DC 축류 팬이란?
DC 축류 팬(영어: DC axial-flow fan)은 직류 전원을 사용하는 기기 냉각용 축류형 송풍기입니다.
DC 축류 팬을 설치하는 목적은 장비 내부에서 발생한 열을 외부로 배출하거나 반대로 장비 외부에서 내부로 열을 공급하기 위함이다. 이를 통해 장비 내부의 온도를 제어할 수 있습니다.
장비를 구동시키면 일반적으로 열이 발생합니다. 이를 그대로 방치하면 기기 내 전자 부품의 온도가 상승하여 최악의 경우 고장이나 파손이 발생할 수 있습니다. 이때 DC 축류 팬을 사용하면 장비 내부에서 발생하는 열을 배출하여 사고를 미연에 방지할 수 있습니다.
DC 축류팬의 사용 용도
DC 축류팬의 주요 사용 용도는 노트북이나 데스크탑 PC, 제어반이나 계측기기, OA기기, 통신기기, 전원공급장치, 의료 및 이화학기기 내부에 있는 커패시터, IC 등 전자부품의 냉각을 위한 것입니다.
또한, 자동차의 냉각팬, 에어컨의 팬 등을 장기적으로 안정적으로 사용하거나 온도를 제어하기 위해 DC 축류팬이 이용됩니다.
DC 축류팬의 원리
일반적인 DC 축류 팬은 직류 전원으로 구동되는 모터에 날개 모양의 수지 또는 금속 재질의 냉각팬이 장착된 구성입니다. 팬의 앞쪽에서 공기를 흡입하고 뒤쪽으로 배기하여 장비 내부를 냉각시킨다. 반대로 팬 후방에서 흡입하고 전방으로 배출하는 것도 있습니다.
축류 팬은 팬을 이용해 바람을 보내는 방향이 축 방향인 팬이다. 터보 팬 중 가장 효율이 높아 발열체 냉각 용도로 널리 사용됩니다. 저항물에 의한 풍량의 증감이 비교적 적은 것이 축류팬의 특징입니다. 축류 팬을 장비에 장착할 때 팬의 작동 지점을 최대 풍량 쪽으로 하면 장비의 소음과 전력을 낮출 수 있습니다.
또한 최근에는 노트북이나 데스크톱 PC 등에 사용되는 DC 축류 팬의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 기능이 탑재된 팬은 외부에서 팬의 회전 속도를 제어할 수 있는 기능을 갖추고 있다. 환경 온도를 적절하게 제어할 수 있습니다.
DC 축류 팬을 선택하는 방법
DC 축류 팬을 선택할 때, 먼저 장비의 발열량 W를 추정합니다. 발열량은 기기류의 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 순서입니다.
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 설치하면 장비 내부로 먼지나 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있습니다. 단, 통기 저항을 추가해야 합니다.
DC 축류 팬의 기타 정보
1. DC 팬 모터
DC 축류 팬에 사용되는 DC 팬 모터는 직류 전원으로 작동되는 팬용 전동기로, DC 모터는 산업용, 일반용을 막론하고 널리 사용됩니다. 일반용으로는 휴대하여 얼굴 등을 식히는 선풍기 등에 사용된다. 구조가 간단하고 배터리로 작동할 수 있습니다. 산업용은 자동차의 냉각팬, 에어컨의 팬 등에 사용됩니다.
DC 팬 모터의 구조는 일반적인 브러시형의 경우 철심, 권선코일, 정류자로 구성된 회전자, 철심, 권선코일 또는 영구자석, 브러시로 구성된 고정자로 구성됩니다. 브러시형 DC 팬 모터는 고정자에서 만들어진 자기장 속에서 회전자 자기장이 정류자의 작용으로 회전 자기장이 되어 구동력이 발생한다. 회전자 자기장의 강도를 변화시킴으로써 회전 속도를 쉽게 조절할 수 있습니다.
최근 많이 사용되고 있는 브러시리스 DC 팬 모터는 회전자에 영구자석을 사용하고, 고정자의 자기장 발생 회로를 통해 회전속도를 바꾸는 방식입니다. 브러시 유지보수가 필요없고 효율이 높다는 장점으로 인해 채택이 증가하고 있습니다.
2. DC 축류팬과 AC 축류팬의 차이점
DC 축류 팬과 AC 축류 팬의 차이점은 팬을 구동하는 전원으로, DC 축류 팬은 직류 전원으로 구동되는 반면, AC 축류 팬은 교류 전원으로 구동되는 팬입니다.
DC 축류 팬은 모터의 회로에 따라 회전 속도를 변경할 수 있습니다. 반면 AC 축류 팬은 교류 전원의 주파수에 따라 팬의 회전 속도가 일정하게 유지됩니다.