دنیای تهویه هوا

تهویه به معنی تبادل قابل‌کنترل هوای داخلی است که شامل حذف هوای راکد و فراهم‌کردن هوای تازه و طبیعی به محوطه است.
گردوخاک خانه، دود تنباکو، مایت‌ها (هیره)، حیوانات خانگی، وسایل الکترونیکی مصرفی، بنزین، مواد استفاده شده در روکاری منزل و کربن‌دی‌اکسید تنها چندین عامل آلودگی هوای داخل هستند.
عدم وجود تهویه مناسب می‌تواند موجب امراض حساسیتی و آسم، گسترش عفونت، تضعیف سیستم ایمنی، بوی بد و قارچ در اتاق شود.
تهویه هوای داخلی باکیفیت تنها راه‌حلی است که می‌تواند از این عوامل آسیب‌زننده که اشاره شد جلوگیری کند. تهویه کارآمد توسط عوامل و تجهیزات متعددی که باعث ایجاد تهویه هوای مکانیکی کارا در انواع مختلف سیستم‌های تهویه می‌شوند تضمین می‌شود. هدف سیستم‌های تهویه ایجاد محیطی مناسب با انسان است که متناسب با هنجارهای ساخت و تولید و همچنین ملزومات وابسته به معماری و فضا است.تهویه برای حفظ کیفیت ابتدایی محیط سالم و آب‌وهوای داخلی خوشایند برای سلامت انسان طراحی شده است.
میزان اکسیژن به کربن‌دی‌اکسید. ما اکسیژن را تنفس و کربن‌دی‌اکسید را به بیرون می‌دمیم. در محیط بسته، به‌آرامی میزان اکسیژن هوا کم و میزان کربن‌دی‌اکسید زیاد می‌شود. عدم تهویه هوا باعث ایجاد حس ایستایی و راکد بودن هوا می‌شود. برای فعالیت زیستی سالم باید میزان اکسیژن هوای اطراف 21 % درصد باشد. برای حفظ میزان اکسیژن در این سطح هوای محیط باید حداقل ساعتی یک بار عوض شود. در بعضی موارد کاربردی خاص ممکن است حتی نیاز به نرخ تعویض هوای بالاتری باشد.
حداکثر میزان مجاز مواد زیان‌آور موجود در هوا. انسان روزانه 20 متر مکعب هوا را تنفس می‌کند. هوای طبیعی مملو از ازون، یون‌ها و فیتوسیت‌ها است که مناسب‌ترین محیط برای سلامت انسان است. غلظت بالای گرد و خاک، دود، تنباکو و مواد مضر دیگر نه تنها مضر است بلکه ممکن است منجر به انواع امراض مزمن شود.
بو. عدم وجود گردش هوای متعادل در اتاق، باعث تجمع بوی ماندگار می‌شود که ناراحتی ایجاد کرده، حساسیت ایجاد ‌کرده و اعصاب را نیز تحریک می‌کند.
رطوبت هوا. عدم تعادل رطوبت داخل خانه باعث ایجاد احساس ناراحتی شده و بیماری‌های انسدادی مزمن راه هوایی و پوست را تشدید می‌کند. بسته به فصل و دما، میزان رطوبت نیز اثرات منفی بر تجهیزات و وسایل داخل خانه دارد. به‌عنوان‌مثال در زمستان که هوا خشک است برخی از وسایل چوبی ممکن است خشک شوند و هوای مرطوب باعث تورم و انبساط وسایل چوبی شده و نیز باعث تشکیل کپک شود.
دمای هوا. بهترین دما برای سلامت انسان بین ۲۱ تا ۲۳ درجه سانتی‌گراد است. هر گونه نوسانات دما یا انحراف قابل‌توجه از این بازه دمایی بر سلامت، فعالیت بدنی و ذهنی انسان تأثیر می‌گذارد و باعث ایجاد سردرد می‌شود.
جریان هوا. جریان غیرقابل‌کنترل و تنظیم نشده هوا باعث ایجاد جریان هوای نامتعارف یا کمبود اکسیژن می‌شود. چنین محیط‌هایی باعث تحریک بیماری‌های تنفسی، خستگی سریع، فشارخون ناموزون و غیره می‌شود.
چینش سیستم تهویه
چینش یک سیستم تهویه کارآمد مستلزم توانایی تمایز بین انواع مختلف سیستم تهویه و کاربرد آنها و همچنین انتخاب صحیح تجهیزاتی است که با نیاز و الزامات را برآورده سازند.
سیستم‌های تهویه بر اساس پارامترهای زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
نوع جریان هوا:
-تهویه طبیعی (گرانشی): در سیستم‌های گرانشی، هوا به دلیل چگالی هوای داخلی و خارجی و اختلاف دما بدون کمک تجهیزات الکتریکی (پنکه، موتور الکتریکی) جابه‌جا می‌شود.
-تهویه مصنوعی (مکانیکی): در سیستم‌های مکانیکی، هوا توسط تجهیزات و وسایل الکتریکی و مکانیکی (پنکه‌ها، موتورهای الکتریکی، فیلترها، هیترهای هوا) جابه‌جا می‌شود که باعث حرکت، پاک‌سازی، گرمایش یا سرمایش هوا می‌شود.
هدف:
– تهویه تأمین هوا: هوا فراهم می‌کند و معمولاً فیلتر و گرمایش یا سرمایش را نیز انجام می‌دهد.
-تهویه خروجی: باعث حذف هوای کهنه از اتاق می‌شود.
-واحد جابه‌جایی هوا با بازیابی حرارت: سیستم تهویه قابل‌کنترل کارآمدی است. از انرژی حرارتی هوا برای گرم‌کردن یا خنک‌کردن هوای تازه ورودی استفاده می‌شود.
تنظیم تبادل هوا:
– تهویه موضعی (مربوط به محل خاص): برای تأمین یا خروج هوا از محل محدود و خاص دارای غلظت زیاد مواد مضر، بو و غیره طراحی شده است.
-تهویه مبادله‌ای عمومی: برای تهویه ورودی یا خروجی در یک محل طراحی شده است.

