如何選擇正確的風扇或風機

所有需要使用風扇散熱的電機與電子產品的設計工程師，必須決定一個特定系統(tǒng)散熱所需的風量，而所需的風量取決于了解系統(tǒng)的耗電量及是否能帶走足夠的熱量，以預防系統(tǒng)過熱的情形發(fā)生。事實顯示，系統(tǒng)的使用年限會由于冷卻系統(tǒng)的不足而降低，所以設計工程師也應該明白，系統(tǒng)的銷售量與價格，可能因為系統(tǒng)的使用年限不符使用者的預期而下降。

欲選擇正確的通風組件，必須考慮下列目標：

• 的空氣流動效率 
• zui小的適合尺寸 
• zui小的噪音 
• zui小的耗電量 
• zui大的可靠度與使用壽命 
• 合理的總成本

以下三個選擇正確散熱扇或鼓風扇的重要步驟，可幫你達成上述幾個目標。

步驟一：總冷卻需求
首先必須了解三個關鍵因素以得到總冷卻需求：  

• 必須轉換的熱量即溫差(DT) 
• 抵消轉換熱量的瓦特數(shù)(W) 
• 移除熱量所需的風量(CFM) 

總冷卻需求對于有效地運作系統(tǒng)甚為重要。有效率的系統(tǒng)運作必須提供理想的運作條件，使所有系統(tǒng)內的組件均能發(fā)揮zui大的功能與zui長的使用年限。下列幾個方式，可用來選擇一般用的風扇馬達： 

• 算出設備內部產生的熱量 
• 決定設備內部所能允許的溫度上升范圍。 
• 從方程式計算所需的風量。 
• 估計設備用的系統(tǒng)阻抗。 
• 根據(jù)目錄的特性曲線或規(guī)格書來選擇所需的風扇 

如果已知系統(tǒng)設備內部散熱量與允許的總溫度上升量，可得到冷卻設備所需的風量。
以下為基本的熱轉換方程式: 
H = Cp × W × △T
其中.............
H = 熱轉換量 
Cp = 空氣比熱 
△T = 設備內上升的溫度 
W = 流動空氣重量 
我們已知 W = CFM x D 
其中, D = 空氣密度 
經由代換后，我們得到: 

CFM=H/Cp x D x T

再由轉換因子(conversion factors)與代入海平面空氣的比熱與密度，可得到以下的散熱方程式：  
                                     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 : 冷卻所需的風量 
P : 設備內部散熱量(即設備消耗的電功率) 
Tf : 允許內部溫升 (華氏) 
Tc : 允許內部溫升(攝氏) 
DT = DT1 與DT2之溫差 

舉例：

步驟二：全部系統(tǒng)阻抗／系統(tǒng)特性曲線

空氣流動時，氣流在其流動路徑會遇上系統(tǒng)內部零件的阻擾，其阻抗會限制空氣自由流通。壓力的變化即測量到的靜壓，以英吋水柱表示。

為了確認每一槽排(slot)之冷卻瓦特數(shù)，系統(tǒng)設計或制造廠商不但必須有風扇的有效風扇特性曲線以決定其zui大風量，而且必須知道系統(tǒng)的風阻曲線。此損失因風量而變化，系統(tǒng)內部的零件會造成風壓的損失。即所謂的系統(tǒng)阻抗。

系統(tǒng)特性曲線之定義如下：

DP=KQn

其中,
K = 系統(tǒng)特定系數(shù)
Q= 風量 (立方呎)
n= 擾流因素，1 < n < 2
平層氣流時， n=1
亂流氣流時， n=2

步驟三：系統(tǒng)操作工作點