軸流風扇與離心風扇——有什么區(qū)別？

必須冷卻任何會產生負面影響熱量的組件或系統(tǒng)。這是您在學校學到的簡單工程規(guī)則之一，在您負責實際熱管理項目之前可能會忽略這些規(guī)則。

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

什么是軸流風扇？

軸流風扇有一個電機驅動的旋轉軸（軸線），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。軸流風扇有時被稱為螺旋槳風扇。您可能還會聽到管軸式或軸流式風扇等術語。這些只是安裝在管道中的軸流風扇。

軸流風扇平行于進氣口排出空氣

軸流風扇有效且高效地移動大量空氣以冷卻物體或使空間通風。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。交流電風扇的額定電壓通常高于 100 伏，并使用線路電流。直流供電的風扇電壓可以低得多（3、5、12、24 或 48 Vdc），但通常由電源或電池驅動。

然而，軸流風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(qū)域。 

軸流風扇的常見應用

軸流風扇有效且高效地移動大量空氣，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(tǒng)中的局部冷卻。軸流風扇也可以作為排風扇運行。

什么是離心風機？

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

離心風扇從進氣口排出 90° 的空氣

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

與軸流風機一樣，離心式鼓風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扇非常適合通過管道系統(tǒng)或管道等集中區(qū)域移動空氣，或用于排氣或通風用途。

離心風機的常見應用

鑒于其設計的可靠性和耐用性，離心式風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(tǒng)或管道一起使用，因此即使在較小的系統(tǒng)級別，它們也能很好地用于空調或干燥系統(tǒng)。對于電子產品，離心風扇經(jīng)常出現(xiàn)在筆記本電腦等小型設備中，因為空氣從進氣口以 90 度角排出，從而獲得更高的方向性。

管道系統(tǒng)中使用的離心鼓風機示例

風扇產生的干擾和噪音

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

軸流式風扇通常比離心式鼓風機產生更少的噪音

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

比較軸流式風扇和離心式風扇

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

采用軸流風扇或離心風扇作為冷卻解決方案取決于多種因素，具體取決于每種風扇設計的優(yōu)缺點以及您的系統(tǒng)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扇時要問的問題

在指定設計所需的冷卻風扇類型之前，需要回答以下一些問題：

●       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？

●       驅動冷卻裝置的功率是多少？

●       產品會在惡劣的環(huán)境中運行嗎？

●       產品本身會產生任何氣體或微粒嗎？

●       您的產品或系統(tǒng)對 EMI 敏感嗎？

●       風扇產生的噪音水平是否有問題？

●       風扇的安裝方向是什么？

●       該產品是否適用于高可靠性應用？

●       產品的預期生命周期是多少？

●       維修/返工/維護是一個因素嗎？

結論

使用軸流風扇或離心風扇都可以有效地管理對設備產生多余熱量的對流冷卻。通過多年的使用和不斷改進，這兩種類型的設備都已在現(xiàn)場得到驗證。兩種類型風扇的現(xiàn)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。從中二選一的問題只剩簡單地歸結為如何滿足您的系統(tǒng)要求。 CUI Devices 提供各種框架尺寸和氣流額定值的直流軸流風扇和離心式鼓風機。