什麼是PQ曲線？淺談風扇性能曲線與挑選風扇！

風扇在日常生活中隨處可見，好比電風扇、筆電散熱風扇、大廈空氣門等等。無論是哪種風扇，基本上都是透過葉片推動空氣來產生氣流，不過你知道風扇可分成哪幾種嗎？而風扇的PQ曲線代表的又是什麼呢？今天主廚帶你一起來瞧瞧！

軸流風扇與離心風機

最常見的風扇大致可分成兩類，一類為軸流風扇，另一類則是離心風扇。而這兩種風扇差別在於進氣方向與排氣方向不同，如圖1所示。軸流風扇的進氣方向與出氣方向皆平行於風扇旋轉軸，離心風扇雖然進氣方向與風扇旋轉軸平行，但沿著風扇切線方向排氣，故稱為離心風機。

通常軸流風扇有著高流量與低靜壓的特性，這意味軸流風扇雖然在低阻抗環境下能產生較高流量，但在高阻抗環境卻無法帶來風量；反之，離心風扇具有低流量與高靜壓的特性，在低阻抗環境下雖流量較低，但由於風扇本身能產生較高靜壓，抵抗環境阻抗能力較佳，高阻抗環境下依然仍有風量。話雖如此，風扇性能也跟轉速或葉輪設計相關，故上述通則僅能當作參考，具體性能還是得依PQ曲線判斷。

什麼是PQ曲線？

風扇PQ曲線又稱為風扇特性曲線，如Fig.2所示。P代表靜壓，Q代表流量，根據不同流量下的靜壓表現，可將此關係繪製成一條曲線。每個風扇都有各自的PQ曲線，也都有各自的最大流量(靜壓為0)與最大靜壓(流量為0)。然而，不同流量下的靜壓表現指的到底是什麼呢？底下用一個簡單的例子來看看。

從圖3(a)可知風扇在吸氣口與排氣口皆無阻礙的情況下能產生最大流量，然而當排氣口處於密閉空間時，儘管風扇想要從外部抽氣，仍會因為密閉空間的限制而無法抽氣，此時風扇作用在壁面上的靜壓即為最大靜壓，如圖3(b)所示。

以上述例子來看，可以從最大流量與最大靜壓的實際狀況推論風扇實際性能表現與開口尺寸相關。開口全開對應最大流量，而當開口尺寸漸漸縮小時，由於環境阻抗增加，流量會跟著減少，靜壓則會增加，直到開口完全封閉後可得最大靜壓。

如何選擇合適風扇？

當風扇處於障礙物較多或是排氣路線不順的情況下，為了在高阻抗環境下產生風量，就會比較要求風扇靜壓表現；反之，若障礙物較少或排氣順暢的情況下，由於環境阻抗較低，挑選風扇時便會著重於風量表現。而挑選合適風扇的關鍵其實在於環境阻抗。

圖5展示PQ曲線與阻抗曲線關係。相同流量下A系統所需靜壓較B系統還高，說明系統A阻抗較系統B阻抗還高，而風扇C具有高靜壓低流量的特性，風扇D具有低靜壓高流量的特性。試問系統A與系統B分別適合哪個風扇呢？

前面提到具有高靜壓低流量特性的風扇適用於高阻抗環境，而低靜壓高流量特性的風扇適用於低阻抗環境。根據這點來判斷，多少可以猜到系統A適合風扇C，系統B適合風扇D。

從PQ曲線來判斷的話，阻抗曲線與PQ曲線的交點代表風扇在此環境下的工作點，只要看兩個工作點對應的PQ性能就能判斷哪種風扇較適用現行環境。以系統A來說，交點3對應風扇性能較交點4性能優異，代表風扇C在系統A能發揮較佳性能；對系統B而言則是風扇D較合適。

主廚結語

本次與各位介紹風扇PQ曲線與挑選風扇的概念。在大多數情況中，我們無法得知風扇的性能曲線與阻抗曲線，儘管如此，我們依然可以依應用情境來挑選適合的風扇種類。如果對這類文章有興趣的話，可以追蹤科技雞湯Facebook的最新動態！

參考資料

1. Axial Blower vs Centrifugal Blower，http://www.leesii.com/axial-blower-vs-centrifugal-blower/
2. 何謂最大風量與最大靜壓？，東方馬達，https://www.orientalmotor.com.tw/teruyo_det/teruyo_42/