没有节流系统中的电源,应用一些散热器,或者使用管道或冷板,您将需要一个风扇来排出一些空气并冷却东西。这意味着可以选择轴流式风扇或离心式风扇设计。问题是,哪种设计最适合您的需求?

什么是轴流风机?

轴流风扇有一个电机驱动的旋转轴(轴),其上安装有倾斜的叶片,这些叶片将空气吸入并沿平行于轴的方向将其排出。轴流风扇有时也称为螺旋桨风扇。您可能还会听到管轴或叶片轴流风扇的术语。这些只是安装在管道中的轴流风扇。
轴流风扇平行于进气口排出空气
轴流风扇有效且高效地移动大量空气以冷却物体或通风空间。它们几乎可以提供从板级到房间大小的任何尺寸,并且它们不需要很大的功率来操作,具体取决于尺寸。它们也有交流和直流两种型号。交流供电风扇的额定电压通常高于 100 伏并使用线路电流。直流供电的风扇电压可以低得多(3、5、12、24 或 48 Vdc),但通常由电源或电池驱动。
然而,轴流风扇提供的气流是低压的。这种低压与高流量气流的组合非常适合冷却设备和空间,因为气流均匀分布在定义的区域中。

轴流风机的常见应用
轴流风扇有效且高效地移动大量空气,通常用于冷却小型和大型空间。它们可以冷却电子设备或计算机房。它们可用于 HVAC 操作、交流冷凝器、热交换装置或工业系统中的局部冷却。轴流风扇也可以作为排气风扇运行。

什么是离心风机?
离心式风扇有时也称为径流式风扇或离心式鼓风机。它们有一个电机驱动的轮毂,其中包含叶轮,这些叶轮将空气排放到风扇外壳中,然后将其引导至出口。离心风扇以与进气口成 90 度角(垂直)的方式排出空气。
离心风扇将空气从进气口排出 90°
离心式风扇主要对鼓风机外壳内的空气进行加压。与轴流风扇相比,它们产生稳定的高压气流,但它们移动的空气量较少。它们可配备前向或后向弯曲叶轮,用于吹气或抽吸。离心风扇将空气从整流罩中排出,使其能够瞄准特定区域,从而更好地冷却产生更多热量的电子应用的特定部分,例如功率 FET、DSP 或 FPGA。与轴流风扇一样,它们也有交流和直流供电型号,具体取决于应用,但离心风扇通常比轴流风扇需要更多的功率来运行。离心式鼓风机和轴流式风扇都会产生可听和电磁噪声,但离心式风机比轴流式风机的声音要大一些。
与轴流式风扇一样,离心式鼓风机也有许多不同的尺寸、速度和占地面积。它们的设计带有围绕运动部件的外壳,可靠、耐用且不易损坏。
高压与低风量输送相结合,使离心风机非常适合将空气通过管道系统或管道等集中区域,或用于排气或通风用途。

离心风机的常见应用
鉴于其设计的可靠性和耐用性,离心式风扇可以在许多应用中运行良好,这些应用在具有微粒、热空气和气体的恶劣和肮脏环境中运行。由于它们通常与管道系统或管道一起使用,因此它们在空调或干燥系统中运行良好,即使在较小的系统级别也是如此。对于电子产品,离心风扇经常出现在笔记本电脑等小型设备中,因为空气如何以 90 度角从进气口排出,从而导致更高的方向性。
管道系统中使用的离心式鼓风机示例
风扇产生的干扰和噪音
早期设计应考虑干扰。所有风扇都可能从风扇本身(辐射 EMI)或电源线(传导 EMI)产生电磁干扰 (EMI)。干扰也可能来自电机磁铁或定子绕组产生的非包含磁场 (UMF)。根据应用的不同,在设计阶段及早关注这些因素可以节省时间和金钱。直流供电风扇比交流供电风扇产生的 EMI 更小。
轴流风扇通常比离心鼓风机产生更少的噪音
任何运行中的风扇也会产生可听噪声,并且可能是设计考虑因素,具体取决于最终用途。噪音因应用、系统中的位置、组件的密度、移动的空气量、风扇的尺寸、使用的轴承类型等而异。风扇中的轴承不仅会影响声学效果,还会改变使用寿命和可能的应用。声音噪音通常可以通过更好的风扇放置、机械隔离或使用进气格栅或排气扩散器来减轻。通常,CFM 或​移动的空气量越高,噪音越大。但是,较大的风扇与较小的风扇移动相同的 CFM 往往更安静。同样,轴流式风扇通常比离心式风扇更安静。

比较轴流风机和离心风机
对于产生热量的系统,尤其是电子性质的系统,应在设计阶段及早审查热管理注意事项。这与旨在避免重新设计的节省时间和成本的举措是一致的。由于在产品或系统的整个生命周期中计划的组件改进可能会产生额外的热量,因此考虑热因素也可能特别有用。
使用轴流风扇或离心风扇作为冷却解决方案可能取决于多种因素,具体取决于每种风扇设计的优缺点以及您的系统需求。以下是它们主要特征的简要总结:
轴流风扇
离心风机
  • 大容量/低压
  • 平行于轴的气流
  • 比离心更高的运行速度
  • 紧凑型设计
  • 比离心式能耗低
  • 比离心式噪音更小
  • 通常,比离心便宜
  • 高压/小容量
  • 气流垂直于轴
  • 运行速度低于轴向
  • 更适合特定的定向冷却
  • 通常比轴向使用更多的功率
  • 比轴向噪音更大的噪音
  • 经久耐用,可抵御恶劣环境




在决定选择轴流风机或离心风机时要问的问题
在指定设计所需的冷却风扇类型之前,需要回答以下问题:


      • 你需要多大的空间来冷却?
      • 冷却需求是恒定的还是按需的?
      • 在冷却装置的设计中,您的占地面积是多少?
      • 什么功率可用于驱动冷却装置?
      • 产品会在恶劣的环境中运行吗?
      • 产品本身会产生任何气体或微粒吗?
      • 您的产品或系统对 EMI 敏感吗?
      • 风扇产生的可听噪音水平是否有问题?
      • 风扇将安装在哪个方向?
      • 该产品是否适用于高可靠性应用?
      • 产品的预期生命周期是什么?
      • 维修/返工/维护是一个因素吗?

结论
产生多余热量的设备的对流冷却可以使用轴流式风扇或离心式风扇进行有效管理。通过多年的使用和不断的改进,这两种类型的设备都已在现场得到验证。这两种风扇的现代设计都采用了比早期设计更坚固、更轻且更具成本效益的材料。您决定使用其中一个或另一个将简单地归结为满足您系统的要求。CUI Devices 提供范围广泛的直流轴流风扇和离心鼓风机,具有各种框架尺寸和气流额定值。