軸流風扇與離心風扇——有什么區(qū)別？

必須冷卻任何會產(chǎn)生負面影響熱量的組件或系統(tǒng)。這是您在學(xué)校學(xué)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(yīng)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(shè)計。問題是，哪種設(shè)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(qū)動的旋轉(zhuǎn)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(shù)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(qū)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(shè)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(yīng)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(shè)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(qū)動的輪轂，其中包含葉輪，將空氣排入風扇外殼，然后引導(dǎo)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(zhì)上是對鼓風機外殼內(nèi)的空氣進行加壓。與軸流風扇相比，它們產(chǎn)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(yīng)用中產(chǎn)生更多熱量的特定部分，例如功率 FET、DSP 或 FPGA。與軸流風扇一樣，它們也有交流和直流供電型號，具體取決于應(yīng)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(chǎn)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(shè)計都使用電機，因此任何一種的 EMI 效應(yīng)都會影響敏感應(yīng)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(shè)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(jié)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(yīng)用

鑒于其設(shè)計的可靠性和耐用性，離心式風扇可以在許多應(yīng)用中運行良好，這些應(yīng)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(diào)或干燥系統(tǒng)。對于電子產(chǎn)品，離心風扇經(jīng)常出現(xiàn)在筆記本電腦等小型設(shè)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(chǎn)生的干擾和噪音

早期設(shè)計應(yīng)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(dǎo) EMI）產(chǎn)生電磁干擾 (EMI)。干擾也可能來自電機磁鐵或定子繞組產(chǎn)生的不受約束的磁場 (UMF)。根據(jù)應(yīng)用，在設(shè)計階段及早關(guān)注這些因素可以節(jié)省時間和金錢。直流供電風扇產(chǎn)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(chǎn)生更少的噪音

任何運行中的風扇也會產(chǎn)生可聞噪聲，這可能是根據(jù)最終用途的設(shè)計考慮因素。噪聲因應(yīng)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(xué)，還會改變使用壽命和可能的應(yīng)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(yīng)在設(shè)計階段的早期審查產(chǎn)生熱量的系統(tǒng)的熱管理注意事項，特別是那些本質(zhì)上是電子的系統(tǒng)。這與尋求避免重新設(shè)計的時間和成本節(jié)約計劃是一致的。由于在產(chǎn)品或系統(tǒng)的整個生命周期中計劃的組件改進可能會產(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(shè)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(jié)： 

決定使用軸流式或離心式風扇時要問的問題

在指定設(shè)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(shè)備的設(shè)計中占地面積有多大？

●       驅(qū)動冷卻裝置的功率是多少？

●       產(chǎn)品會在惡劣的環(huán)境中運行嗎？

●       產(chǎn)品本身會產(chǎn)生任何氣體或微粒嗎？

●       您的產(chǎn)品或系統(tǒng)對 EMI 敏感嗎？

●       風扇產(chǎn)生的噪音水平是否有問題？

●       風扇的安裝方向是什么？

●       該產(chǎn)品是否適用于高可靠性應(yīng)用？

●       產(chǎn)品的預(yù)期生命周期是多少？

●       維修/返工/維護是一個因素嗎？

結(jié)論

使用軸流風扇或離心風扇都可以有效地管理對設(shè)備產(chǎn)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(shè)備都已在現(xiàn)場得到驗證。兩種類型風扇的現(xiàn)代設(shè)計都采用了比早期設(shè)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(jié)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。