FanKipas adalah sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan aliran pada fluida gas seperti udara. Kipas memiliki fungsi yang berbeda dengan kompresor sekalipun media kerjanya sama, dimana kipas menghasilkan aliran fluida dengan debit aliran yang besar pada tekanan rendah, sedangkan kompresor menghasilkan debit aliran yang rendah namun tekanan kerja yang tinggi. Dengan fungsi yang berbeda dari kompresor tersebut, kipas banyak diaplikasikan seperti untuk kenyamanan ruangan (kipas meja/dinding), sistem pendingin pada kendaraan atau sistem permesinan, ventilasi, penyedot debu, sistem pengering (dikombinasikan denganheater), membuang gas-gas berbahaya, dan jugasupplyudara untuk proses pembakaran (seperti pada boiler).Karakteristik FanKarakteristik fan dapat dinyatakan dalam bentuk kurva fan. Kurva fan merupakan kurva kinerja untuk fan tertentu pada sekumpulan kondisi yang spesifik. Kurva fan merupakan penggambaran grafik dari sejumlah parameter yang saling terkait. Biasanya sebuah kurva akan dikembangkan untuk sekumpulan kondisi yang diberikan termasuk: volum fan, tekanan statis sistim, kecepatan fan, dan tenaga yang diperlukan untuk menggerakan fan pada kondisi yang diketahui. Beberapa kurva fan juga akan melibatkan kurva efisiensi sehingga desainer sistim akan mengetahui kondisi pada kurva fandimana fan akan beroperasi (lihat Gambar 3). Dari banyak kurva yang diketahui pada gambar, kurva tekanan statis (SP) versus aliran pada merupakan kuva yang sangat penting.Perpotongan kurva sistim dan tekanan statis merupakan titik operasi. Bila resistansi sistim berubah, titik operasi juga berubah. Sekali titik operasi ditetapkan, daya yang diperlukan dapat ditentukan dengan mengikuti garis tegak lurus yang melintas melalui titik operasi ke titik potong dengan kurva tenaga (BHP). Sebuah garis lurus yang digambar melalui perpotongan dengan kurva tenaga akan mengarah ke daya yang diperlukan pada sumbu tegak lurus sebelah kanan. Pada kurva yang digambarkan, efisiensi kurva juga disuguhkan.Gambar 3. Kurva Efisiensi Fan (BEE India, 2004)

Karakteristik sistim dan kurva fanPada berbagai sistim fan, resistansi terhadap aliran udara (tekanan) jika aliran udara meningkat. Sebagaimana disebutkasn sebelumnya, resistansi ini bervariasi dengan kuadrat aliran. Tekanan yang diperlukan oleh sistim pada suatu kisaran aliran dapat ditentukan dan kurva kinerja sistim dapat dikembangkan (ditunjukkan sebagai SC) (lihat Gambar 4).Kemudian kurva sistim ini dapat diplotkan pada kurva fan untuk menunjukan titik operasi fan yang sebenarnya pada "A" dimana dua kurva (N1 dan SC1) berpotongan. Titik operasinya yaitu aliran udara Q 1 terhadap tekanan P1. Sebuah fan beroperasi pada kinerja yang diberikan oleh pabrik pembuatnya untuk kecepatan fan tertentu. (grafik kinerja fan memperlihatkan kurva untuk serangkaian kecepatan fan). Pada kecepatan fan N1, fan akan beroperasi sepanjang kurva kinerja N1 sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 4. Titik operasi fan yang sebenarnya tergantung pada resistansi sistim, titik operasi fan A adalah aliran (Q1) terhadap tekanan (P1).Dua metode dapat digunakan untuk menurunkan aliran udara dari Q1 ke Q2: Metode pertama adalah membatasi aliran udara dengan menutup sebagian damper dalam sistim. Tindakan ini menyebabkan kurva kinerja sistim yang baru (SC2) dimana tekanan yang dikehendaki lebih besar untuk aliran udara yang diberikan. Fan sekarang akan beroperasi pada "B" untuk memberikan aliran udara yang berkurang Q2 terhadap tekanan yang lebih tinggi P2. Metode kedua untuk menurunkan aliran udara adalah dengan menurunkan kecepatan dari N1 ke N2, menjaga damper terbuka penuh. Fan akan beroperasi pada "C" untuk memberikan aliran udara Q2 yang sama, namun pada tekanan P3 yang lebih rendah. Jadi, menurunkan kecepatan fan merupakan metode yang jauh lebih efisien untuk mengurangi aliran udara karena daya yang diperlukan berkurang dan lebih sedikit energi yang dipakai.

