörlü Fanlar

Elektrikli motorlar bazen kendilerinden beklenen gücü veya sür’ati veremeyebilirler. Bu elektrik motorlarına redüktör bağlanarak torkları arttırılabilir. Böylece redüktör yardımı ile yüksek torklu motorlar elde etmiş oluruz.  Redüktör, motorlarda devir-güç ayarını değiştirmeye yarayan bir dişli sistemidir. Motorlara redüktör bağlanarak devir düşürülerek tork yükseltilebilir. Böylece motorun hızını yada gücünü ayarlamanızı sağlar. Bir nevi vites!!

Dişli çark sistemi REDÜKTÖR kullanım amacı:

• Miller arasında devinim ve güç iletmek
• Farklı dönme yönleri elde etmek
• Küçük hacimde büyük bir çevrim oranı oluşturmak
• Dönen iki eleman arasında devinim bakımından bağımsızlık sağlamak

Elektrik motorlarına bine yük nedeniyle hız ve güç kaybını telafi eden sistemler mekanik olarak dişli yardımı ile yapılıyorsa redüktörlü. Sadece elektrik ve elektronik olarak kontrol ediliyorsa inverter yardımı ile yapılır.

Fan bileşenleri verimliliği

Fan debriyajı CLUTCH

Radyatör alanı çevresindeki ortam hava sıcaklığına göre fan hızını kontrol ederek soğutma havası akışını düzenler, böylece motorun soğutma sisteminde optimum ısı dengesi sağlanır. FAN DEBRİYAJI (clutch) ana bileşenleri “yatak” (ömür) ve “döküm gövde” (mukavemet) üretir.

Fan Kavrama Fonksiyonları

Motor devri ile tahrik edilen fan kavraması, silikon yağ kontrolünü sıcaklık sensörü (bimetal) ile düzenleyerek fan hızını sürekli olarak değiştirebilir. İster otoyolda ister trafik sıkışıklığında sürün, sıcaklık değişimine hızla tepki verebilir. Fan hızının kontrol edilmesi güç kaybını en aza indirecek, optimum sıcaklık seviyesini gerçekleştirecek ve sessizliği artıracaktır.

Yapısı

Sıcaklığa duyarlı bimetal, akış kontrol açıklığını açmak ve kapatmak için sürgülü valfi döndürür. Açma ve kapatma eylemi, rezervuardaki silikon yağı geçişini işlev odasına (labirent) bağlar veya ayırır. Yükseltilmiş sıcaklık, sürgülü valfi çevirerek akış kontrol açıklığını açar ve merkezkaç kuvveti, silikon yağını işlev odasına doğru iter. Viskoz silikon yağı kütlesi, kasnak mili devrini rotordan ve kasadan fana iletir. Sürgülü valf, daha düşük sıcaklıkta akış kontrol açıklığını kapatır. Fonksiyon odasındaki silikon yağı, rezervuara geri gelen merkezkaç kuvveti ile çıkış açıklığından boşaltılır. Azaltılmış silikon yağı kütlesi torku ve rotor rölantilerini kaybeder. Ardından fan devrimi azaltır.

Tepe ahır fanları için Eksenel yük taşıyıcı

Pervane ve kanatların ağırlığından ve rüzgar sebebi ile oluşabilecek ilave yüklerden kaynaklanan dengesiz sürtünmeyi ortadan kaldırmak, fan kanatlarının dişli üzerine binen yükü azaltarak; redüktör ömrü ve sağlamlığını artırmak için kullanılmaktadır.

Motor verimliliği IE1- IE2- IE3

Ahır havalandırma fanları kullanılan motorların verimliliği standartlara uygun olduğunu gösteren E2 Yüksek Verimli & IE3 Süper Yüksek Verimlilik Sınıfı AC Motorları enerji tüketimi ve enerji tasarrufu olgusudur.

Somut Örnek: 22 kW/1500d/dk. lık bir ac motoru hem IE2/IE3 hem de IE1 sınıfları için verim açısından kıyaslayacak olursak : Verim değerlerinde { (100 – Verim) x 0,15 } kadar tolerans vardır)

• IE1 motor verimi = %89,9
• IE2 motor verimi = %91,6
• IE3 motor verimi = %93,0 olduğunu görürüz
• IE4 motor verimi = % 94 ,1 süper verim Senkron motor teknolojisi

Yüksek verimli AC motor kullanımının müşteriler açısından avantajları

1. Basitleşen motor seçimi
2. Enerji Tasarrufu
3. Verimliliğin artması sonucu azalan kayıplar ve işletme masrafları
4. Azalan ısı kayıpları neticesinde daha uzun motor ömrü ile genişleyen rulman yağlama periyotları.
5. Sürekli çalışmada yüksek aşırı yüklenme rezervi.
6.  Standart AC motorun yıllık kullanım saati ve toplamda kullanıldığı süre (yıl olarak) arttıkça, bu motorla ilgili ilk satın alma maliyeti; işletme masraflarının yanında ihmal edilebilir bir yüzdeye düşecektir. Bu motorun gücü arttıkça bu yüzde daha da düşecektir.
7. Elektrik motorlarında verim arttıkça kullanılan malzeme arttığından yada daha pahalı malzeme kullanıldığından motorun maliyeti ve dolayısıyla fiyatı da artar, Eğer yatırım maliyeti düşünülmüyorsa her zaman en yüksek verimli motor tercih edilmelidir.
8. Ancak yatırımın kendini amorti etmesi düşünülüyorsa ki en doğru yol budur, o zaman elektrik motorunun günde kaç saat çalışacağı yılda kaç gün çalışacağı elektrik enerjisinin birim fiyatı ve verimli motorun sağlayacağı verim avantajı göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin haftada 1 saat çalışan verim avantajı 1 puan olan bir motorun kendini amorti etmesi çok uzun süreceğinden tercih edilmemelidir.

Motor verim hesabı

Rakamlarla anlatmak gerekirse; 7 gün 24 saat çalışan 7,5 kW gücündeki bir pompa uygulaması için, enerjinin birim fiyatı 15 kuruş / kWh olmak üzere, IE2 elektrik motorunun IE1 motora kıyasla sağlayacağı yıllık enerji tasarrufu şu şekilde hesaplanabilir;

• IE1 elektrik motoru şebekeden 7,5/0,87 = 8,62 kW güç çeker ve günde 8,62*24 = 206,9 kWh enerji tüketir
• IE2 elektrik motoru şebekeden 7,5/0,895 = 8,38 kW güç çeker ve günde 8,38*24 = 201,1 kWh enerji tüketir,
• Bu şartlarda IE2 elektrik motoru IE1 motora kıyasla günde 5,8 kWh enerji ve 5,8*0,15 = 0,87 TL para tasarrufu sağlar, yıllık tasarruf ise 317 TL olur.
• Eğer bu motor günde sadece bir saat çalışsaydı sağlayacağı yıllık tasarruf 13 TL olacaktır.

Uluslararası kabul görmüş 7,5 kW 2 kutuplu Eff2 motorun liste fiyatının 510 TL ve aynı güçteki Eff1 motorun liste fiyatının 1250 TL olduğu göz önünde bulundurularak karar verilmelidir.