如何选择正确的风扇或风机

所有需要使用风扇散热的电机与电子产品的设计工程师，必须决定一个特定系统散热所需的风量，而所需的风量取决于了解系统的耗电量及是否能带走足够的热量，以预防系统过热的情形发生。事实显示，系统的使用年限会由于冷却系统的不足而降低，所以设计工程师也应该明白，系统的销售量与价格，可能因为系统的使用年限不符使用者的预期而下降。

欲选择正确的通风组件，必须考虑下列目标：

• 的空气流动效率 
• zui小的适合尺寸 
• zui小的噪音 
• zui小的耗电量 
• zui大的可靠度与使用寿命 
• 合理的总成本

以下三个选择正确散热扇或鼓风扇的重要步骤，可帮你达成上述几个目标。

步骤一：总冷却需求
首先必须了解三个关键因素以得到总冷却需求：  

• 必须转换的热量即温差(DT) 
• 抵消转换热量的瓦特数(W) 
• 移除热量所需的风量(CFM) 

总冷却需求对于有效地运作系统甚为重要。有效率的系统运作必须提供理想的运作条件，使所有系统内的组件均能发挥zui大的功能与zui长的使用年限。下列几个方式，可用来选择一般用的风扇马达： 

• 算出设备内部产生的热量 
• 决定设备内部所能允许的温度上升范围。 
• 从方程式计算所需的风量。 
• 估计设备用的系统阻抗。 
• 根据目录的特性曲线或规格书来选择所需的风扇 

如果已知系统设备内部散热量与允许的总温度上升量，可得到冷却设备所需的风量。
以下为基本的热转换方程式: 
H = Cp × W × △T
其中.............
H = 热转换量 
Cp = 空气比热 
△T = 设备内上升的温度 
W = 流动空气重量 
我们已知 W = CFM x D 
其中, D = 空气密度 
经由代换后，我们得到: 

CFM=H/Cp x D x T

再由转换因子(conversion factors)与代入海平面空气的比热与密度，可得到以下的散热方程式：  
                                     CFM = 3.16×瓦／△℉ =1.76 x瓦／△° C
然后得到下列方程式:

       m3/min=0.09x瓦／△℉ =0.05 x瓦／△° C

1m3/min=35.315CFM
 

其中,
Q : 冷却所需的风量 
P : 设备内部散热量(即设备消耗的电功率) 
Tf : 允许内部温升 (华氏) 
Tc : 允许内部温升(摄氏) 
DT = DT1 与DT2之温差 

举例：

步骤二：全部系统阻抗／系统特性曲线

空气流动时，气流在其流动路径会遇上系统内部零件的阻扰，其阻抗会限制空气自由流通。压力的变化即测量到的静压，以英吋水柱表示。

为了确认每一槽排(slot)之冷却瓦特数，系统设计或制造厂商不但必须有风扇的有效风扇特性曲线以决定其zui大风量，而且必须知道系统的风阻曲线。此损失因风量而变化，系统内部的零件会造成风压的损失。即所谓的系统阻抗。

系统特性曲线之定义如下：

DP=KQn

其中,
K = 系统特定系数
Q= 风量 (立方呎)
n= 扰流因素，1 < n < 2
平层气流时， n=1
乱流气流时， n=2

步骤三：系统操作工作点