正確地選擇HVAC(供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié))設(shè)備中使用的風(fēng)扇組件仍然是提高數(shù)據(jù)中心冷卻效率戰(zhàn)略的首要考慮因素。而不斷更新的風(fēng)扇技術(shù)和風(fēng)扇效率指南，表明選擇風(fēng)扇組件的方法將隨著數(shù)據(jù)中心需求而不斷發(fā)展。

近年來(lái)，隨著電子換向(EC)風(fēng)扇技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的氣流管理得到了更好的改善，該技術(shù)可在降低能耗水平下實(shí)現(xiàn)相同或更好的氣流性能，并可通過(guò)更精確的風(fēng)扇速度控制來(lái)匹配實(shí)際熱負(fù)荷。

電子換向離心鼓風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)現(xiàn)在是精密空調(diào)(CRAC)和機(jī)房空氣處理(CRAH)裝置的標(biāo)準(zhǔn)組件，以及由領(lǐng)先的精密冷卻設(shè)備制造商所生產(chǎn)的空氣冷凝器。

一段時(shí)間以來(lái)，離心式鼓風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)機(jī)一直是精密空調(diào)行業(yè)的主要設(shè)備，因?yàn)樗鼈兙哂序?qū)動(dòng)大量空氣的能力。在離心設(shè)計(jì)中，位于中心轂或軸周?chē)娜~片從風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向向外和向后彎曲。進(jìn)入軸的空氣被慣性或離心力加速并相對(duì)入口方向偏轉(zhuǎn)90度。這產(chǎn)生了適用于行內(nèi)冷卻和室內(nèi)冷卻應(yīng)用的穩(wěn)定強(qiáng)勁的氣流。軸流風(fēng)機(jī)與軸平行地回旋空氣，用于驅(qū)動(dòng)大量低壓空氣。軸流式風(fēng)機(jī)在大型冷凝機(jī)組和冷水機(jī)組中很常見(jiàn)。通常這些風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)安裝在外部框架上，便于安裝到HVAC(供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié))設(shè)備中，并將振動(dòng)降至最低。

數(shù)據(jù)中心精密冷卻設(shè)備中使用的空氣流動(dòng)產(chǎn)品(如組件風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī))可按三種不同的產(chǎn)品類(lèi)別進(jìn)行分類(lèi)：

•第一代：一種以固定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的通風(fēng)產(chǎn)品，由交流電機(jī)供電，通過(guò)選擇正確的皮帶輪尺寸可調(diào)節(jié)至固定速度，并且由皮帶驅(qū)動(dòng)。這種解決方案需要更多的潤(rùn)滑，因?yàn)槠浠顒?dòng)的部件最多。

•第二代：由變頻器(VFD)控制的直接驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)。這是一個(gè)顯著的改進(jìn)。變頻器(VFD)是額外的成本，但是，原有的電機(jī)解決方案可以用來(lái)加速風(fēng)扇的控制。選擇變頻器(VFD)硬化電機(jī)或使用軸接地環(huán)可以避免在速度控制過(guò)程中損壞電機(jī)，這非常重要。在沒(méi)有使用變頻器(VFD)的緊急情況下，建議在60 Hz下為所需工作點(diǎn)選擇合適的電機(jī)轉(zhuǎn)速，以便運(yùn)行系統(tǒng)。在確定管道系統(tǒng)尺寸時(shí)，應(yīng)考慮電機(jī)在正常供電頻率下的轉(zhuǎn)速。

•第三代：電子換向(EC)風(fēng)扇解決方案。這是一個(gè)直接驅(qū)動(dòng)設(shè)置，具有無(wú)需維護(hù)的額外好處。電子換向(EC)風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)置電子元件，可將交流輸入電源(單相或三相，200V-480V，50/60Hz)電子整流為直流電，以實(shí)現(xiàn)有效的速度控制。電機(jī)是外轉(zhuǎn)子型。電機(jī)通過(guò)0-10VDC信號(hào)、PWM或ModBUS進(jìn)行控制。EC產(chǎn)品產(chǎn)生的氣流量與傳統(tǒng)交流電相同，但功耗較低。由于數(shù)據(jù)中心的精密空調(diào)設(shè)備全年運(yùn)行，并且熱負(fù)載可能會(huì)波動(dòng)，因此在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間提供準(zhǔn)確的冷卻量可以顯著節(jié)省電能。

采用電子換向(EC)風(fēng)扇的好處

自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，電子換向(EC)技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)出現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了節(jié)省能源成本的投資回報(bào)率。

其他優(yōu)點(diǎn)包括降低噪音和降低運(yùn)營(yíng)成本，因?yàn)闆](méi)有需要更換的風(fēng)扇和皮帶，也不會(huì)像皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)那樣積累垃圾或灰塵污染物。

