Bagaimana Memilih Kipas Industri Berdasarkan Aliran Udara dan Tekanan Statis?

Berapa banyak udara yang perlu dipindahkan?

Dan:

Berapa tekanan yang perlu diatasi oleh kipas?

Kedua persyaratan ini menentukan titik tugas dasar kipas industri. Aliran udara memberi tahu Anda volume pergerakan udara atau gas yang diperlukan, sedangkan tekanan statis menunjukkan hambatan yang harus diatasi kipas dalam sistem.

Kipas dengan aliran udara yang cukup tetapi tekanan yang tidak mencukupi tidak akan memberikan kinerja yang diperlukan setelah pemasangan. Di sisi lain, memilih kapasitas tekanan yang berlebihan dapat menyebabkan konsumsi energi yang tidak perlu, biaya peralatan yang lebih tinggi, atau pengoperasian yang jauh dari bagian kurva kipas yang diinginkan.

Pendekatan yang benar adalah menentukan persyaratan sistem sebenarnya terlebih dahulu, kemudian memilih kipas yang kurva kinerjanya sesuai dengan persyaratan tersebut.

1. Tentukan Aliran Udara yang Dibutuhkan Terlebih Dahulu

Aliran udara biasanya dinyatakan dalam m³/jam, m³/s, atau CFM.

Aliran udara yang dibutuhkan tergantung pada apa yang diharapkan dihasilkan oleh kipas.

Misalnya, sistem pembuangan industri mungkin memerlukan aliran udara tertentu untuk menghilangkan panas proses atau udara yang terkontaminasi. Sistem pengumpulan debu memerlukan aliran udara yang cukup untuk menangkap dan mengangkut debu melalui saluran. Sistem pengangkutan material mungkin memerlukan kecepatan pengangkutan tertentu untuk memindahkan serpihan plastik atau material ringan lainnya.

Oleh karena itu, aliran udara harus berasal dari kebutuhan proses dan bukan sekadar memilih kipas terbesar yang tersedia.

Sebelum memilih kipas angin, tentukan:

Diperlukan aliran udara normal

Aliran udara minimum dan maksimum yang diharapkan

Jam operasional

Perubahan proses yang dapat mempengaruhi aliran udara

Apakah aliran udaranya harus tetap konstan atau bisa diatur

Jika sistem memiliki aliran udara desain yang ditentukan, nilai ini menjadi titik awal pemilihan kipas.

2. Hitung Kebutuhan Tekanan Statis

Aliran udara saja tidak memberi tahu Anda kipas industri mana yang cocok.

Kipas juga harus mengatasi hambatan yang ditimbulkan oleh sistem-penanganan udara yang lengkap.

Kehilangan tekanan statis dapat berasal dari:

• Saluran lurus
• Siku dan tikungan
• Filter
• Peredam
• Scrubber
• Penukar panas
• Peredam suara
• Pengumpul debu
• Peralatan proses
• Pembatasan saluran masuk dan keluar

Resistansi total dari komponen-komponen ini berkontribusi terhadap kebutuhan tekanan kipas.

Panduan AMCA merekomendasikan penghitungan kerugian{0}}efek sistem dan kehilangan tekanan relevan lainnya sebelum menentukan pilihan kipas.

Inilah salah satu alasan mengapa hanya meminta kipas angin yang mampu menghasilkan "20.000 m³/jam" tidaklah cukup.

Pabrikan juga perlu mengetahui pada tekanan berapa aliran udara harus disalurkan.

3. Aliran Udara dan Tekanan Statis Membentuk Titik Tugas

Setelah aliran udara dan tekanan ditentukan, keduanya dapat dianggap sebagai titik tugas kipas.

Misalnya, suatu sistem mungkin memerlukan:

Aliran udara: 20.000 m³/jam

Tekanan Statis: 2.000 Pa

Oleh karena itu, kipas harus mampu beroperasi dengan kombinasi ini, bukan hanya mencapai 20.000 m³/jam dalam kondisi-resistansi rendah.