Gambar 4. Kurva kinerja fan (BEE India, 2004)

Hukum fanFan beroperasi dibawah beberapa hukum tentang kecepatan, daya dan tekanan. Perubahan dalam kecepatan (putaran per menit atau RPM) berbagai fan akan memprediksi perubahan kenaikan tekanan dan daya yang diperlukan untuk mengoperasikan fan pada RPM yang baru.Hal ini diperlihatkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Kecepatam, tekanan dan daya fan (BEE India, 2004)

Kelebihan dan KekuranganJenis fan dan bladeKeuntunganKerugian

Fan radial dengan blades datar (Gambar 7) Cocok untuk tekanan statis tinggi (sampai 1400 mmWC) dan suhu tinggi Rancangannya sederhana sehingga dapat dipakai untuk unit penggunaan khusus Dapat beroperasi pada aliran udara yang rendah tanpa masalah getaran Sangat tahan lama Efisiensinya mencapai 75% Memiliki jarak ruang kerja yang lebihbesar yang berguna untuk handlingpadatan yang terbang (debu, serpih kayu, dan skrap logam) Hanya cocok untuk laju aliran udara rendah sampai medium

Fan yang melengkung kedepan, denganblade yang melengkung kedepan (Gambar 8) Dapat menggerakan volum udara yang besar terhadap tekanan yang relatif rendah Ukurannya relatif kecil Tingkat kebisingannya rendah (disebabkan rendahnya kecepatan) dan sangat cocok untuk digunakan untuk pemanasan perumahan, ventilasi, dan penyejuk udara (HVAC) Hanya cocok untuk layanan penggunaan yang bersih, bukan untuk layanan kasar dan bertekanan tinggi Keluaran fan sulit untuk diatur secara tepat Penggerak harus dipilih secara hati-hati untuk menghindarkan beban motor berlebih sebabkurva daya meningkat sejalan dengan aliran udara Efisiensi energinya relatif rendah (55-65%)

Backward inclined fan, dengan blades yang miring jauh dari arah perputaran:datar, lengkung,dan airfoil (Gambar 9) Dapat beroperasi dengan perubahan tekanan statis (asalkan bebannya tidak berlebih ke motor) Cocok untuk sistim yang tidak menentu pada aliran udara tinggi Cocok untuk layanan forced-draft Fan dengan blade datar lebih kuat Fan dengan blades lengkung lebih efisien (melebihi 85%) Fan denganblades air-foilyang tipis adalah yang paling efisien Tidak cocok untuk aliran udara yang kotor (karena bentuk fan mendukung terjadinya penumpukan debu) Fan denganblades air-foilkurang stabil karena mengandalkan pada pengangkatan yang dihasilkan oleh tiap blade Fanblades air-foilyang tipis akan menjadi sasaran erosi

Memilih fan yang benarPertimbangan penting ketika memilih fan adalah (US DOE, 1989): Kebisingan Kecepatan perputaran Karakteristik aliran udara Kisaran suhu Variasi dalam kondisi operasi Ketidakleluasaan ruang dan tata letak sistim Harga pembelian, biaya operasi (ditentukan oleh efisiensi dan perawatan), dan umur operasi

Memelihara fan secara teraturPerawatan fan secara teratur adalah penting untuk mendapatkan tingkat kinerjanya. Kegiatan perawatan meliputi (US DOE, 1989): Pemeriksaan berkala seluruh komponen sistim Pelumasan dan penggantian bearing Pengencangan dan penggantian belt Perbaikan atau penggantian motor Pembersihan fan

Opsi-opsi efisiensi energi yang paling penting Gunakan kerucut saluran masuk udara yang halus dan bulat untuk saluran masuk udara fan Hindarkan distribusi aliran yang buruk pada saluran masuk fan Minimalkan rintangan fan pada saluran masuk dan kelaur Bersihkan screens, filter dan blades fan secara teratur Minimalkan kecepatan fan Gunakan slip rendah atau belts datar untuk transmisi tenaga Periksa tekanan belt secara teratur Hilangkan variabelpitch pulleys Gunakan variable speed drive untuk beban fan dengan variabel besar Gunakan motor yang efisien energinya untuk operasi sinambung atau yang mendekati sinambung Hilangkan kebocoran dalam saluran kerja Minimalkan bengkokan dalam saluran kerja Matikan fan dan blower jika tidak digunakan Turunkan kecepatan fan dengan modifikasi diameter pully bila motornya kebesaran Gunakan inlet guide vanes sebagai pengganti pengendali damper Ubah impeller dari plastik yang dilapisi logam/ kaca (GRP) dengan impeller FRP Berlubang yang lebih efisien energinya dengan desain aerofoil Coba operasikan fan dekat titik operasi terbaiknya (BEP) Kurangi kehilangan transmisi dengan menggunakan belt datar yang energinya efisien atau cogged raw-edged V-belts sebagai pengganti sistim V-belt konvensional Minimalkan resistansi dan penurunan tekanan sistim dengan memperbaiki sistim salurannya Pastikan penyambungan antara sistim penggerak dan yang digerakkan sudah benar Pastikan kualitas pasokan daya yang cukup ke penggerak motor Periksa secara teratur kecenderungan getaran untuk memperkirakan kegagalan lebih awal seperti kerusakan bearing, ketidaksesuaian sambungan, ketidakseimbangan, kelonggaran fondasi, dll.