طراحی:
-تهویه سرهمی: سیستم تهویه کامل با طراحی حرفه‌ای که از قطعات جانبی مختلف تهویه مونتاژ شده است.
-تهویه تک‌قطعه‌ای (مونوبلوک): سیستم‌های تهویه تأمین، یا تأمین و خروجی که از اجزای جداگانه‌ای تشکیل شده‌اند که در داخل یک محفظه نسبتاً کوچک عایق سروصدا قرار گرفته‌اند و واحدهای تهویه آماده استفاده هستند.
انتخاب تجهیزات موردنیاز برای تهویه قدم بعدی در چینش یک سیستم تهویه است که این امر بر اساس پارامترهای اساسی فنی زیر است:
-نرخ شارش حجمی هوا‌ [M3/h].
-فشار عملی [Pa] و سرعت هوا در داخل مجرای هوا. [m/s]
-میزان سروصدای مجاز [dB(A)] .
-قدرت بخاری‌برقی (هیتر) [kW].
مشخصات فنی درجه‌بندی‌شده پایه برای انتخاب تجهیزات برای سیستم تهویه.
نرخ شارش حجمی هوا‌ [M3/h].
نرخ شارش حجمی هوا‌، حجم موردنیاز استخراج یا تأمین هوا است. این امر با غلظت مواد مضر و بو، تعداد افراد، رطوبت و گرمای اضافی در اتاق تعیین می‌شود. هر اتاق نیاز به محاسبه جداگانه هوای تهویه شده بر اساس تحقیقات قبلی یا بر اساس نرخ تبادل هوا دارد.
محاسبه نرخ شارش حجمی هوا‌ بر اساس نرخ تبادل هوا
نرخ تبادل هوا به طور تجربی برای محیط‌های نسبتاً غیرآلوده پیدا می‌شود که به‌صورت زیر است:

حجم اتاق، در متر مکعب

 حداقل نرخ تبادل هوا 1/h، جدول 3 نرخ تبادل هوا را ببینید.

• چگونه حجم اتاق را تعیین کنیم؟

حجم کلی را بر حسب m³ با فرمول زیر محاسبه کنید:

طول x عرض x ارتفاع = حجم یک محل m³

مثال: اتاق دارای 10 متر طول، 6 متر عرض و 3.5 متر ارتفاع است. برای محاسبه حجم هوای مورد نیاز برای تهویه این اتاق ابتدا باید حجم اتاق را که مساوی: است را محاسبه کنید. پس از آن با استفاده از جدول نرخ تبادل هوای پیشنهادی زیر، ظرفیت هوای مورد نیاز فن را تعیین کنید.

• محاسبه نرخ شارش حجمی هوا‌ بر حسب تعداد افراد (استانداردهای 1946DIN ، بخش 2)

در مناطقی که منابع آلودگی اضافی دارند (مثلاً دود تنباکو)، نرخ شارش حجمی هوا‌ برای هر نفر باید   20 به ازای هر نفر افزایش یابد.

= نرخ شارش حجمی هوا برای هر نفر

P: تعداد افراد در اتاق

-20-25 مترمکعب در ساعت برای هر فرد با فعالیت بدنی کم

-45 متر مکعب در ساعت برای هر فرد با فعالیت بدنی سبک

60-  متر مکعب در ساعت برای هر فرد با فعالیت بدنی سنگین

جدول 1. نرخ شارش حجمی هوا برای هر نفر بسته به نوع محل (1946 DIN ، بخش 2)

نوع محل	برای هر فرد
سالن سخنرانی	30
دفتر بزرگ	60
نمایشگاه	30
سالن جشنواره	30
کافه	40
اتاق درس	30
سالن سینما	30
اتاق تفریح (در محل تولید)	30
اتاق تفریح (در درمانگاه)	30
اتاق‌های هتل	40
سالن‌های کنفرانس	20
موزه	30
دفتر کوچک	40
ناهارخوری	30
سالن کنسرت، تئاتر	20
سالن تجارت	20
سالن ورزشی با تماشاگر	30
سالن مطالعه	20

• محاسبه نرخ شارش حجمی هوا بر اساس حداکثر غلظت مجاز مواد مضر در هوا

K: مقدار آلاینده در ساعت

حداکثر غلظت مجاز آلاینده بر حسب میلی گرم بر متر مکعب. به جدول 2 مراجعه کنید.

