如何選擇正確的風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)

所有需要使用風(fēng)扇散熱的電機(jī)與電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工程師，必須決定一個(gè)特定系統(tǒng)散熱所需的風(fēng)量，而所需的風(fēng)量取決于了解系統(tǒng)的耗電量及是否能帶走足夠的熱量，以預(yù)防系統(tǒng)過(guò)熱的情形發(fā)生。事實(shí)顯示，系統(tǒng)的使用年限會(huì)由于冷卻系統(tǒng)的不足而降低，所以設(shè)計(jì)工程師也應(yīng)該明白，系統(tǒng)的銷售量與價(jià)格，可能因?yàn)橄到y(tǒng)的使用年限不符使用者的預(yù)期而下降。

欲選擇正確的通風(fēng)組件，必須考慮下列目標(biāo)：

• 的空氣流動(dòng)效率 
• zui小的適合尺寸 
• zui小的噪音 
• zui小的耗電量 
• zui大的可靠度與使用壽命 
• 合理的總成本

以下三個(gè)選擇正確散熱扇或鼓風(fēng)扇的重要步驟，可幫你達(dá)成上述幾個(gè)目標(biāo)。

步驟一：總冷卻需求
首先必須了解三個(gè)關(guān)鍵因素以得到總冷卻需求：  

• 必須轉(zhuǎn)換的熱量即溫差(DT) 
• 抵消轉(zhuǎn)換熱量的瓦特?cái)?shù)(W) 
• 移除熱量所需的風(fēng)量(CFM) 

總冷卻需求對(duì)于有效地運(yùn)作系統(tǒng)甚為重要。有效率的系統(tǒng)運(yùn)作必須提供理想的運(yùn)作條件，使所有系統(tǒng)內(nèi)的組件均能發(fā)揮zui大的功能與zui長(zhǎng)的使用年限。下列幾個(gè)方式，可用來(lái)選擇一般用的風(fēng)扇馬達(dá)： 

• 算出設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的熱量 
• 決定設(shè)備內(nèi)部所能允許的溫度上升范圍。 
• 從方程式計(jì)算所需的風(fēng)量。 
• 估計(jì)設(shè)備用的系統(tǒng)阻抗。 
• 根據(jù)目錄的特性曲線或規(guī)格書(shū)來(lái)選擇所需的風(fēng)扇 

如果已知系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部散熱量與允許的總溫度上升量，可得到冷卻設(shè)備所需的風(fēng)量。
以下為基本的熱轉(zhuǎn)換方程式: 
H = Cp × W × △T
其中.............
H = 熱轉(zhuǎn)換量 
Cp = 空氣比熱 
△T = 設(shè)備內(nèi)上升的溫度 
W = 流動(dòng)空氣重量 
我們已知 W = CFM x D 
其中, D = 空氣密度 
經(jīng)由代換后，我們得到: 

CFM=H/Cp x D x T

再由轉(zhuǎn)換因子(conversion factors)與代入海平面空氣的比熱與密度，可得到以下的散熱方程式：  
                                     CFM = 3.16×瓦／△℉ =1.76 x瓦／△° C
然后得到下列方程式:

       m3/min=0.09x瓦／△℉ =0.05 x瓦／△° C

1m3/min=35.315CFM
 

其中,
Q : 冷卻所需的風(fēng)量 
P : 設(shè)備內(nèi)部散熱量(即設(shè)備消耗的電功率) 
Tf : 允許內(nèi)部溫升 (華氏) 
Tc : 允許內(nèi)部溫升(攝氏) 
DT = DT1 與DT2之溫差 

舉例：

步驟二：全部系統(tǒng)阻抗／系統(tǒng)特性曲線

空氣流動(dòng)時(shí)，氣流在其流動(dòng)路徑會(huì)遇上系統(tǒng)內(nèi)部零件的阻擾，其阻抗會(huì)限制空氣自由流通。壓力的變化即測(cè)量到的靜壓，以英吋水柱表示。

為了確認(rèn)每一槽排(slot)之冷卻瓦特?cái)?shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)或制造廠商不但必須有風(fēng)扇的有效風(fēng)扇特性曲線以決定其zui大風(fēng)量，而且必須知道系統(tǒng)的風(fēng)阻曲線。此損失因風(fēng)量而變化，系統(tǒng)內(nèi)部的零件會(huì)造成風(fēng)壓的損失。即所謂的系統(tǒng)阻抗。

系統(tǒng)特性曲線之定義如下：

DP=KQn

其中,
K = 系統(tǒng)特定系數(shù)
Q= 風(fēng)量 (立方呎)
n= 擾流因素，1 < n < 2
平層氣流時(shí)， n=1
亂流氣流時(shí)， n=2

步驟三：系統(tǒng)操作工作點(diǎn)