軸流風(fēng)扇與離心風(fēng)扇——有什么區(qū)別？

必須冷卻任何會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響熱量的組件或系統(tǒng)。這是您在學(xué)校學(xué)到的簡(jiǎn)單工程規(guī)則之一，在您負(fù)責(zé)實(shí)際熱管理項(xiàng)目之前可能會(huì)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(gè)風(fēng)扇來使空氣流通冷卻物體。這意味著可以選擇軸流式風(fēng)扇或離心式風(fēng)扇設(shè)計(jì)。問題是，哪種設(shè)計(jì)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(fēng)扇？

軸流風(fēng)扇有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(fēng)扇有時(shí)被稱為螺旋槳風(fēng)扇。您可能還會(huì)聽到管軸式或軸流式風(fēng)扇等術(shù)語。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(jí)到房間大小的任何尺寸，并且它們不需要很多功率來運(yùn)行，具體取決于尺寸。它們也有交流和直流兩種型號(hào)。交流電風(fēng)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(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(qū)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(shè)備和空間，因?yàn)闅饬骶鶆蚍植荚谥付▍^(qū)域。 

軸流風(fēng)扇的常見應(yīng)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(shè)備或計(jì)算機(jī)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(fēng)扇也可以作為排風(fēng)扇運(yùn)行。

什么是離心風(fēng)機(jī)？

離心風(fēng)機(jī)有時(shí)也稱為徑流式風(fēng)機(jī)或離心鼓風(fēng)機(jī)。它們有一個(gè)電機(jī)驅(qū)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(dǎo)至出口。離心風(fēng)機(jī)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(duì)鼓風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)的空氣進(jìn)行加壓。與軸流風(fēng)扇相比，它們產(chǎn)生穩(wěn)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(duì)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(fēng)扇一樣，它們也有交流和直流供電型號(hào)，具體取決于應(yīng)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(yùn)行。離心式鼓風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)扇都會(huì)產(chǎn)生可聽噪聲和電磁噪聲，但離心式鼓風(fēng)機(jī)比軸流式鼓風(fēng)機(jī)的聲音要大一些。由于兩種風(fēng)扇設(shè)計(jì)都使用電機(jī)，因此任何一種的 EMI 效應(yīng)都會(huì)影響敏感應(yīng)用中的系統(tǒng)性能。

與軸流風(fēng)機(jī)一樣，離心式鼓風(fēng)機(jī)也有許多不同的尺寸、速度和占地面積。他們的設(shè)計(jì)具有圍繞運(yùn)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(jié)合使離心式風(fēng)扇非常適合通過管道系統(tǒng)或管道等集中區(qū)域移動(dòng)空氣，或用于排氣或通風(fēng)用途。

離心風(fēng)機(jī)的常見應(yīng)用

鑒于其設(shè)計(jì)的可靠性和耐用性，離心式風(fēng)扇可以在許多應(yīng)用中運(yùn)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(yùn)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(jí)別，它們也能很好地用于空調(diào)或干燥系統(tǒng)。對(duì)于電子產(chǎn)品，離心風(fēng)扇經(jīng)常出現(xiàn)在筆記本電腦等小型設(shè)備中，因?yàn)榭諝鈴倪M(jìn)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(fēng)機(jī)示例

風(fēng)扇產(chǎn)生的干擾和噪音

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

任何運(yùn)行中的風(fēng)扇也會(huì)產(chǎn)生可聞噪聲，這可能是根據(jù)最終用途的設(shè)計(jì)考慮因素。噪聲因應(yīng)用、系統(tǒng)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(yīng)用。通?？梢酝ㄟ^更好的風(fēng)扇放置、機(jī)械隔離、使用進(jìn)氣口格柵、出氣口擴(kuò)散器來減輕可聞噪聲。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(yīng)在設(shè)計(jì)階段的早期審查產(chǎn)生熱量的系統(tǒng)的熱管理注意事項(xiàng)，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(jì)的時(shí)間和成本節(jié)約計(jì)劃是一致的。由于在產(chǎn)品或系統(tǒng)的整個(gè)生命周期中計(jì)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(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)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(fēng)扇時(shí)要問的問題

在指定設(shè)計(jì)所需的冷卻風(fēng)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(jì)中占地面積有多大？

●       驅(qū)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(yùn)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(tǒng)對(duì) EMI 敏感嗎？

●       風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音水平是否有問題？

●       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(yīng)用？

●       產(chǎn)品的預(yù)期生命周期是多少？

●       維修/返工/維護(hù)是一個(gè)因素嗎？

結(jié)論

使用軸流風(fēng)扇或離心風(fēng)扇都可以有效地管理對(duì)設(shè)備產(chǎn)生多余熱量的對(duì)流冷卻。通過多年的使用和不斷改進(jìn)，這兩種類型的設(shè)備都已在現(xiàn)場(chǎng)得到驗(yàn)證。兩種類型風(fēng)扇的現(xiàn)代設(shè)計(jì)都采用了比早期設(shè)計(jì)更堅(jiān)固、更輕且更具成本效益的材料。從中二選一的問題只剩簡(jiǎn)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(fēng)扇和離心式鼓風(fēng)機(jī)。