Kraftige ventilatorer til køling af elektronik

Den digitale verden udvikler sig i et betagende tempo. Køling er imidlertid ved at blive en udfordring, både inden for telekommunikation og automatisering. Det er næppe muligt at installere kraftigere ventilatorer eller øge antallet af dem, da kompakte løsninger efterspørges, og krav til støjbeskyttelse skal overholdes. En ny kompakt ventilator fra ebm-papst er et fremtidssikkert alternativ, da den leverer op til 50% mere luftydelse end konventionelle løsninger.

I dag er elektronisk køling hovedsageligt baseret på aksiale kompakte ventilatorer, især fordi de er lette at integrere og leverer store luftmængder takket være de involverede principper. Imidlertid har aksiale kompakte ventilatorer deres grænser, for eksempel hvis stadig mere kraftfuld elektronik er placeret i samme rum eller skal gøres endnu mere kompakt i telekommunikationssystemer eller datacentre.

For at øge kølekapaciteten er to aksiale kompakte ventilatorer forbundet i serie, hvilket i praksis normalt opnås ved hjælp af modsat roterende vinger. Denne form for to-trins ventilatordesign resulterer i princippet i et højere tryk, men systemet har også betydeligt højere støjniveau. Det betyder, at det ikke opfylder standarder og retningslinjer for støjbeskyttelse, f.eks. NEBS (Network Equipment Building System), OSHA (Occupational Safety and Health Administration), ANSI (American National Standards Institute) eller ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Yderligere støjreduktion er generelt ikke en mulighed, da det kræver for meget plads og øger omkostningerne.

Konceptet bag den nye udvikling er overbevisende, men DiaForces hemmelighed ligger i den unikke geometri af dens ventilator og hus. Dette minimerer turbulens i kantområdet mellem vinge og hus, hvilket resulterer i en betydelig reduktion af støj. Ventilatorhjulets udløbsåbning er også større end indsugningsåbningen. Det betyder, at luft strømmer gennem ventilatoren i både aksial og radial retning, hvilket sikrer en høj trykstigning (fig. 2).

Derfor er DiaForce karakteriseret som værende en mellemting mellem en aksial og en centrifugal ventilator. Det grundlæggende aksiale design, som er billigere at installere, forbliver det samme. En særlig fordel med hensyn til aerodynamik er, at DiaForce tilbyder en luftydelseskurve uden stall. Samtidig gør aerodynamiske optimeringer den til den mest støjsvage ventilator med denne effekttæthed (fig. 3).

Den kompakte ventilator har op til 6 dB (A) lavere støjemissioner end en konventionel aksial kompakt ventilator og har op til 50% højere luftydelse. Den højere luftydelse er ofte ikke påkrævet ved normal drift, da ventilatorer, der køler elektronik, ofte fungerer ved delvis belastning. En tilstrækkelig effektreserve er imidlertid afgørende for at sikre, at elektronikken fortsat fungerer tilstrækkeligt under forhold uden for normal drift. For eksempel, hvis aircondition i rummet er defekt, og omgivelsestemperaturen stiger, er der nok reserve til rådighed til at fremskynde ventilatoren efter behov.

– Fig. 2: Den typiske trykforøgelse i DiaForce: ved driftspunktet markeret med blåt i eksemplet når DiaForce over 17.000 o/min med et strømforbrug på 516 W. Dette resulterer i over 1.800 Pa i tryk og >500 m³/t i luftydelse. (ebm-papst)

Kraftfuld og intelligent DC-motor

Udviklerne har også taget et vigtigt skridt med motoriseringen. Drivkraften bag den kompakte ventilator er en tre-strenget, energieffektiv DC-motor med en motoreffekt på 500 W. Motordesignet er meget kompakt og fungerer ved høj effektivitet. Den nyudviklede 500 W elektronik har meget at tilbyde: En kraftfuld mikrocontroller er kernen i den intelligente motorregulering. Det muliggør maksimalt muligt drejningsmoment i alle belastningsområder og giver optimal effektivitet og lav strukturbåren støj. Den integrerede blokeret-rotor beskyttelse sikrer funktionalitet. En konfigurerbar kontrolindgang og forskellige valgfrie udgangssignaler er tilgængelige som grænseflader. Praktiske muligheder inkluderer en signal go/no go alarm, en alarm med en hastighedsgrænse og en intern eller ekstern temperatursensor. DiaForce leveres nu i størrelsen 120 × 120 x86 mm.

– Fig. 3: En direkte sammenligning mellem en et-trins aksial kompakt ventilator (a), en to-trins aksial kompakt ventilator (b) og den nye DiaForce diagonale kompakte ventilator (c). (Foto | ebm-papst)

Intelligente vedligeholdelseskoncepter med FanCheck

Den valgfrie FanCheck-funktion gør det også muligt at implementere intelligente vedligeholdelseskoncepter: Ventilatorer udskiftes normalt først når de fejler. Hvis ventilatorerne køler elektronik, der har høje krav til oppetid, f.eks. I datacentre eller mobile kommunikationsbasestationer, skal de udskiftes meget hurtigt. Nogle servicekoncepter foreskriver også, at alle ventilatorer i systemet skal udskiftes, hvis dette sker. Dette fører ofte til betydelige udgifter på grund af materialeomkostninger og fordi serviceteknikere skal rejse til installationssteder. FanCheck-funktionen fra ebm-papst løser dette problem.

FanCheck beregner løbende ventilatorens statistiske levetid under drift baseret på de faktiske driftsbetingelser

Dette gør det muligt at planlægge udskiftningsprocessen omkostningseffektivt og muliggør reducerede udskiftningsomkostninger. Derudover øger det tilgængeligheden af ​​enhederne. Kunden kan angive på hvilket tidspunkt og på hvilken måde ventilatoren skal levere statusoplysninger eller advarsler. De kan overvåge den resterende levetid tæt eller udløse en simpel alarm, når den resterende levetid går under en tidligere indstillet værdi. På denne måde kan FanCheck let integreres i eksisterende kontrolsystemer. Det betyder, at der ikke er noget, der står i vejen for “intelligent” og højt ydende elektronisk køling, for informations- og kommunikationsteknologi i fremtiden.