Dank Gegenläuferprinzip

Leistungssprung bei Kompaktlüftern

13. September 2022, 13:44 Uhr | Corinna Puhlmann-Hespen
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Der Ventilator besitzt zwei Rotoren, die über einen speziellen Flansch verbunden sind. Der erste Rotor ist maßgeblich für den Volumenstrom verantwortlich, der zweite Rotor hauptsächlich für den Druckaufbau. Der Flansch koppelt beide Stufen schwingungsmäßig so, dass jede Stufe die jeweils andere beruhigt.
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Mit dem Kompaktlüfter »AxiTwin 100« verfolgt ebm-papst einen neuen Ansatz: Der Lüfter ist als zweistufiger Gegenläufer konzipiert. Ein strömungstechnisch aufeinander abgestimmtes Ventilatoren-Paar erhöht die Luftleistung deutlich im Vergleich zu herkömmlichen Axiallüftern.

Das Entwicklungsziel von ebm-papst war es, einen Power-Lüfter zu entwickeln, der mehr Luftleistung bringt, aber dennoch möglichst kompakt aufgebaut ist. In Zusammenarbeit mit einem Unternehmen aus der Telekommunikationsbranche haben die Entwickler einen Lüfter mit Gegenläuferprinzip entworfen. Dieser hat ein Kantenmaß von lediglich 10 cm und eine Tiefe von 9 cm, sodass vier solcher Lüfter in ein 19-Zoll-Rack passen, wie es typischerweise für die Kühlung in Blade-Servern eingesetzt wird. Dieser Aufbau garantiert eine zuverlässige Wärmeabfuhr selbst bei dicht gepackter Elektronik, da jeder Lüfter bis zu 536 m3 Luft pro Stunde liefern kann, bei einem maximalen statischen Druckaufbau bis 1300 Pa.

Das Besondere: Der neue Lüfter für die Elektronikkühlung kombiniert nicht einfach nur zwei Einzelventilatoren miteinander, sondern verwendet eine in simultaner numerischer Optimierung unter Berücksichtigung des strömungstechnischen Arbeitspunktes neu entwickelte Strömungsgeometrie der beiden aufeinanderfolgenden Schaufelreihen. Dazu verfügt der Ventilator über zwei Rotoren, die über einen speziellen Flansch verbunden sind. Der erste Rotor mit seinen fünf Flügeln ist maßgeblich für den Volumenstrom verantwortlich, der zweite Rotor mit seinen drei Flügeln hauptsächlich für den Druckaufbau. Etwa zwei Drittel des Drucks werden in der zweiten Stufe erzeugt. Zudem reduziert die zweite Stufe durch ihre ausgefeilte Aerodynamik mit einer extremen Sichelform der Flügel die Verwirbelungen und trägt zur Geräuschoptimierung bei; durch die vergleichsweise geringe Oberfläche der Flügel steigt die Effizienz.

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Aufbau des Kompaktlüfter AxiTwin 100
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Hauptbestandteil des Lüfters sind die zwei integrierten dreiphasigen »Green-Tech«-Motoren, die über eine Motorleistung von jeweils bis zu 180 W verfügen. Die energieeffizienten EC-Antriebe arbeiten sowohl im Teil- als auch im Volllastbetrieb mit hohem Wirkungsgrad und sind auch für den Dauerbetrieb ausgelegt. Eine neu entwickelte 300-W-Elektronik ist für eine noch bessere Wärmeableitung in den Gehäuseecken installiert. Standardisierte Signaleingänge wie PWM-Eingang, Analogsteuereingang sowie Tacho-/Alarm-Ausgangssignale können je nach Anforderung individuell integriert werden.

Kühlung in 19-Zoll-Racks und Blade-Servern

Der neue Kompaktlüfter von ebm-papst eignet sich insbesondere für Anwendungen mit einem hohen Bedarf an Kühlung bei wenig zur Verfügung stehendem Bauraum. Neben der Kühlung von Blade-Servern eignet sich der AxiTwin 100 beispielsweise für die Kühlung von rechenstarken Super-Computern, wie sie etwa in der Blockchain-Technologie verwendet werden.

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Power-Lüfter AxiTwin 100
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