Pada kurva kinerja kipas pada umumnya, aliran udara ditampilkan pada sumbu horizontal dan tekanan pada sumbu vertikal. Aliran udara dan tekanan yang diperlukan menentukan titik di mana kipas yang dipilih perlu beroperasi.

Ini adalah konsep paling penting untuk dipahami ketika memilih kipas sentrifugal industri.

4. Pahami Kurva Kinerja Kipas

Kurva kinerja kipas menunjukkan seberapa besar tekanan yang dapat dihasilkan kipas pada laju aliran udara yang berbeda untuk kecepatan kipas tertentu.

Untuk menggunakan kurva, mulailah dengan aliran udara yang diperlukan pada sumbu horizontal dan gerakkan secara vertikal hingga mencapai kurva tekanan kipas. Kemudian gerakkan secara horizontal untuk menentukan tekanan yang sesuai.

Jika kurva melewati titik kerja yang diperlukan, kipas berpotensi memenuhi aliran udara dan tekanan yang ditentukan pada kecepatan operasi tersebut.

Namun, pemilihannya tidak berhenti sampai di situ.

Anda juga harus memeriksa:

• Kecepatan kipas
• Tenaga motorik
• Efisiensi kipas
• Jangkauan operasi
• Tipe impeler
• Kepadatan udara
• Persyaratan kebisingan
• Pengaturan berkendara

Oleh karena itu, kurva kipas memberikan informasi yang jauh lebih berguna dibandingkan nilai katalog tunggal seperti "aliran udara maksimum".

5. Titik Pengoperasian Lebih Penting Daripada Aliran Udara Maksimum

Salah satu kesalahan umum adalah membandingkan kipas industri berdasarkan aliran udara maksimumnya.

Misalnya:

Kipas A: aliran udara maksimum 30.000 m³/jam

Kipas B: aliran udara maksimum 25.000 m³/jam

Tampaknya Fan A adalah pilihan yang lebih baik.

Namun jika penerapannya memerlukan 20.000 m³/jam pada 2.000 Pa, perbandingannya tidak lengkap.

Kipas A dapat menghasilkan 30.000 m³/jam hanya pada tekanan yang sangat rendah, sedangkan Kipas B dapat menghasilkan 20.000 m³/jam pada tekanan yang dibutuhkan 2.000 Pa.

Oleh karena itu, angka yang penting bukanlah aliran udara maksimal.

Ini adalah aliran udara dan tekanan pada titik operasi sebenarnya.

6. Cocokkan Kurva Kipas dengan Kurva Sistem

Kipas dan sistem saluran bekerja sama.

Sistem mempunyai karakteristik ketahanannya sendiri, sedangkan kipas mempunyai kurva kinerjanya sendiri. Titik operasi sebenarnya terjadi pada perpotongan kedua kurva.

Hal ini menjelaskan mengapa kipas dapat menghasilkan aliran udara yang berbeda setelah pemasangan dibandingkan yang diharapkan dari spesifikasi katalog sederhana.

Jika hambatan saluran sebenarnya lebih tinggi dari perkiraan, titik pengoperasian dapat bergeser ke arah aliran udara yang lebih rendah.

Jika resistansi sistem lebih rendah dari yang diharapkan, aliran udara bisa menjadi lebih tinggi dari nilai desain.

Dengan kata lain, kipas angin tidak menentukan aliran udara dengan sendirinya.

Aliran udara akhir merupakan hasil interaksi antara kipas dan sistem secara keseluruhan.

7. Jangan Membingungkan Tekanan Statis Dengan Tekanan Total

Tekanan statis dan tekanan total saling berhubungan tetapi tidak dapat dipertukarkan.

Tekanan total kipas mencakup komponen kecepatan-tekanan, sedangkan tekanan statis tidak. AMCA mencatat bahwa definisi tekanan yang tepat harus digunakan saat mencocokkan kinerja kipas dengan persyaratan sistem.

Hal ini penting ketika menerima spesifikasi dari insinyur, pemasok peralatan, atau proyek yang berbeda.

