1Uおよび2Uサーバー、データ ストレージ、情報通信技術 (ICT)、および電源供給市場で作業する設計者は、適切に設計された冷却システムがシステム パフォーマンスを最大化するための鍵であることを知っています。現在、山洋電気は、これらのアプリケーションや同様の要求の厳しいアプリケーション向けに、業界をリードする空気流量と静圧性能を備えた3つの新製品を追加し、冷却ファンのラインアップを拡充しています。
図1：三洋電機の新製品は業界トップクラスの風量と静圧性能を誇ります（出典：三洋電機）
これら3つの新製品はすべて、三洋電機の実績あるブラシレスDCモーター (BLDC) 技術を採用した軸流ファンです。
軸流ファンは、低い音圧レベル (SPL) で高い空気流量を実現します。空気の流れはインペラの軸と平行な方向になります。低・中程度の実装密度により通気抵抗が小さい機器に適しています。
SanAce 40 9HV タイプのファンは、従来のファンよりも40% 高い静圧を提供します。1Uフォーム ファクターにより、サーバー、データ ストレージ システム、ICTデバイス、電源の出力が上昇し、密度が増加し続けても、効果的な冷却を実現します。
SanAce 60 9HV タイプは、1.5Uまたは2Uの機器に最適で、従来のDCファンと同等の最大エアフロー性能を維持しながら、最大静圧が約92%向上しています。
60mm四方のこのファンは、高密度に詰め込まれた機器に最適な冷却ソリューションです。
SanAce 80 9CRB タイプの逆回転ファンは、高風量と高静圧の両方を特徴としています。従来の逆回転設計と比較して、同等の最大静圧を維持しながら、最大風量が約22% 増加します。
さらに、San Ace 80逆回転ファンは、最大風量の50% まで高い静圧を維持できるため、通気抵抗の大きい機器に適しています。
図2. 軸流ファンの種類：単段（a）と逆回転（b）
アプリケーション要件と設計上の課題
なぜこれらのターゲット市場は冷却システム設計者にとって非常に難しいのでしょうか?電源装置やサーバーなどの密閉された環境に空気が導かれると、部品のレイアウトや装置内部の空気の流れの形状により、空気の流れに逆らう力（圧力損失）が発生します。この現象は換気抵抗（「システムインピーダンス」または「チャネル抵抗」とも呼ばれます）と呼ばれます。
空気は広い空間内をまっすぐ進むときにはわずかな抵抗しか受けません。 空気が狭い空間を通過したり、気流の方向が変わったりすると、換気抵抗が増加します。排気口や循環経路がない場合、空気の流れが作られないため、換気抵抗がさらに増加します。
1Uラックマウント サーバー市場は非常に競争が激しく、固定幅のスロットにさらに多くの機能を詰め込むというプレッシャーが常にかかっています。超高密度の1Uシステムには、複数のCPU、最大768GbのDDR4 RAM、10Gbの通信、RAIDコントローラー、および必要なサポート チップなど、電力を大量に消費するデバイスがすべて搭載されています。
フル装備の場合、最大1100Wの電力を消費します。部品の密度が増加すると、換気抵抗が増加するため、総電力が同じであっても冷却システムへの負担が増加します。
主なファン仕様
軸流ファンを比較する際に注意すべき主な仕様は何ですか?
最大風量: ファンが定格電圧で動作しているときに、一定時間内にファンによって生成される空気の最大量。 空気の流れは、単位時間あたりの体積、たとえばm3/分または立方フィート/分 (CFM) で測定されます。
最大静圧: ファンが定格電圧で動作しているときに得られる最大静圧。この時点では空気の流れはゼロです。静圧とは、空気を排出する際に、ファンを使って、機器内部の障害物による流れの抵抗に逆らって空気を押し出す力です。
空気の流れと静圧には反比例関係があります。制限のない自由空間に吹き出すファンは、圧力損失なし（静圧ゼロ）で最大定格の空気流量を提供できます。逆に、出口のない密閉された筐体にファンが空気を吹き込むと、静圧が上昇します。圧力がファンの最大静圧定格に達すると、空気の流れは止まります。実際のアプリケーションでは、スペースとコンセントの両方が制限されるため、ファンのパフォーマンスはこれらの両極端の間になります。
高静圧ファンは、実装密度が高く、通風抵抗が大きい機器の冷却に適しています。
図3: 軸流ファンの風量と静圧の曲線（出典：三洋電機）
図3は、標準軸流ファンの風量と静圧の特性曲線 (PQ曲線) を示しています。最大気流（自由空気状態）から始まり、制限による気流の減少により静圧が徐々に増加します。軸流ファンには、飛行機の翼と同様の失速特性を示す翼断面を持つブレードがあります。気流が少ない場合、流れの分離と呼ばれる現象が発生し、ファンが失速します。これは、曲線の中間点に特徴的な屈曲として示されます。 失速領域での気流は予測不可能で、急激な変化が発生するため、特定の圧力値に対して複数の気流値が生じます。この現象は、気流が十分に低くなり、ファンブレードが遠心力だけで空気を移動できるようになるまで続きます。その後、静圧は、遮断が発生するまで（空気流量がゼロになるまで）、空気流量の減少とともに増加し続けます。
SPL（ノイズ） : ファンが定格電圧で駆動されているときの騒音レベル。測定はファンから1メートル離れた自由空気 (換気抵抗0) で行われます。ファンが物理的に機器に組み込まれている場合、換気抵抗をゼロにすることはできないため、記載されている騒音値は参考値です。 ブレードの数、インペラのバランス不良、ファンブレード付近の障害物、失速範囲での動作はすべて、ファンが生成する騒音レベルに影響します。
制御方法: 新しい三洋電機San Aceファンの速度制御はPWM入力信号を介して行われ、ファン速度、効率、音響性能をより最適化できます。さらに、ファンには適切な動作を示すパルス センサー出力があります。
予想寿命: ファンの予想寿命を推定するのは複雑なプロセスであり、比較には業界標準のテスト プロトコルを使用することが重要です。3つの新しいSan Aceファンは、自由空気状態で60ºCで連続動作した場合、90 % の信頼水準で40,000時間の耐久性が保証されています。
山洋電気の冷却ファン製品群
3つの新しいファンの主な仕様の概要を図4に示します。
図4：主要仕様の比較（出典：三洋電機）
これらのファンがお客様の特定の要件に合わない場合は、当社のWebサイトで幅広い選択肢からお選びいただけます。
山洋電気のSAN ACEファミリーには現在、ACおよびDC冷却ファン、可逆フローファン、逆回転ファン、防滴ファン、遠心ファン、送風ファン、およびPWMコントローラーが含まれています。
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