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隨著企業處理數據量的不斷增加,伺服器和存儲器等信息通信相關設備的CPU等的高性能化和小型化正在迅速發展。另一方面,也提高了發熱引起的失控和故障等風險,開發此類設備時的“熱對策”已成為確保穩定運行的重要課題。
設備內部的高集成化、封裝密度的增加,如何提高冷卻效率?在各廠商不斷摸索的過程中,高性能小型冷卻風扇的需求出現了前所未有的增長。
由於機架式伺服器易於擴展且不占用空間,因此廣泛應用於數據中心,企業的伺服器機房,制造業的CAE係統,大學和研究設施的中心係統等需要大規模引入的場景。可以說,它現在是世界上最受歡迎的商用Web伺服器。
從事係統設計與開發、伺服器及網路通信設備等生產的ICT設備廠商S公司,最近在開發面向數據中心的1U伺服器新一代機型時,為了降低耗電量和減少發熱,進行了反復試驗。
近年來,由於1U伺服器普及率高,市場競爭加劇,伺服器的穩定運行和節能性能受到重視。作為S公司,為了與競爭對手拉開差距,不僅要追求性價比,還要在產品性能上始終領先一步。
S公司的開發團隊在開發下一款機型時,專注於“冷卻效率”,決定重新審視現有的冷卻系統,增加風扇數量。公司技術開發中心開發一部F主任表示:
「由於在有限的空間內高密度安裝元件,設備內部的溫度升高。此外,系統阻抗(氣流阻力)也增加,因此需要高靜壓的風扇來冷卻設備。」該公司開始使用多個軸流風扇進行測試。
首先,我串聯裝了兩台小風扇。原以為在計算中可以獲得兩倍的靜壓,但實際安裝時,由於背風側風扇成為上風側風扇的阻力(屏障),因此靜壓特性受到影響。
接下來,我嘗試了並行實現,但由於空間限制無法安裝,決定放棄。 F先生回顧當時的情況如下。
「為了提高冷卻效率,我們使用各公司的風扇進行了反復研究,但都沒有達到預期的效果,完全陷入了僵局。這樣下去會給產品開發帶來障礙,因此必須想辦法找到解決方法。」
在繼續收集有關如何在有限的安裝空間內提高冷卻效率的資訊時,F先生在一次展會上註意到了山洋電氣的「二重反轉風扇」。事實上,F先生對二重反轉風扇很感興趣,但一直沒能下定決心引進它們。 F先生立即向展台的負責人開始諮詢有關下一代車型開發的問題。
「這一切始於我聽說我們公司的另一個部門以前曾使用過山洋電氣產品並獲得了詳細的支持。我們希望山洋電氣憑藉其可靠的業績記錄能夠找到最佳解決方案。」(F 先生)
隨後,山洋電氣的銷售代表蒞臨S公司,進行了現場演示,其中包括使用二重反轉風扇和兩台傳統風扇進行演示。
「二重反轉風扇,但我能夠體驗到它能夠獲得更多的風量和靜壓。從規格來看,我可以看出風量和靜壓很高,但在這次演示中親眼看到二重反轉風扇讓我知道如何在有限的空間內提高冷卻效率。」(F先生)
此二重反轉風扇在同一軸上佈置了兩個旋轉方向不同的風扇,與僅安裝兩個風扇相比,它可以確保更高的風量和靜壓。
而該系統已經在多台伺服器上成功實施,其可靠性讓S公司的員 工十分放心。
因此,S 公司確信「二重反轉風扇」的有效性,決定在原型機上使用,並在提供了系統概述和下一代型號的配置要求後,委託山洋電氣提交提案。
接到要求後,山洋電氣推出了「40毫米見方、48毫米厚」的型號作為最佳風扇。 S公司的員 工首先對這種結構感到驚訝。進氣口(前)有五個葉片,而排氣口(後部)只有四個。
「負責人介紹說,對於40mm見方的風扇,這種結構能夠最有效地獲得特性。這是我感受到冷卻風扇專業多年經驗的那一刻。」(第一開發部設計負責人G)
當我們立即將交付的風扇安裝在樣機上並進行溫升測試時,我們獲得了超出我們預期的冷卻效果。
“說實話,我很驚訝,因為我們能夠輕鬆滿足要求。而且,根據提交的各種數據,我們發現可靠性方面沒有問題。”
由於散熱效果超出預期,山洋電氣建議採用「PWM控制功能」來進一步降低功耗。透過始終將旋轉速度設定為所需的最低速度,我們能夠充分實現節能和低噪音性能。
就這樣,S公司順利完成了下一代車款的樣機。原型機的性能超出預期,最大風量增加了約51%,最大靜壓增加了約44%,且功耗降低了。
F先生說:
“通過採用二重反轉風扇,我們能夠實現超出預期的冷卻效果。此外,我們能夠將風扇的功耗和噪音水平降低到超出預期的水平,因此我們非常滿意。我們堅信,得益於山洋電氣的持續支持,我們能夠滿足這些要求。”
幾個月後,S公司經過充分準備推出的新款正如F先生所期待的那樣,受到了市場的好評。
有關對二重反轉風扇另請參閱“二重反轉風扇的特點”。
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