Sebelum memilih kipas, konfirmasikan:

Apakah tekanan yang ditentukan adalah tekanan statis atau tekanan total?

Konfirmasikan juga di mana tekanan diukur dan bagaimana kehilangan tekanan sistem dihitung.

Ketidakcocokan di sini dapat mengakibatkan pemilihan kipas yang tampak benar di atas kertas namun tidak memenuhi persyaratan sistem sebenarnya.

8. Pertimbangkan Suhu dan Kepadatan Udara

Aliran dan tekanan udara yang diperlukan juga harus dievaluasi berdasarkan kondisi gas sebenarnya.

Suhu mengubah kepadatan gas. Gas-bersuhu tinggi umumnya memiliki kepadatan lebih rendah dibandingkan-udara bersuhu standar, sehingga memengaruhi kinerja kipas dan penghitungan daya.

Untuk aplikasi yang melibatkan:

• Knalpot tungku
• Sistem ketel
• Sistem-ledakan panas
• Gas proses-bersuhu tinggi
• Pengolahan gas limbah

suhu pengoperasian harus disediakan saat meminta pemilihan kipas.

Ketinggian juga dapat mempengaruhi kepadatan udara dan kinerja kipas. AMCA mengidentifikasi kepadatan udara sebagai salah satu kondisi utama yang perlu dipertimbangkan ketika memilih kipas angin.

Oleh karena itu, "20.000 m³/jam pada 2.000 Pa" masih belum lengkap jika pabrikan tidak mengetahui kondisi suhu dan kepadatan gas.

9. Periksa Efisiensi Kipas pada Titik Tugas yang Diperlukan

Dua kipas mungkin sama-sama memenuhi aliran dan tekanan udara yang dibutuhkan namun memiliki efisiensi yang berbeda.

Jika kipas beroperasi selama berjam-jam setiap hari, perbedaan ini dapat menjadi signifikan sepanjang masa pakai peralatan.

Efisiensi kipas sangat terkait dengan tempat kipas beroperasi pada kurva kinerjanya.

Saat membandingkan kemungkinan model kipas, periksa:

Efisiensi di titik tugas

Tenaga motorik

Kecepatan kipas

Jam operasional yang diharapkan

Metode pengendalian

Harga pembelian terendah belum tentu merupakan-solusi berbiaya terendah sepanjang masa pengoperasian.

Untuk sistem yang lebih besar atau terus beroperasi, konsumsi energi perlu mendapat perhatian khusus.

10. Hindari Memilih Terlalu Dekat dengan Wilayah Tekanan Puncak

Sebuah kipas secara teknis dapat mencapai tekanan yang diperlukan namun tetap merupakan pilihan yang buruk jika titik kerjanya terlalu dekat dengan bagian kurva kinerja yang tidak stabil.

AMCA mencatat bahwa kipas dapat menunjukkan ketidakstabilan di sebelah kiri{0}}titik tekanan puncak dan menyarankan untuk menghindari pengoperasian di wilayah ini kecuali disetujui secara khusus oleh produsen.

Inilah salah satu alasan mengapa teknisi penggemar berpengalaman tidak sekadar bertanya:

“Bisakah kipas ini mencapai tekanan yang dibutuhkan?”

Mereka juga bertanya:

"Di mana letak titik operasi yang diperlukan pada kurva kipas?"

Perbedaan tersebut penting ketika membandingkan ukuran kipas dan desain impeler yang berbeda.

11. Pilih Ukuran Kipas Berdasarkan Titik Tugas Sebenarnya

Setelah aliran dan tekanan udara terbentuk, beberapa model kipas mungkin secara teknis mampu memenuhi persyaratan tersebut.

Seleksi akhir kemudian dapat mempertimbangkan:

• Ukuran kipas
• Desain impeler
• Kecepatan kipas
• Tenaga motorik
• Efisiensi
• Pengaturan berkendara
• Ruang instalasi
• Kebisingan
• Persyaratan pemeliharaan
• Jangkauan operasi yang diharapkan

Kipas yang lebih besar yang beroperasi pada kecepatan lebih rendah mungkin memberikan keuntungan dalam beberapa aplikasi, sedangkan kipas yang lebih kecil yang beroperasi pada kecepatan lebih tinggi mungkin lebih cocok jika ruang pemasangan terbatas.

