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风扇基础知识

80×80×80mm高静压风扇怎么选?山洋San Ace Counter Rotating Fan双重反转风扇与双风扇串联区别



随着服务器、通信设备、工业电源及新能源设备的功率密度不断提高,设备内部的散热空间越来越紧凑,热量却越来越集中。

在这类高密度散热场景中,普通轴流风扇可能难以同时满足风量和静压需求。为了提升气流推动能力,有些工程师会考虑将两个普通风扇前后串联安装。

那么,两个普通风扇串联,就能达到专业对转风扇(/双重反转风扇)的效果吗?

答案并不完全相同。

普通双风扇串联与Counter Rotating Fan(对转风扇/双重反转风扇)虽然都采用前后两级气流推动方式,但在叶轮旋转方向、气动设计、电机驱动及整体性能匹配方面存在明显区别。

针对高风量、高静压散热需求,日本山洋电气(SANYO DENKI)推出San Ace Counter Rotating Fan系列80×80×80mm对转风扇(/双重反转风扇),通过重新设计叶轮、风框、电机和驱动电路,实现风量、静压及效率的优化,为高密度设备散热提供新的解决方案。



一、为什么高密度设备需要高风量、高静压风扇?

在传统设备中,风扇通常只需要推动空气通过相对通畅的散热通道,就能满足基本散热要求。

但在现代高密度设备中,散热条件发生了变化:

  • 安装空间有限: 服务器、通信设备及工业控制设备内部元器件密集,留给风扇的空间越来越少。

  • 设备发热量增加: 高功率处理器、电源模块及功率器件产生的热量不断增加。

  • 风道阻力增大: 密集散热片、过滤网、导风结构及复杂风道都会增加空气流动阻力。

  • 散热要求提高: 不仅需要足够的风量,还需要风扇在一定阻力条件下保持有效送风能力。

因此,工程师选择风扇时,不能只关注最大风量,还需要关注最大静压及风扇在实际工作点的风量表现。

这也是Counter Rotating Fan对转风扇(/双重反转风扇)受到关注的重要原因。

80×80×80mm高静压风扇怎么选?山洋San Ace Counter Rotating Fan双重反转风扇与双风扇串联区别01


二、两个普通风扇串联,与Counter Rotating Fan有什么区别?

首先,需要区分两个概念:

普通双风扇串联: 将两台普通轴流风扇沿同一条气流通道前后安装,通常采用相同旋转方向的叶轮。

Counter Rotating Fan: 采用前后两级反向旋转叶轮,通过专门匹配的叶轮、风框、电机及驱动设计,使两级叶轮协同工作。

两者虽然都可能采用80mm厚型或双级结构,但并不是同一种产品设计。

1. 普通双风扇串联:两级同向推动

普通双风扇串联,是将两台轴流风扇前后安装,使空气依次经过两级叶轮。

第一台风扇推动空气,第二台风扇继续对气流做功。

在理想匹配条件下,串联运行可以提升系统压力能力,适合需要提高风道送风能力的场景。

但普通风扇最初可能是按照单级运行工况设计的。当前后两台风扇组合时,第二台风扇接收到的气流已经受到第一级叶轮影响,气流速度分布及旋转状态可能发生变化。

如果叶轮设计、安装距离及工作点没有合理匹配,就可能出现气流干扰、效率下降或噪音增加等问题。

2. Counter Rotating Fan:前后两级反向旋转

Counter Rotating Fan通常采用两个沿轴向前后布置的叶轮,前后叶轮旋转方向相反。

第一级叶轮推动空气流动,同时会赋予气流一定的旋转分量;第二级叶轮反向旋转,对前一级输出的气流再次做功,并对气流旋转状态进行调整。

这种设计能够更充分地利用两级叶轮的气动作用,经过合理匹配后,有利于提高风量、静压和整体效率。

3. 两种结构的主要区别

对比项目 普通双风扇串联 Counter Rotating Fan(双重反转风扇)对转风扇
结构形式 两台普通风扇前后安装 前后两级专门设计的叶轮
叶轮旋转方向 通常同向 反向旋转
气流处理 两级同向推动 两级反向做功
叶轮设计 通常分别按单级工况设计 针对两级气流进行匹配
电机与驱动 可独立驱动或联动 根据对转结构进行专门设计
性能优化方向 提升串联系统压力能力 优化风量、静压及效率
适用场景 一般高阻力风道 高密度、高风量、高静压散热需求

需要注意,普通风扇串联并不一定性能差,对转风扇(/双重反转风扇)也不意味着所有工况下都优于普通串联方案。最终需要结合风扇性能曲线、系统阻力和实际测试结果进行判断。

80×80×80mm高静压风扇怎么选?山洋San Ace Counter Rotating Fan双重反转风扇与双风扇串联区别02


三、为什么Counter Rotating Fan(/双重反转风扇)需要重新设计叶轮、电机和驱动电路?