غلظت آلودگی در هوای تامین شده بر حسب میلی گرم بر متر مکعب (هوای پاک تامین شده  k_a=0).

جدول 2. حداکثر غلظت مجاز برخی از مواد

مواد
اسید نیتریک	10	25
آمونیاک	30	35
آنیلین	2	8
گردوغبار آزبست	–	2
استون	1000	2400
بوتان	1000	2350
هیدرازین	0.1	0.13
لودین	0.1	1
متانول	200	260
نیکوتین	0.07	0.5
ازن	0..1	0.2
اکسید روی	–	5
پی‌وی‌سی	3	8
پروپان	1000	1800
جیوه	0.01	0.1
سرب	–	0.1
فرمالدئید	0.1	1.2
Chionine	0.5	1.5
کرومات‌ها	–	0.1
CO	30	33
CO2	5000	9000
HCL	5	7
NO2	5	9
SO2 (H2SO4)	2(-)	5(1)

• جریان حجمی هوا موردنیاز برای حذف رطوبت اضافی

 D: انتشار رطوبت [g/h]

میزان رطوبت در هوای خروجی [ کیلوگرم /آبg ]

میزان رطوبت در هوای ورودی [ کیلوگرم /آبg ]

p: چگالی هوا [kg/m³] (در دمای 20 درجه سانتی گراد، kg/m³ p= 1.205).

• جریان حجمی هوا موردنیاز برای حذف گرمای اضافی

  انتشار گرما در اتاق [کیلو وات]

  دمای اتاق [°C]

  دمای هوای ورودی [°C]

  چگالی هوا [kg/m³] (در دمای 20 درجه سانتی گراد، kg/m³ p= 1.205).

ظرفیت گرمایی هوا ](kJ/kg* K) در 20 درجه سانتیگراد، Cp=1,005 kJ/kg* K 

جدول 3، نرخ مبادله هوا:

• فشار عملیاتی [Pa] و سرعت هوا در داخل کانال هوا [m,s].

فشار عملیاتی و سرعت هوا بر اساس شکل هندسی طراحی شده کانال هوا محاسبه می‌شود. این شکل هندسی بعداً به‌عنوان شبکه توزیع هوای سیستم تهویه عمل خواهد کرد. فشار موردنیاز برای سیستم‌های مختلف تهویه توسط فن تولید می‌شود و بر اساس قطر و طول اجزای سیستم، تعداد خم و کاهنده‌ها و همچنین نوع دستگاه‌های توزیع هوا محاسبه می‌شود. هر چه سیستم‌ها از عناصر بیشتری تشکیل شده باشد، شبکه توزیع طولانی‌تر خواهد بود و هرچه خمش‌ها و کاهنده‌های بیشتری وجود داشته باشد فشار موردنیاز فن نیز بیشتر می‌شود. سرعت هوا به قطر کانال هوا نیز بستگی دارد. فشار استاتیک ایجاد شده توسط یک فن، حرکت هوا را در سیستمی که مقداری مقاومت هوا دارد تعیین می‌کند. قطر زیاد کانال هوا و سرعت بالای هوا باعث افزایش مقاومت هوا شده و افت فشار را باعث می‌شود. هنگام انتخاب تجهیزات تهویه باید این عوامل را در نظر گرفت.

• سرعت هوای توصیه شده در کانال‌های هوا:

• محاسبه سرعت هوا در کانال‌های هوا:

جریان حجمی هوا [m³/h]

 سطح مقطع مجرای هوا، مترمربع

مقاومت هوای عناصر دارای شکل در شبکه

سرعت هوا در بخش D1,V, [m/s]

سرعت هوا در بخش D1,V, [m/s]

نمودار کاهش فشار به‌ازای هر 1 متر افزایش مجرای هوا

• قدرت بخاری‌برقی [کیلووات].

گرمکن هوا در سیستم تهویه ورودی برای گرم‌کردن هوای ورودی در فصول سرد استفاده می‌شود. قدرت بخاری‌برقی بر اساس ظرفیت سیستم تهویه، دمای موردنیاز هوای ورودی و حداقل دمای بیرون محاسبه می‌شود. دمای هوای ورودی نباید کمتر از 18 درجه سانتی گراد باشد. قدرت بخاری برقی به صورت زیر محاسبه می‌شود:

جریان حجمی هوا [m³/h]

جریان حجمی هوا [m³/h]

  دمای بیرون [°C]

چگالی هوا [kg/m³] (در دمای 20 درجه سانتی گراد، kg/m³ p= 1.205).

 ظرفیت گرمایی هوا ](kJ/kg* K) در 20 درجه سانتیگراد، Cp=1,005 kJ/kg* K 

حداقل دمای هوای بیرون به منطقه آب‌وهوایی بستگی دارد و به‌عنوان میانگین دمای سردترین دوره پنج‌روزه در سردترین ماه در ساعت یک بامداد محاسبه می‌شود.

