열교환기추가시팬고려사항

열교환기를시스템에통합

액체냉각루프를설계할때팬과열교환기를결합하고어셈블리를시스템에설치하는데몇가지고려사항이있습니다。이어플리케이션노트에서는플레넘,유동방향,체적및질량유량의사용과같은이러한고려사항이팬선택및통합에미치는영향을살펴봅니다。

플레넘

플레넘은열교환기핀으로부터팬을멀리하여공기가열교환기의전체면에분산되도록합니다。

팬이열교환기에너무가깝게배치되면열교환기의유효크기를팬의대략크기로감소시킵니다(그림1)。공기가더작은영역을통과하기때문에,그결과더높은공기측압력강하및감소된공기흐름이생성됩니다。더작은효과적열교환기역과감소된공기흐름의조합은열전달을줄입니다。

열교환기로부터정확한거리를두면(그림2참조)팬은열교환기의전체핀영역을가로질러공기를이동합니다。공기흐름이더넓은영역에분산되어있기때문에압력강하가낮아지므로공기흐름이커지고성능이향상됩니다。



열교환기에서최대의성능을얻으려면팬,플레넘및열교환기사이의접합부가공기누출을방지하고모든공기가열교환기를통해흐르는지확인하는것이중요합니다。

Aavid의표준열교환기대부분은좋은공기흐름을위한최적의거리에일체형팬플레이트와플레넘을갖추고있습니다。이렇게하면열교환기와시스템에통합할때최상의성능을유지할수있습니다。

팬 배치

성능，팬수명및소음을비롯한여러조건이팬배치에향을미칩니다。

성능

공기흐름에외부제한이없는경우,팬은밀거나당기는경우에관계없이주어진저항을통해동일한양의공기를이동합니다。즉,열린공간에서팬을열교환기에부착하는경우열교환기를가로질러공기를밀거나당길때성능차이가거의없습니다。팬이열교환기를가로질러공기를밀어내는경우열교환기로들어가는공기의온도가약간상승하여팬에의해발생하는열로인해성능이저하될수있습니다。대부분의경우이것은한계입니다。

그러나캐비닛냉각응용프로그램에서처럼공기경로가제한되는경우한방향이다른방향보다덜제한적일수있으므로성능차이가발생할수있습니다。이러한상황은사례별로평가되어야합니다。

팬 라이프

모든전기장치와마찬가지로팬의모터는더차가운온도에노출되면더오래지속됩니다。20℃가아닌60℃공기로팬을작동할때수명이55%감소할수있습니다。액체를냉각하는경우냉각기공기가팬의모터를통과하도록열교환기를가로질러시원한공기를밀어주는것이가장좋습니다。반대로,공기를냉각하는경우팬이열교환기에서공기를끌어오면팬수명과성능이향상됩니다。

소음

작업자로부터가장멀리떨어진열교환기측면의팬을배향하여작업자로부터공기를소모하여가장조용한작동을제공합니다。팬의소음수준에영향을줄수있는다른요인으로는전체공기흐름,블레이드크기및디자인,팬이작동하는속도등이있습니다。더크고느리게움직이는팬은작고빠른팬보다조용합니다。

체적흐름및질량흐름

냉각용량은질량유량에따라달라집니다。팬은일정한질량흐름이아닌일정한체적흐름을제공합니다。질량흐름및체적흐름은공기의밀도와관련이있습니다。밀도가높은공기는더높은질량유량을제공하므로향상된열교환기성능을제공합니다。

공기의밀도는압력과온도에의해결정됩니다。14.7°F 59의온도와psia의압력에서공기의밀도는0.076磅/发生입니다。온도를높이거나압력을줄이면밀도가낮아집니다。높은온도와고도에서작동할때이낮은밀도를보정하기위해더많은체적흐름이필요합니다。

예를들어,마린팬이장착된6210개의열교환기는225 cfm의공기유속을가합니다。14.7°F 59에서psa의압력으로,이것은17.1磅/分钟의질량유량에해당합니다。그러나20000피트의고도에서질량유량은이값의절반미만입니다。그림3는이질량유량이고도및온도에따라어떻게변화하는지보여줍니다。

그림3:다양한온도및고도에서마린팬을장착한6210개의열교환기의체적유량대질량유량

구역	59°F	100°F	200°F
체적흐름(cfm)	질량흐름(파운드/분)	체적흐름(cfm)	질량흐름(파운드/분)	체적흐름(cfm)	질량흐름(파운드/분)
해수면(0피트)	225	17.1	225	15.7	225	13.5
1000피트	225	16.4	225	15.3	225	12.8
20000피트	225	7.8	225	7.2	225	6．0

결론

일반적으로시스템에열교환기와팬을설치할때다음을수행해야합니다。

• 플레넘을사용하여공기분배가양호하고따라서최적의성능을제공합니다。
• 시스템구성,소음요구사항및팬수명을고려하여열교환기를통해공기를밀거나끌지여부를결정합니다。
• 높은온도또는고도에서작동하는경우선택한팬이적절한지확인하기위해공기밀도를고려하십시오。