轴流风扇与离心风机的工程选型方法
第一章 为什么不能只看最大风量
在风扇样本中,最容易被关注的参数通常是最大风量。
例如:
· 300 CFM;
· 500 CFM;
· 10 m³/min;
· 17 m³/min。
但最大风量通常是在接近零静压状态下测得的。也就是说,风机进出口几乎没有明显阻力,空气可以自由流动。
而在真实设备中,空气往往需要经过:
· 防尘过滤网;
· 百叶窗;
· 金属防护网;
· EMI屏蔽网;
· 散热器鳍片;
· 蒸发器或冷凝器;
· 狭窄风道;
· 电缆和结构件;
· 多次转弯;
· 较小的进出风口。
这些结构都会产生压力损失。
因此,一台标称最大风量很大的风扇,安装到设备中以后,实际风量可能明显下降。下降程度取决于两方面:
1. 风机本身的压力—风量特性;
2. 设备风道的系统阻抗特性。
工业散热设计真正需要关注的,不是最大风量,而是:
风机性能曲线与系统阻抗曲线的交点。
这个交点就是风机在设备中的实际工作点。
第二章 轴流风扇的工作原理
轴流风扇的气流方向基本与叶轮旋转轴平行。
空气从风扇一侧吸入,沿轴向从另一侧排出。
典型结构包括:
· 叶轮;
· 电机;
· 框架;
· 支撑肋;
· 轴承;
· 驱动电路;
· 信号线或控制线。
轴流风扇最重要的特点是:
· 结构紧凑;
· 安装简单;
· 单位体积风量较大;
· 适合直线通风;
· 产品尺寸规格丰富;
· 易于安装在机柜壁面或散热器后方;
· 成本和系统复杂度通常较低。
常见尺寸包括:
· 40 mm;
· 60 mm;
· 80 mm;
· 92 mm;
· 120 mm;
· 140 mm;
· 172 mm;
· 200 mm以上。
轴流风扇广泛应用于:
· 服务器;
· 工控机;
· 变频器;
· 伺服驱动器;
· UPS;
· 通信电源;
· 医疗设备;
· 工业控制柜;
· 轨道交通电源;
· 充电模块。
它最适合的工况是:
气流路径相对直接,阻力处于低到中等水平,设备需要较大通风量,并且安装空间更适合轴向进风、轴向出风。
第三章 离心风机的工作原理
离心风机通常从叶轮中心吸入空气,空气经过叶轮加速后,沿径向或切向排出。
其气流方向通常发生约90°变化。
常见形式包括:
· 前向多翼离心风机;
· 后向离心风机;
· 涡轮式离心风机;
· 带蜗壳鼓风机;
· 无蜗壳后向离心风机;
· 紧凑型离心鼓风机。
离心风机的主要特点包括:
· 静压能力通常较强;
· 适合高阻力风道;
· 适合空气需要转向的结构;
· 更容易推动空气穿过密集散热器或过滤系统;
· 可用于较长风道;
· 适合设备内部建立定向送风;
· 对出风口结构和风道密封要求较高。
典型应用包括:
· 储能PCS;
· 光伏逆变器;
· 大功率UPS;
· 工业空调;
· 商用制冷;
· 半导体设备;
· 除尘设备;
· 通信户外柜;
· 高密度电源系统;
· 需要穿过换热器的设备。
它最适合的工况是:
风道阻力较高、气流需要集中输送、风向需要转弯,或者空气必须穿过高密度散热器、过滤器和换热器。