هنگام انتخاب بخاری‌برقی برخی از محدودیت‌ها را در نظر بگیرید:

• ولتاژ تک‌فاز (220 ولت) یا سه فاز (380 ولت). اگر قدرت بخاری برقی بالای 5 کیلو وات باشد نیاز به ولتاژ سه فاز دارد، در هر صورت ولتاژ 3 فاز ترجیح داده می شود زیرا جریان عملیاتی کمتری دارد.
• حداکثر جریان مجاز. جریان مصرفی بخاری‌برقی به‌صورت زیر محاسبه می‌شود:

1: حداکثر جریان مجاز [A]

P: قدرت بخاری‌برقی [W];

U: ولتاژ برق [V]

حداکثر دمای هوای ورودی با بخاری‌برقی به‌صورت زیر محاسبه می‌شود:

 جریان حجمی هوا [m³/h]

 چگالی هوا [kg/m³] (در دمای 20 درجه سانتی گراد، kg/m³ p= 1.205).

 ظرفیت گرمایی هوا ](kJ/kg* K) در 20 درجه سانتیگراد، Cp=1,005 kJ/kg* K 

 قدرت بخاری‌برقی [KW]

• آب‌گرم‌کن برای گرم‌کردن هوا در سیستم‌های تهویه کانالی طراحی شده است. بخاری مستقیماً در کانال هوا نصب می‌شود. از آب همراه با ترکیبات مقاوم در برابر یخ‌زدگی به‌عنوان حامل گرما استفاده می‌شود.

1. 1. حداقل سرعت هوای مورد نیاز را فراهم کنید
2. 2. حفاظت در مقابل دمای هوا و برگشت آب ایجاد کنید
3. در صورت فعال شدن حفاظت، قابلیت خاموش کردن فن، بسته کردن هوا و باز کردن تعدیل کننده تنظیم کننده را فراهم کنید.

• میزان سروصدای مجاز [dB(A)]

خود فن منبع اصلی سروصدا است. سرعت جریان هوا نیز بر میزان سروصدا در سیستم تهویه تأثیر می‌گذارد. صدای تولید شده توسط فن‌ها و اجزای سیستم تهویه در امتداد کانال‌های هوا پخش می‌شود و از طریق دستگاه‌های توزیع هوا به داخل اتاق‌ها رخنه می‌کند. میزان سروصدای تولید شده را می‌توان با انتخاب یک مدل بی‌صدا از بین دیگر مدل‌ها با پارامترهای فنی مشابه یا با نصب صداخفه‌کن کم کرد. سیستم‌های تهویه باتوجه‌به محاسبات صوتی طراحی شده‌اند که هدف آن به شرح زیر است:

• تعیین گستره فرکانس اکتاو در نقاط مشخص شده.
• تعیین میزان کاهش موردنیاز گستره فرکانس اکتاو با استفاده از همبستگی با مقادیر مجاز بر اساس هنجارهای عملیاتی.

جدول 4. میزان سر و صدا بسته به منبع سر و صدا

انواع فن

فن وسیله‌ای مکانیکی است که برای جابه‌جایی هوا در امتداد کانال‌های تهویه هوا طراحی شده است.

• بر اساس طراحی و کارکرد، فن‌ها به شرح زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
• فن‌های محوری
• فن‌های جریان مخلوط (گریزازمرکز و محوری)
• گریزازمرکز (شعاعی)
• مماسی (قطری)
• یک فن محوریشامل چرخی است که از پره‌های دارای انتهای آزاد (پرانه) ساخته شده است که با زاویه‌ای متناسب به سطح چرخش روی توپی ثابت می‌شوند. چرخ در یک محفظه استوانه‌ای قرار دارد. پروانه معمولاً مستقیماً روی محور موتور الکتریکی قرار می‌گیرد.

هنگامی که پروانه به حرکت درمی‌آید، هوا بین تیغه‌ها محبوس شده و به‌صورت محوری حرکت می‌کند؛ تقریباً هیچ هوایی به‌صورت شعاعی حرکت نمی‌کند. فن‌های محوری در مقایسه با فن‌های شعاعی و قطری کارایی بالایی دارند. چنین فن‌هایی معمولاً برای انتقال حجم هوای زیاد در سیستم با مقاومت هوای کم استفاده می‌شوند.

این فن‌ها برای تأمین هوا و خروجی هوا از دهانه‌های آزاد یا مونتاژ شده با کانال‌های هوا که به‌صورت افقی گذاشته شده‌اند، حداکثر 3 متر با مقاومت کم هوا دارند استفاده می شوند.

• فن‌های جریان مخلوط (گریزازمرکز و محوری)

 فن‌های جریان مخلوط برای جابه‌جایی  هوا با فشار بالا در امتداد محور موتور طراحی شده‌اند. هوا توسط توربین حرکت می‌کند نه توسط پروانه. هر توربین به‌صورت جداگانه روی محور موتور الکتریکی متعادل می‌شود. این امر باعث سطح صدای بسیار کمتری نسبت به فن‌های محوری یا گریزازمرکز می‌شود‌. فن‌های جریان مختلط به طور گسترده‌ای در سیستم‌های تهویه ترکیب شده با کانال‌های هوای گرد برای تأمین هوا و خروجی هوا در کانال‌های کشیده در مقیاس بزرگ با مقاومت هوای بالا در شبکه استفاده می‌شود. این فن‌ها برای نصب مستقیم بر روی کانال‌های هوای خروجی مناسب هستند.

