هر جزء یا سیستمی که گرمای عملیاتی تولید می کند که می تواند بر عملکرد آن تأثیر منفی بگذارد باید خنک شود. این یکی از آن قوانین ساده مهندسی است که شما در مدرسه یاد گرفتید. و احتمالاً تا زمانی که یک پروژه مدیریت حرارتی در دنیای واقعی را به عهده گرفتید نادیده گرفته شد.
به جز کاهش قدرت در سیستم، استفاده از مقداری هیت سینک، یا استفاده از لوله ها یا صفحات سرد، به یک فن برای جابجایی هوا و خنک کردن اشیا نیاز خواهید داشت. این به معنای انتخاب یک فن آکسیال یا یک هواکش سانتریفیوژ است. سوال این است که کدام طراحی برای نیازهای شما بهتر عمل می کند؟ این وبلاگ قصد دارد کمک کند.
فن محوری یا اکسیال چیست؟
یک فن آکسیال دارای یک محور چرخان موتوری است. که بر روی آن پره های اریب نصب شده است. که هوا را به داخل می کشد و آن را در جهتی موازی با شفت خارج می کند. فن آکسیال گاهی اوقات فن های پروانه ای نامیده می شوند. ممکن است اصطلاحات فن های لوله ای یا واناکسیال را نیز بشنوید. اینها به سادگی فن های آکسیال هستند که برای قرار گرفتن در یک کانال ساخته شده اند.
با این حال، جریان هوایی که فن های آکسیال ارائه می کنند، فشار کم است. این ترکیب فشار کم با جریان هوا با حجم بالا برای تجهیزات خنک کننده و فضاها ایده آل است زیرا جریان هوا به طور مساوی در یک منطقه تعریف شده توزیع می شود.
کاربردهای رایج برای فن آکسیال
فن های آکسیال حجم زیادی از هوا را به طور موثر و کارآمد حرکت می دهند. و معمولاً برای خنک کردن فضاهای کوچک و بزرگ استفاده می شوند. آنها می توانند تجهیزات الکترونیکی یا اتاق های کامپیوتر را خنک کنند.
آنها را می توان در عملیات تهویه مطبوع، در کندانسورهای ac، واحدهای تبادل حرارتی یا برای خنک کننده نقطه ای در سیستم های صنعتی استفاده کرد. فن آکسیال نیز می توانند به عنوان فن های اگزوز عمل کنند.
هواکش سانتریفیوژ چیست؟
فن سانتریفیوژ گاهی اوقات فن های شعاعی یا دمنده های گریز از مرکز نامیده می شوند. آنها دارای یک هاب موتور محرک هستند که حاوی پروانه هایی است. که هوا را به داخل محفظه فن می ریزد. و سپس به یک خروجی هدایت می شود. فن سانتریفیوژ هوا را با زاویه 90 درجه (عمود بر ورودی هوا) تخلیه می کنند.
فن گریز از مرکز اساساً هوا را در محفظه دمنده تحت فشار قرار می دهند. آنها جریان هوای ثابت و پر فشاری را در مقایسه با فن های محوری تولید می کنند. اما حجم کمتری از هوا را جابجا می کنند. آنها با پروانه های منحنی جلو یا عقب برای دمیدن یا مکش در دسترس هستند.
فن های گزیز از مرکز هوا
فن های گریز از مرکز هوا را از یک کلاه خارج می کنند. که به آنها اجازه می دهد یک منطقه خاص را هدف قرار دهند. و آنها را برای خنک کردن بخش خاصی از یک برنامه الکترونیکی که گرمای بیشتری تولید می کند. مانند FET برق، DSP یا FPGA، بهتر می کند. همانطور که در مورد فن آکسیال ، آنها نیز در هر دو مدل برق ac و dc، بسته به نوع کاربرد، عرضه می شوند. اما فن سانتریفیوژ معمولاً به قدرت بیشتری نسبت به فن آکسیال نیاز دارند.
هم دمنده های گریز از مرکز و هم فن های آکسیال نویز صوتی و الکترومغناطیسی تولید می کنند، اما مدل های گریز از مرکز تا حدودی بلندتر از مدل های آکسیال هستند.
مانند فن های محوری، دمنده های گریز از مرکز نیز در اندازه ها، سرعت ها و ردپای های مختلف موجود هستند. طراحی آنها، با محفظه ای که قطعات متحرک را احاطه کرده است. قابل اعتماد، بادوام و آسیب دیدن آنها بسیار دشوار است.
