换热器风扇选择

如何计算哪个粉丝适合您的应用程序

一种热交换器，是被设计为有效地从一个物质转移或“交换”热到另一个的装置。当流体被用于传递热量，流体可以是液体，例如水或油，或者可以移动的空气。换热器的最知名的类型是汽车散热器。在散热器中的水和乙二醇中的溶液，也被称为防冻剂，将来自发动机加热到散热器，然后从散热器到流过它的环境空气。这个过程有助于保持汽车发动机过热。同样，爱美达的换热器的设计，从飞机发动机，光学，X射线管，激光器，电源，军事装备，以及许多其他类型的设备需要冷却超越风冷散热器可以提供带走多余的热量。

空气 - 液体冷却应用中最重要的参数之一是气流。为了计算冷却过程所需的气流，必须知道要耗散的热量和气温变化。然而，单独的气流在选择风扇时是不够的。还还必须计算沿着空气路径的系统阻抗。气流和系统阻抗定义冷却过程所需的风扇操作点。当为热交换器选择风扇时，其他一些考虑因素包括风扇与鼓风机，恒定或可变流量和AC或DC电源。

建立气流要求

选择用于热交换器的风扇的第一步是近似于散发过程中产生的热量所需的气流。估计所需气流的基本方程是：

这被称为热能方程。通过在STP（标准温度和压力）条件下加入转换因子和空气的比和密度，简化了方程（1）：



在哪里：



对于等式（2），体积流量的单位是立方英尺/分钟（CFM），传递的热量为瓦特，温度变化的单位是华氏度。例如，要从小型电子柜中拆下145W，以将空气从90°F（32°C）冷却至73°F（23°C），我们需要：



这是在STP条件下消散机柜内产生的热量所需的气流。应该指出的是，空气质量，而不是其体积，确定冷却能力。

确定系统阻抗

一旦估计气流，必须计算或测量系统阻抗或“气流阻力”。系统阻抗以静压表示为气流的函数。典型的系统阻抗曲线由等式（4）控制：

在哪里：



该等式描述了静压与特定系统所需的气流之间的关系。

回到前面的示例，使用等式4我们通过机柜计算静压，为0.11英寸的水。在本申请中，52°F（11°C）上有高达1 GPM的可用设施水。我们需要选择一个风扇，该风扇可以在0.11英寸的水和热交换器上提供至少27个CFM的气流，并且在使用1 GPM或更少的水时具有以下性能的热交换器：



ITD是传入热空气和冷水之间的初始温度差。

如下面的图1所示，当与风扇，可以提供至少27 CFM和水流量大于0.25加仑配对6105铜管翅式换热器将提供6.9 W /℃。如果我们选择如图2的东方马达风扇模型MU1225S，粉红色垂直线和水平线表明，在中所需的水0.11英寸该风扇将提供39 CFM，这大大超过了27 CFM的要求。这是需要注意的重要，但是，风扇配件如手指防护装置和过滤器可对风扇性能产生影响，如由在点气流之间的差A，B和C在图2中的高阻抗系统如我们的例子中，对风机性能的影响是最小的。随着低阻抗系统虽然，风扇性能的影响可能更大。如果我们的内阁有一个明确的气流路径，系统阻抗会相对较低，配件会对风机性能显著的影响，如由上图1.风量的显著丢分d，E和F之间的气流差异所需的量会影响热交换器的性能。





除了气流和系统阻抗外，选择风扇等风扇类型，恒定或可变流量，AC或DC电源，空气密度，噪声，寿命，EMI / RFI干扰等时，必须考虑其他重要因素。第2部分将涵盖空气密度，可听噪声，预期寿命和EMI / RFI干扰的考虑。

轴流风扇或鼓风机

在识别系统阻抗和总体所需的气流之后，下一个考虑通常是使用的风扇类型。最普遍的风扇类型是轴向风扇和鼓风机。轴向风扇在平行于风扇叶片轴线的方向的方向上移动空气。它们在低静态压力条件下运行良好，并且在低噪声是必需时是优选的。鼓风机设计为离心机，空气垂直于旋转轴线移动。它们适用于高压应用，如电信和高端服务器，并以最大效率在其峰值静态压力附近运行。

恒定或可变流量

球迷往往是由于超大的尺寸计算是基于最坏的情况。例如，风扇可以基于在一个非常高的环境温度所需要或基于最大散热的尺寸。在这种情况下，可能只需要在极端的情况下，由一个超大的风扇提供的额外性能。对于许多操作阶段，一个相当低的空气流量就足够了。例如，使用较低的气流为较低的环境温度，或者当设备只与一个部分负荷运行。“智能”风扇是用于这种应用的有效解决方案，其中，以适应变化的条件是必要的。利用这种类型的依赖于温度的风扇控制的，速度当热负载较低下降。因此，噪声和发射功率要求降低。

AC或DC风扇

您的系统可用功率可能决定了风扇的类型。如果您的应用程序是电源灵活的，则应权衡DC与AC风扇的优点。直流风扇提供可变流量，而AC风扇提供恒定流量。在过去，DC风扇比AC球迷更昂贵。如今，价格差异几乎不存在，人们可以更加基于性能和功能来做出决策。尽管今天的AC风扇仍然广泛使用，但DC风扇寿命较长，功耗较少约60％，较低的EMI（电磁干扰）和RFI（射频干扰）。

选择用于热交换器的风扇时，不仅看看冷却要求和系统阻抗，还非常重要，也很重要，也很重要，而且在风扇类型，恒定或可变流量和交流电源或直流电源操作时看起来非常重要。本文的第2部分将讨论额外的风扇考虑，例如预期寿命，空气密度，噪声和EMI / RFI干扰。