• فن‌های گریزازمرکزاز یک پروانه پره‌ای تشکیل شده است که در داخل یک محفظه مارپیچی قرار دارد. پروانه یک استوانه توخالی با تیغه‌های  سوار شده روی آن است که به‌صورت محیطی با دیسک ثابت می‌شوند. توپی در مرکز دیسک‌ها برای تثبیت پروانه روی شفت طراحی شده است.

هنگامی که پروانه به حرکت درمی‌آید، هوا در مجرای هوای بین پره‌های آن محبوس می‌شود و به‌صورت شعاعی به سمت حاشیه پروانه حرکت می‌کند و تحت‌فشار قرار می‌گیرد. نیروی گریزازمرکز، هوا را به داخل محفظه مارپیچی و به سمت دریچه تأمین می‌راند. بسته به منطقه مورد کاربرد فن، پره‌های آن یا دارای منحنی روبه‌جلو یا عقب هستند.

تعداد پره‌ها بسته به نوع فن و کاربرد آن متفاوت است. فن‌های گریزازمرکز با پره‌های خمیده به عقب تا 20 درصد مصرف انرژی الکتریکی کمتری دارند. قابلیت اضافه بار بالا مزیت مهم دیگری نیز در این نوع فن است.

قطر پروانه کوچک‌تر، اندازه فن جمع‌وجور و متناسب، سرعت چرخش کمتر و سروصدای کم از مزایای فن‌های شعاعی با پره‌های منحنی روبه‌جلو است. ظرفیت هوا و فشار ویژگی‌های مشابه فن‌هایی با پره‌های خمیده به عقب است.

فن‌های سانتریفیوژی برای تأمین و خروج هوا در سیستم‌های تهویه با کانال‌های هوای کشیده و با مقاومت هوای بالا در سیستم استفاده می‌شوند.

• فن‌های مماسیاز یک پروانه استوانه‌ای با پره‌های خمیده به جلو تشکیل شده است. محفظه فن مجهز به قسمت نری در سمت ورودی و یک دیفیوزر در سمت خروجی است. فن‌های جریان مماسی در مقایسه با انواع دیگر فن‌ها مقاومت هوای بالاتر دارند و به‌ویژه آنها یک جریان هوای گسترده یکنواخت را ایجاد می‌کنند. مونتاژ آسان بدون نیاز به فضای زیاد امکان استفاده گسترده و تهویه را در طیف وسیعی از موارد فراهم می‌کند. این مدل‌های فن به‌ندرت در سیستم‌های تهویه استفاده می‌شوند. بااین‌حال، آنها در واحدهای مختلف تهویه و تهویه‌مطبوع مونتاژ شده از جمله فن‌های مارپیچی، واحدهای داخلی سیستم‌های جدا، پرده‌های هوایی و غیره بسیار محبوب هستند.
• باتوجه‌به تغییرات در کاربرد، فن‌ها به موارد زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
• فن‌های چند پورتی
• فن‌های کانالی.
• پنکه‌های سقفی.
• فن‌های چند پورتی، فن‌های خروجی گریزازمرکز با بدنه طراحی شده به‌صورت ویژه هستند که دارای چندین نقطه اتصال برای اتصال کانال‌های هوا است و هوا را از مناطق مختلف (مثلاً از کانال هوای تهویه، اتاق یا حتی بخشی از یک محل کوچک) خارج می‌کند.

این فن‌ها راه‌حل ایدئال برای مکان‌هایی هستند که نیاز به خروج هوا از چندین مکان از طریق یک مجرای اصلی هوا است. فن‌های خروجی چند پورت برای بهینه‌سازی چیدمان کانال هوا و به‌حداقل‌رساندن نیاز به اتصالات گران‌قیمت استفاده می‌شوند و همچنین برای اتصال با کانال‌های هوای منعطف نوع انفرادی مناسب هستند.

• فن‌های خطی برای نصب در داخل یک کانال هوای تهویه گرد یا مستطیلی طراحی شده‌اند. این فن‌ها در ترکیب با موتور در یک محفظه روی شفت نصب می‌شوند و نیاز به نصب کانکتورهای لرزش‌گیر دارند. فن‌های چند پورت دارای طراحی محوری، چند پره یا گریزازمرکز، با هر دوتیغه منحنی روبه‌جلو و عقب و  نیز ورودی تکی و یا دو ورودی هستند. بدنه فن‌های خطی ممکن است از پلاستیک مخصوص، فولاد گالوانیزه یا ترکیبی ساخته شده باشد. به دلیل اندازه جمع‌وجور، فن‌های داخلی برای نصب مستقیم در کانال‌های هوا، سیستم‌های تهویه و تهویه‌مطبوع یا معلق در پشت سقف کاذب یا در کابینت‌های عمودی دارای طراحی مخصوص مناسب هستند. این فن برای نصب افقی، عمودی یا شیب‌دار مناسب است. مزایای اصلی فن‌های داخلی اندازه جمع‌وجور و عملکرد بالای آن است.

