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勝ち残りのカギは“冷却効率アップ”。

装置の熱対策に最適!高風量・高静圧を誇るファンの実力とは?

ICT機器メーカーS社(従業員数:約200名)
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Problem
課題・問題

企業が扱うデータ量が増加の一途をたどるなか,サーバやストレージといった情報通信関連機器は,CPUなどの高性能化と急速な小型化が進んでいます。これは一方で発熱による暴走や故障などのリスクを高め,こうした機器の開発における“熱対策”は,安定稼働のための重要な課題となっています。

機器内部の高集積化,実装密度の増加に対し,いかに冷却効率を上げていくか。各メーカーが試行錯誤を繰り返すなかで,高性能な小型冷却ファンのニーズは,これまでにない高まりをみせています。

市場競争激化を背景に高まるサーバの性能,熱対策をどうする?!

ラックマウント型サーバは,拡張が容易でかつスペースを取らないことから,データセンターをはじめ,企業のサーバルーム,製造業のCAEシステム,大学や研究施設のセンターシステムといった大規模導入を必要とするシーンで広く活用されており,現在,商用Webサーバとしては世界で最も普及しているともいわれています。

システム設計・開発や,サーバ,ネットワーク・通信機器などの製造を手掛けるICT機器メーカーS社は,このほどデータセンターに向けた1Uサーバの次期モデルを開発するにあたり,消費電力の低減と発熱を抑えるための試行錯誤を繰り返していました。

近年,1Uサーバは普及率の高さから市場競争を激化させており,サーバの安定稼働と省エネ性能が重視されています。S社としても,競合との差別化を図るために,コストパフォーマンスの追及はもとより,製品性能において常に一歩抜きん出ている必要がありました。

ファン2台を「並列」,「直列」に実装しても冷却効率を上げられず…

次期モデル開発のポイントを“冷却効率”に絞り込んだS社開発チームは,現行の冷却システムを見直し,ファンの台数を増やすことに。同社技術開発センター第一開発部のF部長はこう語っています。
「限られたスペースに部品を高密度実装するため,装置内の温度が高くなります。さらに,システムインピーダンス(通風抵抗)も高くなるため,装置の冷却には高い静圧のファンが必要です。」同社はいくつかの軸流ファンを使用し,検証を開始しました。

まずは,小型ファン2台を直列で実装しました。計算上は2倍の静圧を得ることができると考えられましたが,実際に組み込んでみると,風下側のファンが風上側のファンにとって抵抗(障壁)となってしまうため,静圧特性が想定したほど向上しません。
次に並列実装も試みましたが,スペースの制約から設置できず断念することに。当時の様子について,F氏はこう振り返ります。

「冷却効率を上げるため,各社のファンを使用して検討を繰り返したのですが,どれも思ったような効果は得られず,完全な手詰まりに陥ってしまいました。このままでは製品開発に支障をきたすため,なんとかして解決策を見つけ出す必要がありました。」

課題
  • 高密度実装を実現するため,冷却効率アップが課題に。
  • 小型ファン2台を直列に実装しても必要な静圧が得られず,並列実装もスペースがなく断念。
  • 限られたスペースに収まる高風量・高静圧の冷却ファンが必要。

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