فن صنعتی یا هواکش صنعتی نوعی توربو ماشین است که به وسیله تیغه های خود به هوا انرژی داده آن را به جریان در می‌آورد. ظرفیت انواع فن صنعتی در سیستم آحاد آمریکایی بر حسب فوت مکعب بر دقیقه (cfm) و در سیستم آحاد بین المللی بر حسب متر مکعب بر ساعت (m/h) یا لیتر بر ثانیه (L/s)، اندازه‌گیری می شود. فن چنان انتخاب می‌شود که بتواند مقدار هوای مورد نیاز را با فشار کار لازم به سراسر سیستم توزیع ارسال کند. هر افزایشی در فشار کار فن، از ظرفیت آن می کاهد. افزایش دبی فن موجب کاهش فشار کار آن می‌شود. با افزایش دبی فن، قدرت مورد نیاز آن نیز فزونی می یابد.
فشار کار فن عبارت است از حاصل جمع مقاومت های اصطکاکی در سر راه جریان هوا در دریچه ورودی، کویل ها، فیلترها، هواشوی، کانال و غیره. بدیهی است که هر افزایش مقاومت، مثل کثیف شدن فیلترها و کویل ها، با وجود هرگونه مانعی بر سر راه جریان هوا، موجب کاهش جریان می‌شود.
هر کاهش عمده فشار کار فن منجر به افزایش بیش از حد جریان هوا شده و ممکن است باعث شود که موتور تحت اضافه بار کار کند. انتخاب درست و نصب مناسب فن صنعتی باعث می شود که هزینه های ناشی از تعمیرات و نگهداری فن صنعتی کاهش یابد. در طرح بعضی از فنها محافظت های لازم در برای اضافه بار منظور می‌شوند، اما در بسیاری دیگر چنین نیست. چنانچه سیستم بدون فیلتر، با درهای باز و بدون دریچه های خروجی کار کند، به موتور بار اضافی تحمیل می‌شود. هرگاه لازم آید که فن تحت چنین شرایطی کار کند، باید موتور مرتباً وارسی شود که بیش از حد گرم نشده باشد.
انواع هواکش صنعتی
انواع هواکش صنعتی به طور کلی در دو دسته کلی طبقه بندی می شوند؛ هواکش صنعتی سانتریوفوژ یا جریان شعاعی و هواکش صنعتی جریان محوری.
انواع فن سانتریفوژ (Centrifugal)
تشکیل شده است از یک محود گردنده با تعدادی تیغه شعاعی که در داخل محفظه های حلزونی قرار گرفته اند. هوا در جهت محور فن وارد و در جهت عمود بر محور خارج می شود. این فن ها برحسب انحنای تیغه ها به سه دسته تقسیم می شوند.
فن فوروارد با تیغه های خم جلو (Forward-Curved Blades)
در این نوع فن انحناء تیغه‌ها در جهت چرخش محور است، به طوری که در منحنی مشخصه این نوع فن دیده می‌شود، فشار استاتیک فن با افزایش دهش فن تا میزان ۲۰% ظرفیت آن، کاهش یافته و سپس با افزایش دهش تا میزان ۴۰% ظرفیت فن، افزایش مییابد. از این نقطه به بعد با افزایش دبی هوا، فشار استاتیک فن به شدت افت می‌کند. همچنین با افزایش دبی هوا، قدرت فزونی خواهد یافت. دهش فن به وسیله دمپر تنظیم می‌شود.
فن بکوارد با تیغه های خم عقب (Backward-Curved Blades)
در این نوع فن انحناء تیغه‌ها به سمت عقب یعنی خلاف جهت چرخش محور است. با نگاهی به منحنی مشخصه این نوع فن درمی‌یابیم که فشار استاتیک با افزایش دهش هوا تا میزان ۲۰٪ ظرفیت فن افزایش یافته و سپس با افزایش دهش، نقصان می یابد. قدرت نیز با افزایش دبی تا میزان ۶۵% ظرفیت فن، فزونی یافته و از آن به بعد روبه نقصان می‌گذارد. بنابراین موتور فن هیچ‌گاه تحت اضافه بار قرار نخواهد گرفت و لذا این نوع فن در بین انواع فن سانتریفوژ از همه کم صداتر است.
فن شعاعی یا رادیال (Radial)
در این نوع فن تیغه‌ها دارای انحناء نیستند. از منحنی مشخصه این فن چنین برمی‌آید که همزمان با افزایش دهش هوا قدرت متناسبأ فزونی مییابد. از این رو همچنان که میزان هوای خروجی از فن افزایش یافته به ۱۰۰% نزدیک می‌شود، امکان قرار گرفتن موتور تحت اضافه بار وجود دارد و فنی که تحت اضافه بار کار کند، سروصدا خواهد داشت.
اصولاً فن های رادیال از نظر خصوصیات، چیزی بین دو نوع قبلی هستند و به دلیل نداشتن ویژگی‌های دلخواه، به ندرت در تأسیسات تهویه مطبوع به کار می‌روند.
