AC 축류팬이란?
AC 축류팬(영어: AC axial-flow fan)은 교류전원을 사용하는 기기 냉각용 축류형 송풍기입니다.
장비 내부에서 발생한 열을 외부로 배출하거나, 반대로 장비 외부의 환경 열을 내부로 급기하는 목적으로 사용됩니다. 장비 내부의 온도를 제어하는 것이 주된 역할입니다.
장비를 가동하거나 구동시키면서 발열하는 전자부품의 열처리를 방치하면 장비 내 전자부품은 최악의 경우 고장이 나거나 파손될 수 있습니다. 이 기기 내부에서 발생하는 열을 급기 및 배기하기 위해 AC 축류팬이 사용됩니다.
AC 축류팬의 사용 용도
AC 축류팬의 주요 사용 용도는 제어반 및 계측기기, OA기기, 통신기기, 전원장치, 의료 및 이화학기기, 유희기기, 산업기기 등입니다. 또한 자판기, 냉장 쇼케이스 등 기기 내 콘덴서, IC 전자부품 등의 환기 및 냉각용으로도 사용됩니다. 모두 장기적으로 장비를 사용하는 것이 목적입니다.
AC 축류 팬의 원리
일반적인 AC 축류 팬은 교류 전원으로 구동되는 모터에 날개 모양의 수지 또는 금속 냉각팬이 장착된 구성입니다. 팬의 앞쪽에서 공기를 흡입하고 뒤쪽으로 배기하여 장비 내부를 냉각시킵니다. 반대로 팬 뒤쪽에서 흡입하고 앞으로 배기하는 것도 있습니다.
축류팬은 팬을 이용해 바람을 보내는 방향이 축 방향인 팬으로, 터보팬 중 가장 효율이 높아 발열체 냉각 용도로 널리 사용되고 있습니다. 저항물에 의한 풍량의 증감이 비교적 적은 것이 축류팬의 특징이다. 축류 팬을 장비에 장착할 때, 팬의 작동 지점을 최대 풍량 쪽으로 설정하면 장비의 소음과 전력을 낮출 수 있습니다.
팬의 성능은 냉각 대상의 발열량에 대한 필요 풍량이 가장 중요합니다. 다양한 환경에서 팬에 의한 냉각에 대응하기 위해 팬의 병렬 운전이나 직렬 운전, 대형 타입이나 이중 반전 팬 등을 사용하여 필요 풍량을 확보하는 경우도 있습니다.
AC 축류 팬 선택 방법
AC 축류 팬을 선정할 때는 먼저 장비 내부의 발열량 W를 추정합니다. 발열량은 기기의 소비전력을 열량으로 환산하여 계산할 수 있습니다. 그리고 장치 내 허용 온도 상승치 ΔT를 기기의 허용 온도와 팬의 흡입 최고 온도와의 차이로 결정합니다. 다음으로 허용 온도 상승치 ΔT를 만족시키기 위한 필요 풍량 Q를 계산합니다.
또한 장치 내 통풍 저항 또는 과거 데이터를 통해 시스템 저항을 추정합니다. 마지막으로 축류 팬의 압력 P-풍량 Q 특성을 사용하여 팬을 선정하는 순서로 진행됩니다. 통풍 저항을 추정하기 어려운 경우, 최대 풍량이 필요 풍량의 1.3~2배가 되도록 팬을 선정합니다.
한편, 팬을 사용하면 냉각 대상 기기 내부에 먼지 등이 장기간 유입되어 전자부품의 고장이나 파손을 유발할 수 있습니다. 이 경우, 팬 앞쪽의 흡기 쪽에 필터를 설치하여 장비 내부로 먼지나 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있습니다. 이 통기 저항을 추가해야 합니다.
AC 축류 팬의 기타 정보
1. AC 팬 모터
AC 팬 모터는 교류 전압으로 구동되는 모터로, AC 팬 모터는 고정자와 회전자로 구성되며, 고정자에 전류를 흘릴 때 발생하는 자기장의 변화로 회전자에 와전류가 발생하여 동력을 생성합니다.
AC 팬 모터에는 단상 및 3상 교류 전원이 있는 두 가지 유형의 AC 팬 모터가 있으며, AC 모터는 일반적으로 단상만으로는 작동하지 않습니다. 따라서 단상 AC 팬 모터는 위상을 진각시키기 위해 커패시터가 내장된 것 또는 구획이라는 구조가 사용됩니다. 또한, 3상 전원의 모터는 3종류의 위상이 존재하기 때문에 전원을 그대로 인가하면 움직이며, 유도 모터라고도 합니다.
회전 속도 제어가 가능한 DC 팬 모터와 달리 교류 전원의 주파수에 따라 날개 회전 속도가 고정되는 것이 일반적이다. 교류를 직류로 변환하는 기능을 가진 특수 ACDC 팬 모터도 있습니다.
2. AC 축류 팬과 DC 축류 팬의 차이점
AC 축류 팬과 DC 축류 팬의 차이점은 팬 모터의 구동 전원이며, DC 축류 팬은 DC 전원 공급 장치로 구동되는 팬입니다. 반면 AC 축류 팬은 교류 전원으로 구동되는 팬을 말합니다.
교류 전원의 주파수에 따라 팬의 회전 속도가 일정하게 유지되는 반면, DC 축류 팬은 모터의 회로에 따라 회전 속도를 변경할 수 있습니다.