• فن‌های سقفیمستقیماً روی سقف نصب می‌شوند و دارای پایه مخصوص برای عمر طولانی و مقاومت در برابر آب‌وهوا هستند. به‌خاطر طراحی برای کاربرد در فضای باز و قرارگیری در معرض عوامل جوی باید مقاومت خاصی را در برابر رطوبت و گردوغبار داشته باشند. پنکه‌های سقفی یا از فولاد باکیفیت بالا با پوشش مقاوم در برابر خوردگی اپوکسی یا فولاد گالوانیزه ساخته شده‌اند. فن‌های سقفی دارای تغییرات کلی تهویه و همچنین اصلاحات ویژه مقاومت در برابر حرارت برای کاربردهای در دمای بالا هستند (به‌عنوان‌مثال برای استخراج هوا از دیگ‌های بخار یا شومینه).

موتورهای فن

موتورها با جریان مستقیم یا متناوب تغذیه می‌شوند.

 یک موتور جریان مستقیم توسط یک منبع تغذیه مستقیم تغذیه می‌شود.

یک موتور جریان متناوب توسط یک منبع تغذیه متناوب تغذیه می‌شود.

موتورهای جریان متناوب پرکاربردترین موتورها هستند؛ زیرا شبکه برق پایه در کشور دارای منبع تغذیه متناوب است.

موتورهای جریان متناوب دو نوع دارند:

 موتورهای الکتریکی سنکرون موتورهای جریان متناوب با روتوری هستند که به‌صورت هم‌زمان با میدان مغناطیسی می‌چرخد.

موتورهای الکتریکی آسنکرون موتورهای جریان متناوب با فرکانس میدان مغناطیسی بیش از سرعت چرخش موتور هستند.

امروزه موتورهای الکتریکی آسنکرون کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند.

• الکتروموتورهای آسنکروناز دو جزء اصلی استاتور و روتور تشکیل شده‌اند. استاتور یک جزء موتور ثابت است. در قسمت داخلی استاتور دارای شکاف‌هایی برای قراردادن سیم‌پیچ کابل سه‌فاز است که با جریان سه‌فاز تغذیه می‌شود. روتور قسمت چرخشی موتور است و همچنین دارای شکاف‌هایی برای قراردادن سیم‌پیچ کابل است. روتور و استاتور از صفحات جداگانه پرس شده فولادی الکتروتکنیکی به ضخامت 0.35-0.5 میلی متر مونتاژ می شوند. صفحات جداگانه با یک لایه جلا از یکدیگر عایق بندی می شوند. فاصله هوا بین استاتور و روتور تا حد امکان پایین نگه داشته می شود: 0.3-0.35 میلی متر برای ماشین آلات کم ظرفیت و 1-1.5 برای ماشین آلات قوی تر. بسته به طراحی روتور، موتورهای آسنکرون در اصلاحات اتصال کوتاه و اصلاحات فازی موجود هستند. موتورهای اتصال کوتاه به دلیل طراحی ساده و عملکرد آسان، پرکاربردترین موتورها هستند. سیم پیچ سه فاز استاتور در داخل شکاف ها قرار می گیرد و از تعدادی سیم پیچ به هم پیوسته تشکیل شده است. هر سیم پیچ از یک یا چند پیچ ​​تشکیل شده است که در برابر یکدیگر و در برابر دیواره های شکاف عایق بندی شده اند.

موتور الکتریکی آسنکرون با روتور اتصال کوتاه دارای مزایای زیر است:

• سرعت دائمی در بارهای مختلف.
• مقاومت در برابر اضافه‌بارهای مکانیکی کوتاه‌مدت.
• ساختار آسان.
• راه‌اندازی آسان
• هزینه و راندمان بالاتر در مقایسه با موتورهای الکتریکی با روتور فازی.
• طراحی موتور الکتریکی آسنکرون با روتور خارجی شبیه به موتور الکتریکی آسنکرون استاندارد است.تنها تفاوت در موقعیت روتور است. موتور روتور الکتریکی در داخل سیم‌پیچ استاتور و استاتور با چرخش در مرکز موتور الکتریکی قرار دارد. این پیکربندی اندازه فشرده واحد تهویه را سبب می‌شود. شفت موتور الکتریکی توسط بلبرینگ‌های ثابت در داخل استاتور ثابت و نیز پروانه در محفظه روتور ثابت می‌شود.

چنین طراحی، خنک‌کننده هوای موتور الکتریکی را فراهم می‌کند که آن را برای طیف وسیعی از دما قابل‌استفاده می‌کند. موتورهای الکتریکی با پروانه‌ها مونتاژ می‌شوند و در معرض تعادل استاتیکی و دینامیکی مطابق با DIN ISO 1940 قرار می‌گیرند. موتورها دارای یک محافظت یکپارچه از گرمای بیش از حد با قابلیت راه‌اندازی مجدد خودکار هستند. همه موتورها دارای محدوده سرعت 100٪ قابل کنترل هستند. کنترل سرعت با ترانسفورماتور یا وسایل الکترونیکی انجام می شود. موتورهای ضد انفجار منحصراً توسط ترانسفورماتورها در محدوده 25٪ تا 100٪ محدوده ولتاژ مشخص شده کنترل می شوند. کنترل سرعت با تغییر ولتاژ انجام می شود در حالی که فرکانس در شبکه ثابت می ماند. سرعت موتور الکتریکی به آرامی با کاهش ولتاژ برق کاهش می یابد یا با افزایش ولتاژ برق افزایش می یابد. موتور را می توان با مبدل فرکانس نیز کنترل کرد.