فن های جریان محوری (Axial Flow Fans)
این فن ها که هوا را به موازات محور خود جریان می‌دهند بر چند نوع‌اند:
نوع پروانه ای (Propeller)
این نوع فن در مواردی که برای تهویه یا تخلیه هوای یک محل از سیستم کانال استفاده نشود و مقاومت در سر راه جریان هوا کم باشد (فشار استاتیک حداکثر برابر ۵% اینچ آب) مورد استفاده قرار می‌گیرد و محل نصب فن صنعتی آن روی پنجره یا سوراخ دیوار است. پنکه‌های معمولی نیز نوعی از همین فن می‌باشند. فن های موتورخانه معمولا از این نوع می باشند.
انواع فن نوع پره محوری (Vaneaxial Fan)
این نوع فن که در داخل یک لوله قرار گرفته است، علاوه بر پره‌های متحرک، پره‌های هادی ثابتی در ورودی یا خروجی خود دارد که کارشان جهت دادن به هواست. اگر پره‌ها در ورودی فن (قبل از پره‌های متحرک) نصب شوند، وظیفه آنها این است که هوا را به جهتی هدایت کنند که زاویه برخورد هوا با پره‌های متحرک صفر شود. قرار گرفتن پره‌های هادی در این موقعیت مانع آشفتگی جریان هوا که باعث افت کارایی فن می‌گردد، خواهد شد. اگر پره‌های هادی در خروجی فن (بعد از پره‌های متحرک) نصب شوند، کار آنها فراهم کردن موجبات خروج بدون چرخش هوا از فن است. انرژی که در فنهای بدون پره هادی به هدر می‌رود، در این نوع فن صرف اقزایش فشار هوا می شود.
نوع پروانه در لوله (Tube axial Fan)
این یک نوع فن جریان محوری معمولی است که در داخل یک لوله قرار گرفته ولی فاقد پره های هادی است. تیغه‌های آن ممکن است تخت یا دارای انحنا باشند.
کاربرد فن های جریان محوری
در تأسیساتی که مقدار هوای جریانی توسط فن زیاد بوده و ضمناً افزونی صدا از اهمیت چندانی برخوردار نیست، فن های جریان محوری بر سانتریفوژ برتری دارند. لذا فن های جریان محوری اغلب در تأسیسات تهویه صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کاربرد انواع فن های سانتریفوژ
این فن ها به دلیل کارکرد کم صدا و کارایی عملیاتی کافی در فشارهای زیاد، در بیشتر تأسیسات تهویه مورد استفاده قرار می گیرند. جریان هوا در این فن ها برحسب مقتضات توزیع هوا به سادگی توسط وسایل کنترل، قابل تنظیم است. این فن ها ممکن است به طور مستقیم یا توسط پولی و تسمه به موتور اتصال یابند.
اما در بین انواع فن های سانتریفوژ، تیغه های هم عقب، از بازدهی بیشتری برخوردار است. اما با تیغه هم اندازه، فن یا تیغه های خم جلو در فشار کمتر، دهش بیشتری دارد. برعکس، فن با تیغه های خم عقب مقدار هوای کمتری با فشار بیشتر تحویل می دهد. لذا در مواردی که مقدار هوادهی اهمیت بیشتری دارد از فن های سانتریفوژ با تیغه های خم جلو و در جایی که فن باید مقاومت اجزاء سیستم کانال را جوابگو باشید، از فن با تیغه های خم عقب استفاده می شود.
چون تعداد تیغه های در فن با تیغه های خم جلو نسبتاً زیاد و تمیز کردن ان دشوار استف مواردی که هوا دارای آلودگی هایی مثل روغن و گردوغبار باشد، استفاده از فن با تیغه های خم عقب بهتر است.
با زدن با تیغه‌های خم جلو در دور کمتری نسبت به نوع خم عقب چرخش می‌کند. لذا برای افزایش دوام محور معمولاً در دماهای بالاتر از فن های سانتریفوژ با تیغه‌های خم جلو استفاده می‌شود.
فن های با تیغه شعاعی (رادیال) در مقابل نیروی گریز از مرکز مقاومت زیادی دارند. به همین دلیل در مواردی که فشار بالا باشد به کار می‌روند.
وسایل کنترل دبی حجمی انواع فن
برای تغییر میزان دبی فن چندین وسیله وجود دارند. کنترل یا تنظیم این وسایل ممکن است خودکار یا دستی باشد. متداول ترین وسایل عبارت اند از: دمپرهای خروجی (Outlet Dampers)، پره های متغیر ورودی (Variable Inlet Vanes) و محرک های سرعت متغیر (Variable Speed Drives)، استفاده کننده باید به اقتضای کاربرد و براساس تحلیل هزینه های اولیه و عملیاتی، بهترین وسیله را انتخاب کند. دمپرها از نظر هزینه عملیاتی غیر اقتصادی ترین، محرک های سرعت متغیر اقتصادی ترین و پره های متغیر ورودی جایی بین این دو هستند. در مورد هزینه اولیه موضوع برعکس است؛ یعنی دمپر ارزان ترین و محرک های سرعت متغیر گران ترین وسایل اند.