轴流风扇与离心风扇——有什么区别？

必须冷却任何会产生负面影响热量的组件或系统。这是您在学校学到的简单工程规则之一，在您负责实际热管理项目之前可能会忽略这些规则。

除了在系统中节流功率、应用一些散热器、使用管道或冷板外，您还需要一个风扇来使空气流通冷却物体。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？本博客旨在提供信息来帮您选择。

什么是轴流风扇？

轴流风扇有一个电机驱动的旋转轴（轴线），其上安装有倾斜的叶片，这些叶片沿平行于轴的方向吸入空气并迫使空气排出。轴流风扇有时被称为螺旋桨风扇。您可能还会听到管轴式或轴流式风扇等术语。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使空间通风。它们有从板级到房间大小的任何尺寸，并且它们不需要很多功率来运行，具体取决于尺寸。它们也有交流和直流两种型号。交流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。这种低压与大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指定区域。 

轴流风扇的常见应用

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风扇运行。

什么是离心风机？

离心风机有时也称为径流式风机或离心鼓风机。它们有一个电机驱动的轮毂，其中包含叶轮，将空气排入风扇外壳，然后引导至出口。离心风机以与进气口成 90 度角（垂直）的方式排出空气。

离心风扇从进气口排出 90° 的空气

离心风扇本质上是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小。它们可配备用于吹气或吸气的前向或后向弯曲叶轮。离心风扇从整流罩中排出空气，这使它们能够针对特定区域，从而更好地冷却电子应用中产生更多热量的特定部分，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，但离心风扇通常需要比轴流风扇更多的功率才能运行。离心式鼓风机和轴流式风扇都会产生可听噪声和电磁噪声，但离心式鼓风机比轴流式鼓风机的声音要大一些。由于两种风扇设计都使用电机，因此任何一种的 EMI 效应都会影响敏感应用中的系统性能。

与轴流风机一样，离心式鼓风机也有许多不同的尺寸、速度和占地面积。他们的设计具有围绕运动部件的外壳，可靠、耐用且不易损坏。

高压与低流量空气输送的结合使离心式风扇非常适合通过管道系统或管道等集中区域移动空气，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，这些应用在含有颗粒、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，因此即使在较小的系统级别，它们也能很好地用于空调或干燥系统。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，因为空气从进气口以 90 度角排出，从而获得更高的方向性。

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不受约束的磁场 (UMF)。根据应用，在设计阶段及早关注这些因素可以节省时间和金钱。直流供电风扇产生的 EMI 往往低于交流供电风扇。

轴流式风扇通常比离心式鼓风机产生更少的噪音

任何运行中的风扇也会产生可闻噪声，这可能是根据最终用途的设计考虑因素。噪声因应用、系统中的位置、组件密度、移动的空气量、风扇尺寸、使用的轴承类型等而异。风扇中的轴承不仅会影响声学，还会改变使用寿命和可能的应用。通常可以通过更好的风扇放置、机械隔离、使用进气口格栅、出气口扩散器来减轻可闻噪声。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，轴流式风扇通常比离心式风扇更安静。

比较轴流式风扇和离心式风扇

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。这与寻求避免重新设计的时间和成本节约计划是一致的。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，因此考虑到热量考虑因素也可能特别有用。

采用轴流风扇或离心风扇作为冷却解决方案取决于多种因素，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： 

决定使用轴流式或离心式风扇时要问的问题

在指定设计所需的冷却风扇类型之前，需要回答以下一些问题：

●       您需要冷却多大的空间？

●       冷却需求是恒定的还是按需的？

●       您在冷却设备的设计中占地面积有多大？

●       驱动冷却装置的功率是多少？

●       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？

●       风扇产生的噪音水平是否有问题？

●       风扇的安装方向是什么？

●       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都可以有效地管理对设备产生多余热量的对流冷却。通过多年的使用和不断改进，这两种类型的设备都已在现场得到验证。两种类型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。从中二选一的问题只剩简单地归结为如何满足您的系统要求。 CUI Devices 提供各种框架尺寸和气流额定值的直流轴流风扇和离心式鼓风机。