专业对转风扇(/双重反转风扇)并不是简单地将两个普通风扇组合在一起。

山洋电气针对市场对高风量、高静压散热的需求,对叶轮、风框、电机和驱动电路进行了重新设计,以改善风量、静压及效率表现。

主要涉及以下几个方面:

① 叶轮气动设计

前后两级叶轮的叶片结构、旋转方向及工作状态需要相互匹配。第一级叶轮输出的气流状态,直接影响第二级叶轮的工作表现。

② 风框结构设计

风框不仅承担安装和固定作用,还会影响空气进入、通过及排出的流动状态。合理的风道设计有助于降低不必要的气流损失。

③ 电机与驱动电路设计

对转结构需要实现前后叶轮反向旋转,并保持合适的运行状态。电机及驱动电路需要围绕产品的整体气动设计进行匹配。

④ PWM转速控制

对于支持PWM控制的型号,用户可以通过外部控制信号调节风扇转速,根据设备实际散热需求设置适当的运行速度。

当设备处于较低热负荷状态时,可以适当降低转速,从而减少不必要的功耗和运行噪音;当散热需求增加时,再提高转速。

这对于需要长期运行的服务器、通信设备和工业设备尤其重要。

80×80×80mm高静压风扇怎么选?山洋San Ace Counter Rotating Fan双重反转风扇与双风扇串联区别03


四、山洋San Ace 80×80×80mm Counter Rotating Fan系列有哪些型号?

<产品图片建议:山洋San Ace Counter Rotating Fan 80×80×80mm产品整体图、内部双叶轮结构图>

山洋电气San Ace Counter Rotating Fan系列提供多种性能等级,覆盖不同电压、转速、风量和静压需求。

根据产品参数,系列中最高转速达到18500min⁻¹,最大风量达到5.7m³/min(约201CFM),最大静压达到2700Pa(10.8inH₂O)。

1. 80×80×80mm系列主要性能参数

型号 电压 功率 转速(min⁻¹) 最大风量(m³/min) 最大风量(CFM) 最大静压(Pa) 噪音(dBA)
9CRH0812P8G001 12V 120W 15400 5.7 201 1950 82
9CRH0848P8G001 48V 120W 15400 5.7 201 1950 82
9CRB0812P8G001 12V 110.4W 14600 5.5 194 1150 80
9CRE0812P8G001 12V 63.6W 12000 4.5 158.9 1150 76
9CRA0812P8G001 12V 63.6W 12000 4.5 158.9 1150 76
9CRA0812P8H001 12V 39.6W 10000 3.75 133.9 798 72
9CRA0824P8G001 24V 63.6W 12000 4.5 158.9 1150 76
9CRA0848P8G001 48V 63.4W 12000 4.5 158.9 1150 76
9CRHA0812P8J001 12V 144W 18500 5.65 199 2700 85
9CRHA0848P8J001 48V 135W 18500 5.65 199 2700 85

注:以上参数根据所提供的产品资料整理。最大风量与最大静压通常对应不同测试工况,不能理解为两项最大值能够同时达到。具体性能以对应型号的官方规格书及测试条件为准。

80×80×80mm高静压风扇怎么选?山洋San Ace Counter Rotating Fan双重反转风扇与双风扇串联区别05


2. 不同性能等级应该怎么选?

从系列参数来看,San Ace 80×80×80mm对转风扇(/双重反转风扇)可以根据设备的散热需求进行选择。

高静压需求:9CRHA系列

9CRHA0812P8J001和9CRHA0848P8J001最高转速达到18500min⁻¹,最大静压达到2700Pa,最大风量为5.65m³/min。

适合重点关注高静压能力的高阻力散热系统,例如密集散热器、复杂风道及高热负荷设备。

需要注意,该系列噪音参数为85dBA,选型时应同时考虑设备噪音要求。

高风量需求:9CRH系列

9CRH0812P8G001和9CRH0848P8G001转速达到15400min⁻¹,最大风量为5.7m³/min,约201CFM,最大静压为1950Pa。

适合需要较大空气流量,同时对静压能力也有较高要求的散热系统。

兼顾风量与静压:9CRB系列

9CRB0812P8G001转速为14600min⁻¹,最大风量5.5m³/min,最大静压1150Pa。

可以作为需要较高风量,同时需要一定静压能力的应用选型参考。

关注功耗及噪音:9CRA、9CRE系列

9CRA0812P8H001转速为10000min⁻¹,最大风量3.75m³/min,最大静压798Pa,噪音72dBA。

9CRA、9CRE的部分G档型号最大风量为4.5m³/min,最大静压1150Pa,噪音76dBA。

相较于高转速J档产品,这些型号可以为不同散热需求提供其他性能选择。

具体型号应根据设备实际工作点、噪音限制和供电条件确定。

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五、PWM控制与Pulse Sensor:让风扇运行更贴合设备需求

除了高风量、高静压性能,San Ace Counter Rotating Fan系列还提供PWM控制功能及Pulse Sensor转速传感器。

PWM控制功能

PWM(脉宽调制)是一种常见的风扇调速方式。

设备控制系统可以根据温度传感器、负载变化或散热策略,向风扇发送PWM控制信号,实现转速调节。

例如:

  • 设备负载较低时,适当降低风扇转速;

  • 设备温度升高时,提高风扇转速;

  • 设备处于高负载运行状态时,根据散热需求调整至相应转速。

合理设置最低必要转速,有助于降低不必要的功耗和运行噪音。


Pulse Sensor脉冲传感器

系列所列型号均配备Pulse Sensor,可输出转速脉冲信号,方便设备控制系统监测风扇运行状态。

当风扇出现异常停转或转速偏离预设范围时,设备控制系统可以根据脉冲信号进行状态判断和报警设计。

对于需要长期连续运行的设备,转速监测有助于完善整机散热管理。



六、80×80×80mm对转风扇(/双重反转风扇)适合哪些应用?