Tidak ada aturan universal bahwa kipas terbesar atau terkecil adalah pilihan terbaik.

Pemilihan yang tepat adalah pemilihan yang menyediakan titik tugas yang diperlukan dengan karakteristik pengoperasian yang sesuai.

12. Informasi Apa yang Harus Anda Berikan kepada Produsen Kipas Industri?

Saat meminta penawaran kipas atau rekomendasi teknis, berikan aliran udara lebih dari yang diinginkan.

Spesifikasi yang berguna harus mencakup:

Parameter	Contoh
Aliran udara	20,000 m³/h
Tekanan Statis	2.000 Pa
Gas	Udara/gas buang/gas proses
Suhu	80 derajat
Debu	Udara bersih/udara yang mengandung debu-udara
Jam Operasional	16 jam/hari
Catu Daya	380 V, 50 Hz, 3 Fase
Kontrol Kecepatan	Kecepatan tetap/VFD
Instalasi	Dalam / luar ruangan
Aplikasi	Pembuangan/pengumpulan debu/pengolahan gas buang

Untuk aplikasi pengangkutan-bersuhu tinggi, berdebu, korosif, atau material-, informasi tambahan tentang gas atau material tersebut harus disediakan.

Hal ini memberikan informasi yang cukup kepada produsen untuk mengevaluasi kipas lebih dari sekadar peringkat aliran udara sederhana.

Sebuah Contoh Praktis

Misalkan sistem pembuangan industri memerlukan:

Aliran udara: 15.000 m³/jam

Tekanan Statis: 1,500 Pa

Proses seleksinya adalah:

Langkah 1: Konfirmasikan bahwa 15.000 m³/jam adalah aliran udara desain yang diperlukan.

Langkah 2: Hitung kehilangan tekanan melalui saluran, siku, filter, peredam, dan peralatan proses.

Langkah 3: Konfirmasikan bahwa total tekanan yang diperlukan adalah sekitar 1,500 Pa pada kondisi pengoperasian yang ditentukan.

Langkah 4: Periksa kurva kinerja kipas sentrifugal yang tersedia.

Langkah 5: Identifikasi model yang dapat menghasilkan sekitar 15.000 m³/jam pada 1.500 Pa.

Langkah 6: Bandingkan kecepatan pengoperasian, tenaga motor, dan efisiensinya.

Langkah 7: Periksa apakah titik pengoperasian terletak di wilayah kurva kipas yang sesuai.

Langkah 8: Konfirmasikan suhu gas, kepadatan, kondisi debu, pengaturan penggerak, dan persyaratan pemasangan.

Hanya setelah pemeriksaan ini model kipas akhir dapat dipilih.

Kesimpulan Terakhir

Memilih kipas angin industri berdasarkan aliran udara saja tidaklah cukup.

Pemilihan dasar harus dimulai dengan titik tugas: aliran udara yang dibutuhkan + tekanan yang diperlukan.

Dari sana, kurva kinerja kipas dapat digunakan untuk menentukan apakah kipas sentrifugal tertentu benar-benar dapat memenuhi persyaratan. Hambatan sistem, kepadatan udara, suhu pengoperasian, efisiensi kipas, desain impeler, daya motor, dan kondisi pemasangan kemudian menentukan apakah kipas tersebut merupakan pilihan teknik yang baik.

Untuk ventilasi industri, pengumpulan debu, pengolahan gas buang, sistem ketel,-pembuangan bersuhu tinggi, dan pengangkutan material, aliran udara dan tekanan yang diperlukan bisa sangat berbeda.

Tujuannya bukan untuk memilih kipas dengan rating aliran udara terbesar.

Tujuannya adalah untuk memilih kipas yang beroperasi pada aliran udara dan tekanan yang diperlukan, berdasarkan kondisi sistem sebenarnya, pada titik yang sesuai pada kurva kinerjanya.