Ventilatoren: een juiste keuze maken is lastiger dan gedacht
Het is algemeen bekend dat er vaak ventilatoren nodig zijn om vermogenselektronica te koelen. Maar hoe kan men bepalen wat de juiste ventilator is en dat deze voor voldoende koeling zorgt?
Uitdagingen
Bij het kiezen van de juiste ventilator is er een aantal belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden en die voor de nodige uitdagingen zorgen:
De warmte-ontwikkeling binnen het te koelen apparaat is het eerste uitgangspunt. Dit is het gedissipeerde vermogen (V) in W.
Om die warmte af te voeren is er een bepaalde luchtstroom (Q) in m3 /min nodig. Hoe groter de oppervlakte van een ventilator, hoe groter de luchtstroom. Meerdere ventilatoren kunnen naast elkaar worden gebruikt om de luchtstroom te vergroten.
Statische druk: de luchtdruk (P) in Pa die de ventilator levert is nodig om het benodigde volume aan lucht te kunnen verplaatsen. Voor een hogere druk kunnen meerdere ventilatoren achter elkaar worden geplaatst.
Componenten in een apparaat zorgen voor een luchtweerstand (systeem impedantie) die overwonnen moet worden om een bepaalde luchtstroom te verkrijgen. In een compacte toepassing zoals een PC bevinden zich relatief veel ‘obstakels’ die een tamelijk hoge luchtweerstand veroorzaken (zie figuur 2).
Figuur 1: Voorstelling te koelen apparaat
Een zo gering mogelijk stroomverbruik draagt bij aan de efficiëntie van een apparaat. Bij batterijgevoede toepassingen moet daar serieus rekening mee worden gehouden.
Geluidsproductie en trilling: ventilatoren maken dankzij een goede lagering weinig of geen geluid, maar bij een onjuiste keuze moet de ventilator harder werken en kan deze een hinderlijk geluid produceren of zelfs gaan trillen.
Samenhang Deze factoren hangen samen en beïnvloeden elkaar (figuur 3), wat de keuze niet gemakkelijker maakt. Over het algemeen worden drie methoden gebruikt om het type en uitvoering van de ventilator te bepalen.
Evaluatie
Simulatie
Zelf berekenen
Figuur 2: Luchtweerstand (drukval) in een apparaat
Kan het beter?
Door zelf te berekenen komt men al een heel eind in de goede richting. Maar door het meten van de luchtweerstand (drukval) en de luchtstroom kan dat beter. Sanyo Denki heeft hiervoor de air flow tester ontwikkeld: hiermee kan de statische luchtdruk en luchtstroom van het te koelen apparaat gemeten worden en beschikt men direct over de eigenschappen van het te koelen apparaat.
Hiermee kan dan vervolgens het ideale gebruikspunt worden vastgesteld en een ventilator worden geselecteerd. Er wordt op deze manier een zeer betrouwbaar resultaat verkregen en er hoeft geen veiligheidsmarge te worden gehanteerd.
Meer weten?
Lees TOP TECH TALK: “How to select the right fan” met daarin alle informatie over het vinden van de juiste ventilatoren. Neem daarvoor even contact op met TOP-electronics of bezoek de website .
Figuur 3: Ventilator curve
De draagbare air flow tester kan worden gehuurd en een adviseur kan helpen bij het gebruik. Zo kan, tegen geringe kosten, de beste ventilator worden gekozen, met optimale combinatie van luchtstroom, luchtdruk, stroomverbruik en geluid.
Meer weten over deze mogelijkheden? Of welke technologieën het beste kunnen worden ingezet voor een andere applicatie? TOP-electronics nodigt geïnteresseerden van harte uit hierover van gedachten te wisselen.
