散熱風扇的風量、風壓及PQ曲線詳解

散熱風扇風量是指風扇每分鐘送出或吸入的空氣總體積。風扇產品經常使用的風量單位是CFM,即為每分鐘立方英呎(Cubic Feet per Minute)。
在材質相同、散熱原理相同的情況下,風量是衡量散熱能力的最|重要的指標。簡單來說,風量越大的風扇其散熱能力也越高。這是因為空氣的熱容量是一定的,更大的風量,也就是單位時間內更多的空氣能帶走更多的熱量。
散熱風扇的風壓是指風扇克服阻力進行送風時所需要產生的壓力,分為靜壓和動壓。靜壓是指平行于氣流方向測量到的壓力,動壓是氣體流動所需動能轉化為壓力的過程 。通常使用單位為公釐水柱高 (mmH2O) 或是英吋水柱高 (inchH2O)。
在實際應用中,標稱的最|大風量值,並不是實際散熱片得到的送風量。風量大,也並不代表通風能力強。因空氣流動時,氣流在其流動路徑會遇上散熱鰭片的阻撓,其阻抗會限制空氣自由流通。即風量增大時,風壓會減小。因此必須有一個最|佳操作工作點,即風扇性能曲線與風阻曲線的交點。在工作點,風扇特性曲線之斜率為最|小,而系統特性曲線之變化率為最|低。
對於散熱風扇的風壓風量規格與特性測試,主要是依循美國Air Movement and Control Association (AMCA) 編號 210-85之“Laboratory Method of Testing Fans for Rating”測試規範進行。而其量得的特性曲線,即是一般通稱的PQ曲線。
PQ 曲線,一般常以3個物理值來描述它:
(1) Pmax:當風量為 0 時,在某密閉空間的固定容積狀態下,該風扇的最|大靜壓值。
(2) Qmax:當風扇入口與出口二端壓力差為 0 時的流量,即為該風扇的最|大流量。
(3) PQ值:為風扇入口與出口二端壓力差與當時狀態下流量Q的對應值。
散熱風扇的尺寸一旦決定,對應每一個電壓或轉速,在不同的風流量之下,量測其壓力值,即可繪出一條如上圖的PQ曲線,而此曲線可用來描述風扇的特性,因此稱為風扇特性曲線。

深圳市八達威科技有限公司所打造的風扇流體類產品專用研究風洞,採用的美國AMCA-210標準,與業界主流風扇廠家採用相同的型號,保証數據的可信度和不同廠家數據的對比。風洞在我們產品設計過程中起着非常重要的作用:
1. 可以測量風扇的PQ曲線,供產品選型時參考使用;
2. 可以測量產品的RQ曲線,產品風阻特性一目瞭然,提前發現產品的設計風險;
3. 可以直接測量產品的系統工作點,標定出產品實際工作流量和靜壓,判定是否符合設計目標。