San Ace Counter Rotating Fan的设计方向,是满足高密度设备对高风量、高静压的散热需求。

其80×80×80mm结构可以重点考虑以下应用:

1. 服务器及数据中心设备

服务器内部处理器、加速卡及电源模块集中,散热器密集,空气流动阻力较大。对转风扇(/双重反转风扇)可以作为高密度服务器散热系统的选型方案之一。

2. 通信设备及网络机柜

通信设备内部模块数量多、安装空间有限,设备需要持续进行强制风冷。高静压风扇有助于推动气流通过密集组件及内部风道。

3. 工业电源及UPS设备

高功率电源和UPS运行过程中会产生较大热量,内部散热器及电气组件可能形成较高风道阻力。需要结合实际温升及风道结构选择合适的风扇型号。

4. 新能源及电力电子设备

储能变流器、逆变器及其他电力电子设备对散热稳定性有较高要求。可以根据设备热负荷、安装空间及运行环境,评估对转风扇(/双重反转风扇)的适用性。

5. 高密度散热模块

对于安装空间有限,但需要较高风量和静压能力的散热模块,对转风扇(/双重反转风扇)也是一种值得考虑的气流设计方向。

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七、80×80×80mm高静压风扇选型,不能只看最大静压

无论选择普通双风扇串联,还是Counter Rotating Fan对转风扇(/双重反转风扇),最终都需要回到设备的实际散热工况。

工程师选型时,建议重点关注以下几个方面:

① 确认设备热负荷

计算设备内部发热量,明确需要排出的热量及允许温升。

② 确认风道阻力

散热器、过滤网、进出风口、风道弯折及内部元器件都会影响系统阻力。

③ 查看风扇P-Q曲线

P-Q曲线反映风量与静压之间的关系。应将风扇性能曲线与设备系统阻力曲线结合,确定实际工作点。

④ 核对电压和功率

80×80×80mm对转风扇(/双重反转风扇)属于高性能产品,部分型号额定功率较高。需要确认电源容量、启动条件及供电余量。

⑤ 评估噪音与控制方式

高转速、高静压产品通常需要同时关注噪音。对于需要根据温度动态调节风量的设备,可以考虑PWM控制功能。

⑥ 进行整机验证

建议在实际安装状态下进行温升、风量、噪音及连续运行测试,确认风扇与设备结构之间的匹配程度。



八、高密度散热,选择合适的气流结构更重要

两个普通轴流风扇前后串联,可以通过两级做功提升系统压力能力,但并不等同于专业Counter Rotating Fan对转风扇(/双重反转风扇)。

Counter Rotating Fan通过前后反向旋转叶轮,以及叶轮、风框、电机和驱动电路的整体设计,针对高风量、高静压及效率需求进行优化。

山洋电气San Ace 80×80×80mm Counter Rotating Fan系列提供多种性能规格,最高转速18500min⁻¹,最大风量5.7m³/min,最大静压2700Pa,并支持PWM控制及Pulse Sensor转速监测。

对于服务器、通信设备、工业电源、新能源设备及高密度散热模块,选择风扇时不应只关注外形尺寸或单一最大参数,更需要结合实际风道阻力、热负荷、噪音要求及控制方式进行综合评估。

如果您的设备正在寻找80×80×80mm高静压轴流风扇,或希望了解San Ace Counter Rotating Fan对转风扇(/双重反转风扇)的型号、性能及应用选型,欢迎联系山洋San Ace散热风扇网,获取产品资料与专业选型支持。


关于深圳市健策电子有限公司

深圳市健策电子有限公司是日本山洋电机(SANYO DENKI)San Ace 散热风扇的代理商,长期专注于工业级散热解决方案领域,并荣获“2023年度最佳销售奖”及“2024年度卓越销售奖”。

依托稳定的原厂供应链、专业的技术支持能力及丰富的行业应用经验,健策可为客户提供 San Ace 轴流风扇、离心风机等产品的规格咨询、选型建议及应用配套服务,协助客户根据设备结构、系统阻力、目标风量、静压、噪声及功耗要求,筛选更适合的散热产品。

针对风淋室、洁净室及配备 HEPA 高效过滤器的空气循环系统,健策可结合实际工况,为客户提供 San Ace 离心风机的产品选型参考,助力设备实现稳定、高效的气流循环与运行表现。

如需了解日本山洋 San Ace 散热风扇的产品规格、性能曲线或应用选型方案,欢迎联系深圳市健策电子有限公司,获取专业的产品咨询与技术支持。

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