ترکیب فشار بالا با انتقال هوای کم حجم، فن های سانتریفیوژ را برای جابجایی هوا در یک منطقه متمرکز مانند کانال یا لوله ها یا برای استفاده های اگزوز یا تهویه عالی می کند.
کاربرد های رایج برای فن های گریز از مرکز
با توجه به قابلیت اطمینان و دوام طراحی آنها، فن های سانتریفیوژ می توانند در بسیاری از کاربردها که در محیط های خشن و کثیف با ذرات، هوای گرم و گازها کار می کنند، به خوبی کار کنند. از آنجایی که آنها معمولاً با کانال کشی یا لوله کشی استفاده می شوند، در سیستم های تهویه مطبوع یا خشک کردن، حتی در سطح سیستم کوچکتر، به خوبی کار می کنند. برای وسایل الکترونیکی، فن‌های گریز از مرکز اغلب در دستگاه‌های کوچک مانند لپ تاپ ها یافت میشوند، زیرا هوا در 90 درجه از ورودی خارج میشود که منجر به جهت‌گیری بالاتر میشود.
تداخل و نویز ایجاد شده توسط فن ها
طراحی اولیه باید به تداخل توجه شود. همه فن ها می توانند تداخل الکترومغناطیسی (EMI) یا از خود فن (EMI تابشی) یا از سیم های برق (EMI هدایت شده) ایجاد کنند. تداخل همچنین می تواند از میدان های مغناطیسی نامحدود (UMF) ناشی از آهنرباهای موتور یا سیم پیچ های استاتور باشد. بسته به کاربرد، توجه اولیه به این عوامل در مرحله طراحی می تواند در زمان و هزینه صرفه جویی کند. فن های DC نسبت به فن های برق دار EMI کمتری تولید می کنند.
مقایسه فن محوری و فن سانتریفیوژ
ملاحظات مدیریت حرارتی برای سیستم‌هایی که گرما تولید میکنند، به ویژه آنهایی که ماهیت الکترونیکی دارند، باید در اوایل مرحله طراحی بررسی شوند. این با ابتکارات صرفه جویی در زمان و هزینه سازگار است که به دنبال جلوگیری از طراحی مجدد است. همچنین میتواند به‌خصوص در نظر گرفتن ملاحظات حرارتی به دلیل بهبود اجزای برنامه‌ریزی‌شده در طول چرخه عمر یک محصول یا سیستم که ممکن است گرمای اضافی تولید کند، مفید باشد.
استفاده از فن محوری یا فن سانتریفیوژ به عنوان یک راه حل خنک کننده می تواند به عوامل مختلفی بستگی داشته باشد، بر اساس مزایا و معایب طراحی هر فن و آنچه سیستم شما نیاز دارد. در اینجا خلاصه ای از ویژگی های اصلی آنها آورده شده است:
فن های اکسیال
- حجم بالا/فشار کم
- جریان هوا به موازات محور
- سرعت عمل بالاتر از گریز از مرکز
- طرح های فشرده
- مصرف برق کمتر از گریز از مرکز
- صدای کمتری نسبت به سانتریفیوژ شنیده می شود
- به طور معمول، ارزان تر از گریز از مرکز
فن های گریز از مرکز
- فشار بالا/حجم کم
- جریان هوا عمود بر محور
- سرعت عمل کمتر از محوری
- برای خنک سازی مستقیم خاص بهتر است
- به طور معمول از قدرت بیشتری نسبت به محوری استفاده می کند
- صدای قابل شنیدن بیشتر از محوری
- بادوام و مقاوم در برابر محیط های خشن
هواکش های منحنی رو به جلو در جهت چرخش پروانه های هواکش می باشند. همچنین به ذرات حساس هستند و معمولاً برای هوای تمیز مثل تهویه هوا معین شده اند. پره های منحنی به سمت جلو صدای کمتری تولید میکنند و در فشار استاتیک آنها برای جابجایی حجم زیاد هوا در برابر فشارهای نسبتا کم مناسب هستند.
هواکش های منحنی رو به عقب کارآمدتر از هواکش های منحنی رو به جلو هستند و به حداکثر قدرت میرسند. این هواکش ها را نیز با نام غیر بار اضافی نیز میشناسند، زیرا تغییرات در فشار استاتیک موتور را بارگیری نمیکند.