تاسیسات نوین | دوره آموزش و طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان شامل نرم افزار تاسیسات، کتابهای تاسیسات و مقالات آموزشی در بخش اول از آموزش هواساز به مبحث مهم فن هواساز پرداخته شده است. توزیع بهینه هوای تهویه شده برای حرارت‌دهی، خنک‌سازی و تهویه یک ساختمان، نیازمند کارکرد یک فن با انتخاب و تعبیه مناسب می‌باشد. انواع رایج فن‌های مورد استفاده در تاسیسات شامل فن سانتریفیوژ و فن محوری (آکسیال) است. در یک فن سانتریفیوژ جریان هوا مسیری شعاعی را در پروانه فن می‌گذراند. در فن محوری جریان هوا مستقیماً از فن و موازی با شفت عبور می‌کند.
عملکرد فن هواساز
در مقایسه با کمپرسورها، فشارهای تولید شده توسط این قطعات حرکت‌دهنده هوا درون کانال‌کشی سیستم‌های HVAC نسبتاً کوچک است؛ اگرچه اندازه‌گیری این فشار برای تعیین عملکرد فن حیاتی است. یکی از دستگاه‌هایی که برای اندازه‌گیری این فشارهای کوچک استفاده می‌شود لوله‌ای U شکل شامل مقداری آب است. یک سر لوله باز است و به هوا راه دارد (انتهای باز)، در حالی که طرف دیگر به داکت متصل است (انتهای بسته)
زمانی که فشار درون کانال مثبت، یعنی بزرگ‌تر از جو است، ستون آب مجبور به حرکت به سمت پایین در سمت انتهای بسته و به سمت بالا در انتهای باز است. برعکس، فشار منفی درون کانال باعث افت ستون آب در انتهای باز و صعود در انتهای بسته می‌شود. در این تصویر، فشار مثبت در کانال، آب را در انتهای بسته مجبور به پایین رفتن به مقدار 3 اینچ (76.2 میلیمتر) پایین‌تر از انتهای باز می‌نماید. فشار 1 psi مقدار 27.7 اینچ ستون آب را تحمل می‌کند (فشار 1 کیلوپاسکال 102 میلیمتر ستون آب را تحمل می‌کند). در نتیجه، این میزان ستون آب معادل فشار 0.11 psi یا 758 پاسکال می‌باشد (مبحث آموزش هواساز).
در هر صورت برای جلوگیری از تبدیل واحدها هر زمان که برداشتی انجام می‌شود، اغلب اینچ (in.) یا میلیمتر (mm) آب (H2O) برای اندازه‌گیری فشار تولید شده توسط فن‌ها به کار می‌رود. دیگر اصطلاحات رایج اندازه‌گیری “فشارسنج آب” (wg) و “ستون آب” (wc) می‌باشد.
از آنجا که بعضی فشارهای رویت شده در سیستم‌های تهویه هوا بسیار کوچک هستند، لوله U شکل برای بهبود توانایی خواندن چنین تفاوت‌های کوچکی در سطوح آب اصلاح شده است. در این اصلاح یک انتهای لوله با ذخیره‌ای از یک مایع و انتهای دیگر با یک لوله مورب جایگزین شده است. این وسیله را مانومتر مورب می‌نامند.
با در نظر گرفتن این که شیب لوله 10:1 است، فشار وارد به ذخیره مایع باعث حرکت آن ده برابر بالاتر در لوله مورب شده تا به تفاوت سطح مایع بین لوله و ذخیره مایع برسد. این کار باعث می‌شود تفاوت فشار با دقت بیشتری خوانده شود. برای مثال، فشار آب 0.5 اینچ (12.7 میلیمتر) وارد به ذخیره مایع باعث بالا رفتن مایع به میزان 5 اینچ (127 میلیمتر) در لوله مورب می‌شود. دیگر ابزاری که برای اندازه‌گیری فشار در رابطه با فن‌ها به کار می‌رود مانومتر برقی و فشارسنج مکانیکی است (مبحث آموزش هواساز).
