任何产生运行热量可能对其性能产生负面影响的组件或系统都必须冷却。这是您在学校学到的简单工程规则之一，在您承担实际热管理项目任务之前可能会忽略它。

除了节流系统中的电源、应用一些散热器或使用管道或冷板之外，您将需要一个风扇来移动一些空气并冷却东西。这意味着可以选择轴流风扇或离心风扇设计。问题是，哪种设计最适合您的需求？本博客旨在提供帮助。

什么是轴流风机？

轴流风扇具有电机驱动的旋转轴（轴），其上安装有倾斜的叶片，可将空气沿平行于轴的方向吸入和排出。轴流风机有时也称为螺旋桨风机。您可能还会听到“管轴”或“叶片轴流风扇”这两个术语。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为空间通风。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运行，具体取决于尺寸。它们还有交流和直流两种型号。交流供电的风扇通常额定电压高于 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。这种低压与大容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指定区域。

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，通常用于冷却小空间和大空间。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。轴流风机也可以用作排气扇。

什么是离心风机？

离心风机有时被称为径向风机或离心鼓风机。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，然后被引导到出口。离心式风扇以与进气口成 90 度角（垂直）的方式排出空气。

离心式风扇从进气口排出 90° 的空气

离心风扇主要是对鼓风机外壳内的空气加压。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。它们可配备向前或向后弯曲的叶轮，用于吹气或吸入。离心风扇从整流罩中排出空气，这使它们能够瞄准特定区域，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，但离心式风扇通常需要比轴流风扇更多的功率来运行。离心式鼓风机和轴流风机都会产生可听和电磁噪声，但离心式鼓风机比轴流式风机稍大。

与轴流风机一样，离心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。

高压与低容量空气输送相结合，使离心风机非常适合将空气移动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，离心风机可以在许多应用中良好运行，这些应用在有颗粒、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也能很好地工作，即使是在较小的系统级别。对于电子产品，离心式风扇经常出现在笔记本电脑等小型设备中，因为空气从进气口以 90 度角排出，从而导致更高的方向性。

管道系统中使用的离心鼓风机示例

风扇产生的干扰和噪音

早期设计时应考虑干扰。所有风扇都可以从风扇本身（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受控磁场 (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。直流供电的风扇比交流供电的风扇产生的 EMI 更小。

轴流风机产生的噪音通常比离心鼓风机低

任何运行中的风扇也会产生可听见的噪音，这可能是取决于最终用途的设计考虑因素。噪声通过应用，放置在系统变化时，部件的密度，空气的量移动时，风扇的尺寸，所使用的轴承类型等轴承中的风扇不仅影响声学但可以改变寿命和可能的应用。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出口扩散器来减轻。通常，CFM 或​​移动的空气量越高，噪音越大。然而，与较小风扇移动相同 CFM 的较大风扇往往更安静。同样，轴流风扇通常比离心风扇更安静。

比较轴流风机和离心风机

应在设计阶段的早期审查产生热量的系统的热管理注意事项，特别是那些本质上是电子的系统。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可能会产生额外热量的计划组件改进，它也可以特别有用地适应热考虑。

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要求。以下是它们主要特征的快速总结：

决定轴流式或离心式风机时要问的问题

在指定您的设计所需的冷却风扇类型之前，以下是一些需要回答的问题：

• • 你需要多大的空间来冷却？
  • 冷却需求是恒定的还是按需的？
  • 您在设计冷却设备时的占地面积是多少？
  • 有哪些功率可用于驱动冷却设备？
  • 产品是否会在恶劣的环境中运行？
  • 产品本身会产生任何气体或微粒吗？
  • 您的产品或系统是否对 EMI 敏感？
  • 风扇产生的可听噪音水平是否有问题？
  • 风扇将安装在什么方向？
  • 该产品是否适用于高可靠性应用？
  • 产品的预期生命周期是多少？
  • 维修/返工/维护是一个因素吗？

结论

使用轴流风扇或离心风扇可以有效管理产生多余热量的设备的对流冷却。通过多年的使用和持续改进，这两种类型的设备都在现场得到了证明。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。您决定使用其中之一将简单地归结为满足您的系统要求。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。

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