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。
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。

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。
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。
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。
| 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。

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。

<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)。
| 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。

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。

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。
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。

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。
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。
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