مقدار کل فشاری که توسط فن تولید می‌شود دو قسمت دارد: فشار دینامیک (فشار سرعت) و فشار استاتیک. فشار دینامیک به علت ایجاد گشتاور هوا در عبور محوری آن درون داکت است در حالی که فشار استاتیک به علت فشار رو به بیرون و قائم به دیواره‌های کانال است. فشار کل برابر مجموع فشار دینامیک و استاتیک می‌باشد (مبحث آموزش هواساز).
به طور مثال، فرض کنید یک فن به قطعه کانالی مستقیم متصل است که در سمت باز آن دمپر قرار دارد. برای رویت جریان هوا، یک بادنمای مفصلی در بالای کانال به صورت معلق قرار دارد.
در این حالت که فن در حال فعالیت و دمپر کاملاً باز است، هوا بدون مانع درون داکت حرکت می‌کند. اثر حرکت هوا باعث چرخش بادنما در جهت جریان هوا می‌شود. فشار وارد بر بادنما در اثر سرعت جریان هوا در مسیر حرکت در کانال است و نه فشار استاتیک روی دیواره‌های کانال. در این وضعیت، فشار رو به بیرون یا استاتیک وارد بر دیواره‌های کانال قابل‌چشم‌پوشی است. تقریباً تمام انرژی قابل‌استفاده فن به فشار دینامیک تبدیل می‌شود (مبحث آموزش هواساز).
نیمه‌بسته کردن دمپر مقاومت در برابر جریان هوا را افزایش می‌دهد. فن فشار کافی برای غلبه بر این مقاومت را تولید می‌نماید (افت فشار استاتیک)، اما این اتفاق به قیمت کاهش فشار دینامیک رخ می‌دهد. بخشی از انرژی قابل‌استفاده فن حالا به تولید فشار استاتیک کافی برای غلبه بر مقاومت دمپر اختصاص داده می‌شود. این ساختار فشار استاتیک، باعث کاهش سرعت هوا (فشار دینامیک) و در نتیجه کاهش در جریان هوای منتقل شده توسط فن می‌شود. توجه کنید که بادنمای معلق به سمت وضعیتی قائم‌تر حرکت می‌کند. فشار دینامیک کاهش‌یافته در جهت بادنما باعث حرکت آن به وضعیتی خنثی تر می‌شود.
در نهایت، هنگامی که دمپر به طور کامل بسته شود، جریان هوا متوقف شده و هیچ فشار دینامیکی در کانال وجود ندارد. حال تمام انرژی قابل‌استفاده فن تبدیل به فشار استاتیک می‌شود. فشار وارد بر پشت بدنه بادنما معادل فشار وارد بر سمت جلوی آن شده و در حالت خنثی قرار می‌گیرد.
هر دو فشار استاتیک و دینامیک را می‌توان با استفاده از مانومتر مورب تعیین کرد. فشار استاتیک مستقیماً با وارد کردن یک لوله از طریق دیواره کانال در حالی که انتهای باز آن عمود بر حرکت هواست اندازه گرفته می‌شود. در این وضعیت، تنها فشار رو به بیرون یا استاتیک در کانال قابل‌تشخیص است.
لوله بازرسی دیگری را می‌توان در حالی که انتهای باز آن در جهت جریان هواست داخل کانال قرار داد. این میله فشار کل، یعنی مجموع فشار استاتیک و دینامیک را تشخیص می‌دهد. در نتیجه، فشار استاتیک را می‌توان مستقیماً خوانش کرد، در حالی که فشار دینامیک از تفریق فشار استاتیک از فشار کل به دست می‌آید. یک روش جایگزین، متصل کردن انتهای باز این مانومتر به سیستم کانال برای اندازه‌گیری فشار استاتیک است. در این وضعیت که یک انتها فشار کل و انتهای دیگر فشار استاتیک را می‌سنجد، تفاضل خوانده شده از روی درجه مانومتر معادل فشار دینامیک خواهد بود.
درود
مقاله عالی برای درک کردن مفهوم دو فشار استاتیک و دینامیک .
سپاس