Los diseñadores que trabajan en los mercados de servidores 1U y 2U, almacenamiento de datos, tecnología de la información y comunicación (TIC), y suministros de energía saben que un sistema de enfriamiento bien diseñado es clave para maximizar el rendimiento del sistema. Actualmente, Sanyo Denki amplía su línea de ventiladores de enfriamiento con tres nuevos productos que incluyen rendimiento de la presión estática y flujo de aire líderes de la industria para estas y otras aplicaciones exigentes similares.
Figura 1: los nuevos productos de Sanyo Denki incluyen rendimiento de presión estática y flujo de aire líderes de la industria (fuente: Sanyo Denki)
Los tres nuevos productos son ventiladores de flujo axial con la tecnología probada de Motor de CC sin escobillas (BLDC) de Sanyo Denki.
Los ventiladores de flujo axial permiten un alto flujo de aire a un bajo nivel de presión del sonido (SPL). El flujo de aire está en una dirección paralela al eje del impulsor. Son adecuados para los equipos con una poca resistencia de ventilación debido a una densidad de montaje baja/media.
El ventilador de tipo SanAce 40 9HV ofrece una presión estática un 40 % mayor que un ventilador convencional. Con un factor de forma de 1U, proporciona una enfriamiento eficaz para servidores, sistemas de almacenamiento de datos, dispositivos ICT y suministros de energía a medida que sus salidas de potencia aumentan y sus densidades siguen creciendo.
El tipo SanAce 60 9HV, ideal para equipos de 1,5U o 2U, incluye una presión estática máxima aproximadamente un 92 % mayor que un ventilador de CC convencional mientras se mantiene un rendimiento del flujo de aire máximo equivalente.
Medir 60 mm cuadrados, es una solución de enfriamiento ideal para equipos empaquetados densamente.
El ventilador de rotación inversa tipo SanAce 80 9CRB cuenta con características de presión estática alta y alto flujo de aire. El flujo de aire máximo se incrementa en aproximadamente un 22 % en comparación con un diseño de rotación inversa convencional mientras mantiene la presión estática máxima equivalente..
Además, el ventilador de rotación inversa San Ace 80 puede mantener una presión estática alta con hasta un 50 % de flujo de aire máximo, lo que la hace apto para equipos con gran resistencia de ventilación.
Figura 2. Tipos de Ventiladores de flujo axial: de una etapa (A) y rotación inversa (B)
Requisitos de la aplicación y desafíos de diseño
¿Por qué estos mercados objetivos son tan desafiantes para los diseñadores de sistemas de enfriamiento? Cuando el aire se dirige hacia un entorno cerrado como una fuente de alimentación o servidor, una fuerza que se opone al flujo de aire (pérdida de presión) se genera debido a la disposición de los componentes y la forma de la corriente de aire dentro del equipo. Este fenómeno se denomina resistencia de ventilación (también conocido como "sistema de impedancia" o "resistencia de canal").
El aire se encuentra solo con una leve resistencia cuando se mueve en línea recta dentro de un espacio amplio. Cuando el aire pasa a través de un espacio angosto o cuando la dirección de un flujo de aire cambia, la resistencia de ventilación aumenta. Si no hay salida o ruta de circulación, la resistencia de ventilación aumenta más aún debido a que no se puede crear un flujo de aire.
El mercado de servidores de montaje en rack de 1U es sumamente competitivo, con una presión continua para incluir más funcionalidad en una ranura de ancho fijo. Un sistema 1U ultradenso tiene un complemento completo de dispositivos que consumen mucha energía: múltiples CPU; hasta 768 Gb de RAM DDR4; comunicaciones de 10 Gb; controladores RAID; además de los chips de soporte necesarios.
Completamente cargado puede consumir hasta 1100 W de potencia. Aumentar la densidad de los componentes aumenta la presión en el sistema de enfriamiento, incluso si la potencia total sigue siendo la misma, puesto que aumenta la resistencia de ventilación.
Especificaciones clave del ventilador
¿Cuáles son las especificaciones clave que debe tenerse en cuenta cuando se comparan los ventiladores axiales?
