팬의 풍량과 정압

팬의 풍량과 정압이란

팬의 풍량이란 바람이 나오는 양이며, 정압이란 바람이 정지한 상태에서 주위를 누르는 힘입니다. 정압이 클수록 바람을 멀리 보낼 수 있습니다.
팬의 최대풍량 팬의 흡입구와 토출구에 장애물이 없는 상태에서의 풍량을 말합니다.
팬의 최대정압 팬의 흡입구나 토출구를 완전히 막은 상태에서 발생하는 정압을 말합니다. 단, 실장 상태에서는 어느 쪽도 실현할 수 없는 조건이므로, 장치에 탑재된 팬이 최대풍량과 최대정압 되는 일은 없습니다.

팬의 풍량과 정압 실장되었을 때

그렇다면 구현된 팬의 풍량과 정압은 어떻게 될까요?
카탈로그를 보면 팬의 사양표와 별도로 '풍량-정압 특성'이라는 곡선을 볼 수 있습니다. 장착된 상태의 풍량-정압은 그 곡선 위에 있습니다.
'풍량-정압 특성'은 'P-Q 성능 '이라고도 불리며, 팬의 특성을 나타내는 것으로 팬의 종류와 모델 번호에 따라 곡선이 다릅니다. 이번에는 일반적인 축류 팬을 예로 들어 설명하겠습니다.

「풍량-정압 특성」을 보면, 최대풍량은 정압이 0Pa의 포인트이고, 최대정압은 풍량이 0m ³ /min의 포인트인 것을 알 수 있습니다. 실장 상태의 풍량과 정압은 그 사이의 포인트가 됩니다.
팬의 「풍량-정압 특성」은 회전 속도에 따라서도 변화하고, 복수의 팬을 조합하면 장치 전체의 풍량-정압 특성도 바뀝니다.

팬 풍량과 정압 회전 속도와의 관계

기본적으로 팬의 풍량은 회전 속도에 비례하고 정압은 회전 속도의 제곱에 비례합니다. 즉, 회전속도를 2배로 하면 풍량이 2배로, 정압이 4배가 됩니다. 이 법칙을 사용하면 현재의 풍량과 정압의 수치를 바탕으로 원하는 PQ 특성도를 대략적으로 계산할 수 있습니다.

팬 풍량과 정압 조합에 의한 변화

복수개의 팬을 사용하는 경우는, 직렬·병렬의 조합방법에 의해, 전체의 「풍량-정압 특성」이 변화합니다. 예를 들면, 같은 팬을 2대 조합했을 경우, 이론상은 직렬의 경우에는 정압이 2배가 되고, 병렬의 경우는 풍량이 2배로 증가하는 특성이 있습니다.

다만, 실환경에서는 서로의 바람의 흐름이 간섭해 버려, 팬 2대에서 풍량·정압이 2배까지 증가하는 것은 드뭅니다. 간극 없이 늘어놓을 경우는, 특히 간섭의 영향이 커져, 전술한 이론치의 수치로부터 크게 멀어져 버립니다.

또, 팬 부착의 케이스를 복수 조합했을 경우, 송풍 능력이 낮은 팬의 성능이 대폭 저하될 가능성이 있습니다. 예를 들면, 케이스 A·케이스 B에 각각 팬이 붙어 있고, 단체에서는 충분한 송풍 능력이 있다고 합니다. 그러나 하나의 인클로저에 결합하면 인클로저 A의 팬이 거의 작동하지 않을 수 있으므로주의가 필요합니다.

예와 같이, 복수의 부품이 공존하는 장치에서는, 케이스마다 열 설계를 아슬아슬하게 설정해 버리는 경우가 자주 있습니다. 그렇게 하면 바람이 흐르기 어려운 곳에는 거의 바람이 나지 않을 수 있습니다. 또 부품을 탑재한 시점에서, 팬의 실장 환경이 바뀌어 버리는 일도 있으므로, 장치를 설계할 때에는 주의합시다.

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감수 : 산요전기 주식회사 쿨링 시스템 설계부

갱신일: 2024-02-02 00:00 /공개일: 2018-03-12 00:00