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鼓风机技术的进步:鼓风机和主动空气冷却系统

概述

虽然风扇是最常见的风冷技术,但在过去的几十年里,鼓风机的使用和创新激增,因为它们正在针对较新的应用进行优化。本文将概述何时有效利用鼓风机以及下一代应用的新进展。这些进步范围从超薄轻型鼓风机设计到用于系统级冷却的低声学效果的大型鼓风机托盘。选择正确的技术和集成对于优化应用程序的性能至关重要。

强制对流:风扇与鼓风机

对热管理方法和技术进行分类的最常见方法之一是它们是被动的还是主动的。被动冷却利用自然对流来优化散热,并且没有移动部件或外部组件来增强传热。无源技术通常用于低功率应用或需要极长使用寿命、管道或流体流动体积有限或对声学、振动和可靠性有严格要求的应用。

当被动冷却不足时,主动冷却变得必要。主动冷却利用强制对流来增强传热,以冷却更高功率的应用,并实现具有相似或更好性能的小型解决方案。

强制对流涉及添加另一个带有移动部件的装置,以增加流体流速,从而加快耗散速度并改善冷却效果。强制对流可以包括液体冷却,但强制空气冷却是最常见的。这涉及添加风扇或鼓风机,以在散热器或散热解决方案中移动环境空气。

风扇

风扇是最常用的热技术之一,与散热器结合使用。通常,在热管理中,“风扇”是一种轴流风扇,其中风扇叶片围绕轴旋转以平行于轴线吸入空气,并迫使空气沿同一方向流出。这些增气器可以在低压下产生大量的气流和高流速;并且它们需要低功耗输入才能工作。轴流风扇通常是标准、不太复杂的冷却的首选解决方案,因为它们具有高流量、低压和低功耗输入以及设计灵活性。风扇可根据不同的速度、电压和功能类型进行定制,可用于在整个系统或单个散热器中强制通风。风扇也可以分组到托盘中,用于更高功率的应用,例如企业计算中的机架冷却。

多技术热管组件
多技术热管组件

离心风机

虽然有时被称为“离心风机”,但在热管理中,“鼓风机”是指空气移动器,它利用叶轮与旋转的圆形轮毂平行吸入空气,并在更高的压力下垂直加速和排出。尽管具有较低的流速,但鼓风机可提供比风扇更稳定的气流。这种稳定的高压气流可为许多应用提供更优化的冷却。鼓风机制造需要比风扇更多的封闭外壳,以保护运动部件免受很大比例的一般磨损。

鼓风机的更多优点包括:

  • 高效率 - 恒定、稳定的气流使鼓风机能够以高达 84% 的静态效率产生能量。这使得它们成为启用和维持大型空气系统的理想选择。
  • 易于维护 - 鼓风机更易于清洁,外壳可保护运动部件免受颗粒和灰尘积聚的影响。
  • 多功能性 - 支持多种气流/压力组合,并具有更多方向选项以及如何将其设计到系统中

鼓风机的进步

随着应用和系统变得越来越强大,在相同或更小的占地面积内对更高功率冷却的需求也在增加。鼓风机设计正在不断发展,以满足这些需求,成为以相对较低的成本提高性能的理想方法。新一代和下一代应用的鼓风机设计趋势明显,包括用于小型电子设备中薄型冷却的更薄鼓风机,以及用于大型系统的设计,在这些系统中,工程师需要提高效率,但不准备切换到液体冷却。

低型鼓风机

通过使用更薄、更轻的材料,鼓风机可以设计成薄型和超薄型材,非常适合客户所需的更小、更强大的设备。这些鼓风机能够承受有限体积的高压降,是热点冷却的理想选择,在消费电子设计以及各行各业的移动和便携式应用中越来越受欢迎。超薄鼓风机可以薄至3mm,同时仍然提供方向,高压,完全优化的冷却,同时保持耐用性和安静的声学效果。

薄型鼓风机的工作方式与普通鼓风机相同,但工程师使用小型化设计和制造技术来减少体积。这包括使用更薄的更长的叶轮和对外壳的改造,例如更长,更薄的出口。利用这些鼓风机作为热管或蒸汽室和薄型散热器(如挤压、刮削或拉链翅片)组件的一部分,在更小的包装中开发轻质、更强大的冷却。

多技术热管组件

适用于大型系统的新型鼓风机设计:双宽度、双入口 (DWDI)

在风扇不是充分或最佳空气移动解决方案的应用中,鼓风机的趋势和进步变化最快。这包括更薄的应用和需要更多压力和改进冷却的更大应用。后者在企业和5G中尤其常见,其中双宽双入口(DWDI)等新型鼓风机设计正变得越来越流行。

噪音、可靠性和压降通常是处理风冷系统时的关键问题。DWDI 鼓风机的开发旨在改善耐用的高压风冷系统中的冷却和声学效果。它们也可以布置在较小的托盘中,以留出更多的空间和压力。对于机架和服务器冷却或大型设备等应用,这些因素对于保持可靠性、确保工人安全以及节省设施空间至关重要。

下一步是什么?

随着客户和 OEM 要求更高的功率、更小的尺寸和全方位更好的应用,热技术将继续向前发展。随着这些要求的增长,对比风扇更好的空气冷却和更具体的功能的需求也在增加。鼓风机的发展正在上升,以应对这一挑战,并提供最佳的冷却,可以改造或设计成更好的风冷系统。

Boyd不仅提供定制的鼓风机设计,而且在集成风冷系统方面处于行业领先地位,该系统将优化的鼓风机设计与创造性的管道和气流管理,热管和蒸汽室以及所有主要的散热器制造相结合,为您的应用创建理想的系统。

Boyd数十年的创新专业知识、经验、资源和将多种功能集成到简化产品中的独特方法将继续使公司保持在热创新和不断改进制造方法的最前沿。如果您准备改进或改造您的风冷系统,或者希望为下一代应对新的挑战,请首先联系Boyd Corporation,以了解有关更好地优化冷却的选择的更多信息。

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