軸流風(fēng)扇與離心風(fēng)扇——有什么區別？

必須冷卻任何會(huì )產(chǎn)生負面影響熱量的組件或系統。這是您在學(xué)校學(xué)到的簡(jiǎn)單工程規則之一，在您負責實(shí)際熱管理項目之前可能會(huì )忽略這些規則。

除了在系統中節流功率、應用一些散熱器、使用管道或冷板外，您還需要一個(gè)風(fēng)扇來(lái)使空氣流通冷卻物體。這意味著(zhù)可以選擇軸流式風(fēng)扇或離心式風(fēng)扇設計。問(wèn)題是，哪種設計最適合您的需求？本博客旨在提供信息來(lái)幫您選擇。

什么是軸流風(fēng)扇？

軸流風(fēng)扇有一個(gè)電機驅動(dòng)的旋轉軸（軸線(xiàn)），其上安裝有傾斜的葉片，這些葉片沿平行于軸的方向吸入空氣并迫使空氣排出。軸流風(fēng)扇有時(shí)被稱(chēng)為螺旋槳風(fēng)扇。您可能還會(huì )聽(tīng)到管軸式或軸流式風(fēng)扇等術(shù)語(yǔ)。這些只是安裝在管道中的軸流風(fēng)扇。

軸流風(fēng)扇平行于進(jìn)氣口排出空氣

軸流風(fēng)扇有效且高效地移動(dòng)大量空氣以冷卻物體或使空間通風(fēng)。它們有從板級到房間大小的任何尺寸，并且它們不需要很多功率來(lái)運行，具體取決于尺寸。它們也有交流和直流兩種型號。交流電風(fēng)扇的額定電壓通常高于 100 伏，并使用線(xiàn)路電流。直流供電的風(fēng)扇電壓可以低得多（3、5、12、24 或 48 Vdc），但通常由電源或電池驅動(dòng)。

然而，軸流風(fēng)扇提供的氣流是低壓的。這種低壓與大流量氣流的組合非常適合冷卻設備和空間，因為氣流均勻分布在指定區域。 

軸流風(fēng)扇的常見(jiàn)應用

軸流風(fēng)扇有效且高效地移動(dòng)大量空氣，通常用于冷卻小型和大型空間。它們可以冷卻電子設備或計算機房。它們可用于 HVAC 操作、交流冷凝器、熱交換裝置或工業(yè)系統中的局部冷卻。軸流風(fēng)扇也可以作為排風(fēng)扇運行。

什么是離心風(fēng)機？

離心風(fēng)機有時(shí)也稱(chēng)為徑流式風(fēng)機或離心鼓風(fēng)機。它們有一個(gè)電機驅動(dòng)的輪轂，其中包含葉輪，將空氣排入風(fēng)扇外殼，然后引導至出口。離心風(fēng)機以與進(jìn)氣口成 90 度角（垂直）的方式排出空氣。

離心風(fēng)扇從進(jìn)氣口排出 90° 的空氣

離心風(fēng)扇本質(zhì)上是對鼓風(fēng)機外殼內的空氣進(jìn)行加壓。與軸流風(fēng)扇相比，它們產(chǎn)生穩定的高壓氣流，但它們移動(dòng)的空氣量較小。它們可配備用于吹氣或吸氣的前向或后向彎曲葉輪。離心風(fēng)扇從整流罩中排出空氣，這使它們能夠針對特定區域，從而更好地冷卻電子應用中產(chǎn)生更多熱量的特定部分，例如功率 FET、DSP 或 FPGA。與軸流風(fēng)扇一樣，它們也有交流和直流供電型號，具體取決于應用，但離心風(fēng)扇通常需要比軸流風(fēng)扇更多的功率才能運行。離心式鼓風(fēng)機和軸流式風(fēng)扇都會(huì )產(chǎn)生可聽(tīng)噪聲和電磁噪聲，但離心式鼓風(fēng)機比軸流式鼓風(fēng)機的聲音要大一些。由于兩種風(fēng)扇設計都使用電機，因此任何一種的 EMI 效應都會(huì )影響敏感應用中的系統性能。