مزایای موتور الکتریکی آسنکرون با روتور خارجی:

• عمر طولانی.
• وزن سبک و ابعاد کلی کوچک.
• مونتاژ و نصب آسان.
• پروانه و موتور الکتریکی تراز شده.
• ظرفیت هوای تنظیم شده
• انرژی مصرفی کم در هنگام راه‌اندازی.

• موتور الکتریکی با موتور ECبا راندمان بالا یک موتور جریان مستقیم سنکرون است که توسط یک واحد کموتینگ الکترونیکی (کنترل‌کننده) هدایت می‌شود. برخلاف موتور استاندارد، به‌عنوان کلکتور یا برس، هیچ اصطکاک و قطعات سایشی ندارد. عملکرد این قطعات با مدار الکترونیکی بدون نیاز به تعمیر کنترلر EC انجام می‌شود.

تکنولوژی EC روشی پیشرفته برای صرفه‌جویی در انرژی و تهویه با کارایی بالا است. انرژی موردنیاز موتورهای EC نسبت به موتورهای استاندارد 50 درصد کمتر است و راندمان آنها به 90 درصد می رسد. ویژگی این موتورهای الکتریکی جدید با عملکرد بالا، میزان سر و صدای کم و محدوده سرعت کل قابل کنترل است. کنترلر EC الکترونیکی برخی از عملکردهای هوشمند دیگر را فعال می کند (به عنوان مثال، کنترل فن با توجه به دما، فشار و سایر پارامترهای اندازه گیری شده).

یک نرم‌افزار منحصربه‌فرد دقت کنترل بالایی را برای فن‌های ادغام شده در یک شبکه تضمین می‌کند. پارامترهای یک فن منفرد ادغام شده در یک شبکه مشترک ممکن است به‌صورت مرکزی تصحیح شود تا با پارامترهای سیستم تهویه مطابقت داشته باشد. تمام پارامترهای سیستم به‌صورت آنلاین در رایانه نمایش داده می‌شوند. این امکان برنامه‌ریزی حالت‌های عملکرد جداگانه هر فن در سیستم را فراهم می‌کند. این فناوری همچنین امکان برنامه‌ریزی تنظیمات سفارشی را برای برآوردن نیازهای فردی مشتری فراهم می‌کند.

مزایای موتورهای EC:

• عملکرد کارآمد در هر سرعت چرخش از فن، از جمله سرعت بسیار پایین.
• انتشار حرارت کم
• ابعاد کلی کوچک واحد به دلیل طراحی روتور خارجی.
• حداکثر سرعت چرخش فن به فرکانس در شبکه بستگی ندارد. این فن برای اتصال به شبکه برق 50 هرتز و 60 هرتز مناسب است.
• راندمان بالا در سرعت چرخش کم
• انرژی مصرفی در مقایسه با موتورهای استاندارد یک‌سوم کمتر است.
• تبادل داده بین کامپیوتر و فن برای تنظیم و کنترل پارامتر.
• ادغام تمام فن‌ها در یک سیستم یکپارچه و کنترل متمرکز آنها.

کنترل سرعت فن

• نیاز به کنترل سرعت، تنظیم ظرفیت هوا در سیستم تهویه به دلیل نوسانات انتشار گرما، غلظت مواد مضر، سطح رطوبت و غیره ایجاد می‌شود. کنترل سرعت فن برای سیستم‌هایی با تبادل هوای متغیر موردنیاز است و با کنترل‌کننده سرعت انجام می‌شود.

تمامی موتورها دارای محدوده سرعت 100% قابل کنترل توسط ترانسفورماتور و وسایل الکترونیکی هستند. موتورهای ضد انفجار منحصراً توسط ترانسفورماتورها از 25٪ تا 100٪ ولتاژ مشخص شده کنترل می شوند. کنترل سرعت به دلیل تغییر ولتاژ انجام می شود در حالی که فرکانس در شبکه ثابت می ماند. سرعت موتور الکتریکی به آرامی با کاهش ولتاژ برق کاهش می یابد یا با افزایش ولتاژ برق افزایش می یابد. موتور را می توان با فرکانس هم کنترل کرد.

تنظیم قدرت واحدهای تهویه و کنترل سرعت به ترتیب مزایای زیر را در بر دارد:

• حالت ظرفیت فن راحت
• حالت عملیات صرفه‌جویی در مصرف انرژی

کنترل سرعت چرخش به‌عنوان روشی برای تنظیم ظرفیت هوای فن یکی از کارآمدترین راه‌حل‌ها برای افزایش عملکرد فن است. مصرف برق فن به نسبت مستقیم با سرعت چرخش در توان سوم کاهش می‌یابد:

توان الکتریکی  [W, KW].

مقدار انرژی ذخیره شده به داده‌های عملکرد موتور و واحد کنترل بستگی دارد.