Flujo de aire máximo: el volumen máximo de aire producido por el ventilador en un periodo de tiempo establecido cuando el ventilador está funcionando a tensión nominal. El flujo de aire se mide en volumen por unidad de tiempo, por ejemplo, m3/min o pies cúbicos por minuto (CFM).
Presión estática máxima: la presión estática máxima obtenible cuando el ventilador está funcionando a tensión nominal. El flujo de aire es cero en este momento. La presión estática es la fuerza que impulsa el aire presionando contra la resistencia al flujo que ocurre dentro de los equipos de obstrucciones, utilizando el ventilador cuando el aire se descarga.
Existe una relación inversa entre el flujo de aire y la presión estática. Un ventilador soplando en un espacio libre sin restricciones puede proporcionar el flujo de aire máximo sin perdida de presión (cero presión estática). A la inversa, un ventilador soplando en un recinto cerrado sin ninguna salida experimentará un aumento de la presión estática; cuando el ventilador alcanza la calificación de presión estática máxima, el flujo de aire cesará. Una aplicación del mundo real tendrá un espacio restringido y una salida para que el rendimiento del ventilador esté entre estos dos extremos.
Los ventiladores con alta presión estática son adecuados para la enfriamiento de los equipos con alta densidad de montaje y resistencia de ventilación.
Figura 3: Flujo de aire vs. curva de presión estática para un ventilador de flujo axial (Fuente: Sanyo Denki)
La figura 3 muestra la curva característica del flujo de aire vs. la presión estática (curva PQ) para un ventilador axial estándar. A partir de un flujo de aire máximo (sin aire acondicionado), cualquier disminución en el flujo de aire de una restricción resulta en un aumento gradual de la presión estática. Los ventiladores axiales tienen aspas con secciones transversales aerodinámicas que presentan características similares a las alas de un avión. A bajos flujos de aire, se produce un fenómeno llamado separación del flujo y el ventilador se detiene, mostrado como un pliegue característico en el punto medio de la curva. El flujo de aire en la región detenida es impredecible y experimenta picos de presión, otorgando múltiples valores de flujo de aire para un determinado valor de presión. El fenómeno continúa hasta que el flujo de aire es suficientemente bajo para que las aspas del ventilador muevan el aire exclusivamente mediante la fuerza centrífuga. La presión estática luego continúa aumentando con la disminución del flujo de aire hasta que se produce el apagado (cero flujo de aire).
SPL (ruido): el nivel de sonido cuando un ventilador opera a la tensión nominal. La medición se efectúa en aire libre (resistencia de ventilación 0) a un metro del ventilador. Cuando los ventiladores están físicamente ensamblados en el equipo, la resistencia de ventilación no puede ser cero, por lo que los valores de ruido enumerados son para fines de referencia. El número de aspas, un mal equilibrio del impulsor, las obstrucciones cerca de las aspas del ventilador y su funcionamiento en el rango de detención afectan los niveles de ruido producidos por un ventilador.
Método de control: el control de velocidad de los nuevos ventiladores San Ace de Sanyo Denki se realiza a través de una señal PWM de entrada, que permite una mejor optimización de la velocidad del ventilador, la eficiencia y el rendimiento acústico. Además, los ventiladores tienen un sensor de pulso de salida para indicar el funcionamiento correcto.
Vida útil esperada: la estimación de la duración esperada de un ventilador es un proceso complejo y es importante utilizar un protocolo de pruebas estándar de la industria para la comparación. Los tres nuevos ventiladores San Ace están calificados en 40 000 horas a un nivel de confianza del 90 %, funcionando continuamente a 60 ºC en un estado de aire libre.
Familia de productos de ventiladores de enfriamiento de Sanyo Denki
En la figura 4 se muestra un resumen de las especificaciones clave de los tres nuevos ventiladores.
Figura 4: comparación de especificaciones clave (fuente: Sanyo Denki)
Si estos ventiladores no se adaptan a sus necesidades particulares, existe una gran variedad para elegir en nuestro sitio web.
La familia SAN ACE de Sanyo Denki incluye ahora ventiladores de enfriamiento de CA y CC, ventiladores de flujo reversible, ventiladores de rotación inversa, ventiladores prueba de salpicaduras, sopladores, ventiladores centrífugos, ventiladores, así como controladores PWM.