與軸流風(fēng)機一樣，離心式鼓風(fēng)機也有許多不同的尺寸、速度和占地面積。他們的設計具有圍繞運動(dòng)部件的外殼，可靠、耐用且不易損壞。

高壓與低流量空氣輸送的結合使離心式風(fēng)扇非常適合通過(guò)管道系統或管道等集中區域移動(dòng)空氣，或用于排氣或通風(fēng)用途。

離心風(fēng)機的常見(jiàn)應用

鑒于其設計的可靠性和耐用性，離心式風(fēng)扇可以在許多應用中運行良好，這些應用在含有顆粒、熱空氣和氣體的惡劣和骯臟環(huán)境中運行。由于它們通常與管道系統或管道一起使用，因此即使在較小的系統級別，它們也能很好地用于空調或干燥系統。對于電子產(chǎn)品，離心風(fēng)扇經(jīng)常出現在筆記本電腦等小型設備中，因為空氣從進(jìn)氣口以 90 度角排出，從而獲得更高的方向性。

管道系統中使用的離心鼓風(fēng)機示例

風(fēng)扇產(chǎn)生的干擾和噪音

早期設計應考慮干擾。所有風(fēng)扇都可能從風(fēng)扇本身（輻射 EMI）或電源線(xiàn)（傳導 EMI）產(chǎn)生電磁干擾 (EMI)。干擾也可能來(lái)自電機磁鐵或定子繞組產(chǎn)生的不受約束的磁場(chǎng) (UMF)。根據應用，在設計階段及早關(guān)注這些因素可以節省時(shí)間和金錢(qián)。直流供電風(fēng)扇產(chǎn)生的 EMI 往往低于交流供電風(fēng)扇。

軸流式風(fēng)扇通常比離心式鼓風(fēng)機產(chǎn)生更少的噪音

任何運行中的風(fēng)扇也會(huì )產(chǎn)生可聞噪聲，這可能是根據最終用途的設計考慮因素。噪聲因應用、系統中的位置、組件密度、移動(dòng)的空氣量、風(fēng)扇尺寸、使用的軸承類(lèi)型等而異。風(fēng)扇中的軸承不僅會(huì )影響聲學(xué)，還會(huì )改變使用壽命和可能的應用。通?？梢酝ㄟ^(guò)更好的風(fēng)扇放置、機械隔離、使用進(jìn)氣口格柵、出氣口擴散器來(lái)減輕可聞噪聲。通常，CFM 或移動(dòng)的空氣量越高，噪音越大。然而，與較小風(fēng)扇移動(dòng)相同 CFM 的較大風(fēng)扇往往更安靜。同樣，軸流式風(fēng)扇通常比離心式風(fēng)扇更安靜。

比較軸流式風(fēng)扇和離心式風(fēng)扇

應在設計階段的早期審查產(chǎn)生熱量的系統的熱管理注意事項，特別是那些本質(zhì)上是電子的系統。這與尋求避免重新設計的時(shí)間和成本節約計劃是一致的。由于在產(chǎn)品或系統的整個(gè)生命周期中計劃的組件改進(jìn)可能會(huì )產(chǎn)生額外的熱量，因此考慮到熱量考慮因素也可能特別有用。

采用軸流風(fēng)扇或離心風(fēng)扇作為冷卻解決方案取決于多種因素，具體取決于每種風(fēng)扇設計的優(yōu)缺點(diǎn)以及您的系統要求。以下是它們主要特征的快速總結： 

決定使用軸流式或離心式風(fēng)扇時(shí)要問(wèn)的問(wèn)題

在指定設計所需的冷卻風(fēng)扇類(lèi)型之前，需要回答以下一些問(wèn)題：

●       您需要冷卻多大的空間？

●       冷卻需求是恒定的還是按需的？

●       您在冷卻設備的設計中占地面積有多大？

●       驅動(dòng)冷卻裝置的功率是多少？

●       產(chǎn)品會(huì )在惡劣的環(huán)境中運行嗎？

●       產(chǎn)品本身會(huì )產(chǎn)生任何氣體或微粒嗎？

●       您的產(chǎn)品或系統對 EMI 敏感嗎？

●       風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音水平是否有問(wèn)題？

●       風(fēng)扇的安裝方向是什么？

●       該產(chǎn)品是否適用于高可靠性應用？

●       產(chǎn)品的預期生命周期是多少？

●       維修/返工/維護是一個(gè)因素嗎？

結論

使用軸流風(fēng)扇或離心風(fēng)扇都可以有效地管理對設備產(chǎn)生多余熱量的對流冷卻。通過(guò)多年的使用和不斷改進(jìn)，這兩種類(lèi)型的設備都已在現場(chǎng)得到驗證。兩種類(lèi)型風(fēng)扇的現代設計都采用了比早期設計更堅固、更輕且更具成本效益的材料。從中二選一的問(wèn)題只剩簡(jiǎn)單地歸結為如何滿(mǎn)足您的系統要求。 CUI Devices 提供各種框架尺寸和氣流額定值的直流軸流風(fēng)扇和離心式鼓風(fēng)機。