• کاهش میزان سروصدا

پارامترهای فن در هنگام کنترل سرعت فن به طور مطلوب مطابقت دارند. این امر باعث کاهش قابل‌توجه سطح سروصدا می‌شود. سطح سروصدا به‌صورت زیر محاسبه می‌شود:

(n_{0: سرعت مشخص شده})

قدرت، حجم صدا [dB(A)]

• انطباق با شرایط عملکرد فن و پارامترهای فنی (کاهش کیفیت هوا، افزایش رطوبت، تعداد متغیر افراد و غیره).
• بسته به نوع کنترلر، فن‌ها دارای کنترل ظرفیت هوای زیر هستند:
• کنترل تریستور.
• کنترل ترانسفورماتور.
• کنترل فرکانس
• کنترل‌کننده‌های تریستوربرای تنظیم دستی صاف سرعت فن و براین‌اساس ظرفیت هوا طراحی شده‌اند. آنها برای فن‌هایی با موتورهای الکتریکی آسنکرون مورداستفاده قرار می‌گیرند و دقت و کارایی کنترل بالایی دارند. ولتاژ منبع تغذیه عملیاتی آنها 230 ولت (50، 1~ هرتز).

اگر جریان کل فن از جریان مشخص شده کنترلر تجاوز نکند، ممکن است چندین فن توسط یک کنترلر کنترل شود. کنترل‌کننده سرعت، تنظیم یکنواخت ظرفیت هوا را از 0 تا 100٪ فراهم می کند. در صورت کار با سرعت کم، فن ممکن است سر و صدای بیشتری تولید کند. به همین دلیل از یک کنترل کننده سرعت تریستور برای سیستم های تهویه بدون نیاز به میزان سر و صدا  استفاده می شود. یاتاقان ها در موتورهای ولتاژ پایین عمر مفید کمتری دارند. محدوده سرعت کنترل توصیه شده برای کنترل کننده های سرعت تریستور از 60 تا 100 درصد ولتاژ مشخص شده است.

• کنترل ترانسفورماتور.

کنترل‌کننده‌های ترانسفورماتوری برای کنترل سرعت موتورهای کنترل شده با ولتاژ به‌وسیله تغییر ولتاژ ورودی (پنج واحد) طراحی شده‌اند. عملکرد کنترل‌کننده‌های سرعت ترانسفورماتور مبتنی بر استفاده از اتو ترانسفورماتورهای پنج‌مرحله‌ای برای تنظیم ولتاژ قدرت موتور است. فرکانس در شبکه در همان سطح باقی می‌ماند. اگر جریان کل فن از جریان مشخص شده کنترلر تجاوز نکند، ممکن است چندین فن توسط یک کنترلر کنترل شود. در مورداستفاده از کنترل‌کننده سرعت ترانسفورماتور، موتور در محدوده سرعت پایین‌تر صدای بیشتری تولید نمی‌کند. یاتاقان‌ها در موتورهای ولتاژ پایین عمر مفید کمتری دارند. محدوده کنترل ولتاژ توصیه شده تا 45 درصد از مقدار فرکانس مشخص شده برای موتورهای تک فاز و تا 55 درصد از مقدار فرکانس مشخص شده برای موتورهای سه فاز است.

• کنترل فرکانس

کنترل‌کننده‌های فرکانسی برای راه‌اندازی یا کاهش سرعت روان، تغییر سرعت، تنظیم ظرفیت هوا و حفاظت از موتورهای الکتریکی آسنکرون به دلیل تولید فرکانس موردنیاز در خروجی مبدل ولتاژ طراحی شده‌اند. مبدل از یک درایو الکتریکی و یک جزء کنترل تشکیل شده است. درایو الکتریکی مبدل فرکانس شامل مدارهای کنترل جداگانه‌ای است که شامل یک تریستور یا یک ترانزیستور است که در حالت کلید الکترونیکی کار می‌کند. یک ریزپردازنده هسته اصلی قسمت کنترل است. این وسیله کنترل کلیدهای الکترونیکی قدرت را فراهم می‌کند و بسیاری از عملکردهای تکمیلی دیگر مانند کنترل، تشخیص و حفاظت دارد.

سیستم کد IP

هنگام انتخاب تجهیزات موردنیاز و تعیین مکان آن، میزان حفاظت ورودی تجهیزات باید با شرایط عملیاتی مطابقت داشته باشد. هر وسیله الکتریکی همیشه باید دو نیاز حفاظتی را برآورده کند:

• ایمنی الکتریکی برای کاربر و پرسنل خدماتی
• حفاظت از قطعات الکترونیکی داخلی در برابر اثرات زیست‌محیطی

درجه حفاظت مکانیکی ارائه شده توسط بدنه وسایل برقی بر اساس استاندارد بین‌المللی حفاظت از گردوغبار و رطوبت «حفاظت بین‌المللی» («حفاظت داخلی») طبقه‌بندی می‌شود و با حروف «IP»  مشخص شده و به دنبال آن دو رقم می‌آید. رقم اول درجه حفاظت در برابر نفوذ اجسام مکانیکی و لمس قطعات کارکردی و رقم دوم نشان‌دهنده محافظت در برابر نفوذ مایعات است. هر محصول دارای علامت مربوطه بر روی بدنه است، مثلاً IPX4 یا IP65.

ویژگی‌های حفاظت از ورود در جداول 5 و 6 نشان داده شده است.

جدول 5. درجه حفاظت در برابر نفوذ ذرات جامد و لمس قطعات عملیاتی.

جدول 6. درجه حفاظت در برابر نفوذ مایعات.