電子換向(EC)風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的效率提高和節(jié)能效果取決于風(fēng)機(jī)的選擇。風(fēng)扇制造商通常會(huì)向OEM廠商提供其各種產(chǎn)品的氣流、壓力、功率曲線，這些公司提供的越來(lái)越強(qiáng)大的風(fēng)扇選擇軟件使得在所需工作點(diǎn)比以往更容易選擇正確的風(fēng)扇。

世界上只有少數(shù)制造商提供電子換向(EC)風(fēng)扇解決方案。全球領(lǐng)先的風(fēng)扇和熱管理提供商臺(tái)達(dá)公司在臺(tái)灣和中國(guó)大陸建立了大型研發(fā)和制造工廠，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了歐盟市場(chǎng)，加強(qiáng)了持續(xù)創(chuàng)新，同時(shí)降低了產(chǎn)品的市場(chǎng)成本。

風(fēng)扇調(diào)節(jié)的空氣是否有變化?

雖然歐洲的能源相關(guān)產(chǎn)品指令(ErP 2015)已經(jīng)強(qiáng)制要求嚴(yán)格遵守商業(yè)和工業(yè)HVAC設(shè)備中使用的風(fēng)扇效率指導(dǎo)原則，但美國(guó)的這些產(chǎn)品迄今為止還沒(méi)有達(dá)到歐盟政府法規(guī)的要求。然而，這一潮流即將改變。

美國(guó)能源部(DOE)預(yù)計(jì)美國(guó)數(shù)據(jù)中心的能耗約有一半將用于制冷，并預(yù)計(jì)將在2020年推出風(fēng)機(jī)效率法規(guī)，以幫助減少商用和工業(yè)建筑物的HVAC系統(tǒng)能耗。

美國(guó)能源部已經(jīng)公布了風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的商用制冷設(shè)備和吊扇的能源合規(guī)期限。然而，在商用和工業(yè)HVAC設(shè)備中尋址組件風(fēng)扇卻帶來(lái)了一系列獨(dú)特的挑戰(zhàn)。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)與美國(guó)精密、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì)(ASHRAE)和照明工程學(xué)會(huì)(IES)2013年度提出的風(fēng)扇效率標(biāo)準(zhǔn)和代碼試圖為風(fēng)扇分配效率等級(jí)，使用從美國(guó)國(guó)際空氣運(yùn)動(dòng)及控制協(xié)會(huì)(AMCA)借用的術(shù)語(yǔ)和標(biāo)準(zhǔn)。

然而，這種方法并非沒(méi)有缺點(diǎn)。由于它僅在最高效率的運(yùn)行點(diǎn)測(cè)量風(fēng)扇的性能，因此不會(huì)考慮風(fēng)扇在設(shè)計(jì)或工作點(diǎn)的實(shí)際性能、應(yīng)用程序的規(guī)定氣流和靜態(tài)壓力。

因此，美國(guó)能源部力求根據(jù)工作點(diǎn)最大風(fēng)機(jī)功率輸出建立美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)，由美國(guó)國(guó)際空氣運(yùn)動(dòng)及控制協(xié)會(huì)(AMCA)開(kāi)發(fā)的新風(fēng)機(jī)效率指數(shù)(FEI)可用作風(fēng)機(jī)能量比較的基準(zhǔn)工具。精密空調(diào)設(shè)備制造商必須在最終規(guī)則公布后的兩年合規(guī)窗口內(nèi)遵守最低新風(fēng)機(jī)效率指數(shù)(FEI)值的規(guī)定。

風(fēng)扇標(biāo)簽的變化也是討論的一部分。這將使風(fēng)扇用戶能夠輕松識(shí)別、比較和選擇適合其特定應(yīng)用的最佳風(fēng)扇解決方案。

除型號(hào)和序列號(hào)外，建議的風(fēng)扇標(biāo)簽要求包括設(shè)計(jì)流量和已知設(shè)計(jì)點(diǎn)壓力、FEI額定值、最大轉(zhuǎn)速，以及風(fēng)扇完整性能圖。

美國(guó)國(guó)際空氣運(yùn)動(dòng)及控制協(xié)會(huì)(AMCA)最近宣布發(fā)布ANSI/AMCA標(biāo)準(zhǔn)208-18，宣布風(fēng)扇效率指數(shù)(Fan Efficiency Index，F(xiàn)EI)取代各種能源規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中引用的前風(fēng)扇效率等級(jí)系統(tǒng)。

由于提高效率仍然是數(shù)據(jù)中心所有者和運(yùn)營(yíng)商的首要任務(wù)，風(fēng)扇技術(shù)顯然將在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)人員和精密空調(diào)專(zhuān)家采用的策略中發(fā)揮著重要作用，可以滿足預(yù)測(cè)需求，同時(shí)滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求。

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