
数据中心是存储、处理和传输数据的关键基础设施。随着人工智能(AI)的快速发展,云计算与数据中心规模日益扩大、复杂度不断提升,数据中心热环 境的管理也变得越来越重要。
风机墙机组(FWU)已成为现代数据中心的高效冷却解决方案。FWU 能够提供大风量、支持灵活的容量调节,并具备冗余能力,可满足严苛的冷却需求。本文将解释什么是 FWU、它在数据中心中扮演的角色,以及它与传统数据中心冷却方案的区别。
风机墙机组(FWU)简介
风机墙机组是将多台风机并排安装在同一空气处理段内、作为一个整体送风系统运行的机组。它用 6 到 12 台小风机取代一台大风机。风机墙机组是一种先进的通风送风技术,比单台大风机效率更高。FWU 解决了散热效率问题,优化了数据中心整体的热管理。
FWU 在数据中心中如何工作?
风机墙机组有明确的系统边界。每个单元(cell)包含一台风机、电机、进风口和安装位置;框架固定各单元的间距,静压箱连通各单元的风路;电源与控制硬件决定各单元何时、以何种方式运行;AHU 箱体、过滤器、盘管、风阀和风管则构成风机阵列必须克服的阻力。
多台风机协同工作,从周围环境吸入空气并均匀分配气流,降低热点风险。多台小风机的布置也便于更精确地控制风压。由于采用多台小风机,FWU 可以根据数据中心的冷却需求调节风量。此外,FWU 还为数据中心冷却提供冗余与可维护性:如果某台风机失效,其余风机仍可继续运行,维持部分冷却能力。
Fan Wall、FanGrid、Fan Array、FWU:厘清关键术语
与风机类冷却系统相关的技术术语有好几个,包括 Fan Wall(风机墙)、FanGrid、Fan Array(风机阵列)和 Fan Wall Unit(FWU,风机墙机组)。这些术语密切相关,但并不总是指同一件事。
不同供应商可能用同一个术语描述不同的供货范围,理解这些术语对评估 FWU 方案同样重要。
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术语 |
实际所指 |
包含内容 |
常见出现场景 |
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Fan wall / FanGrid / fan array(风机墙/风机阵列) |
AHU 或 CRAH 某一空气处理段内的 plug fan 布置 |
风机模块、框架、接线、控制时序;盘管和过滤器属于宿主机组 |
AHU 与 CRAH 制造商、改造项目 |
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Fan Wall Unit(FWU,风机墙机组) |
风机段为风机墙的完整成套冷却机组 |
风机阵列 + 盘管、过滤器、箱体、控制系统、冷凝水管理,是成品 |
数据机房冷却、超大规模与托管(colocation)项目 |
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风机墙风机 / plug fan |
单个模块,即电机置于轮毂内的后弯离心叶轮 |
叶轮、EC 或 AC 电机、进风口圈、安装板 |
部件采购、备件 |
为什么数据中心指定采用风机墙机组?
在 LONGWELL 有据可查的一个阵列案例中,一座 2 MW Tier 3 托管数据中心的 50 风机 CRAH 改造,将 PUE 从 1.45 降至 1.32,风机能耗降低 28%。一家排名前三的精密空调 OEM 在基于同一 EC plug fan 平台的新 CRAH 上测得:风机能耗降低 38%、噪音降低 6.5 dB(A),PUE 贡献值 1.28(基准值 1.42)。风机墙机组(FWU)为数据中心冷却带来诸多收益。
- 更高的能效:传统冷却系统即使数据中心未满负荷运行,也常常处于高功率状态;而 FWU 可以根据实际冷却需求进行调节。
- 内置冗余:当 FWU 中某台风机故障时,其余风机仍可工作以满足风量需求,避免冷却完全中断。
- 节省空间的设计:FWU 由多台小风机组成,占地比传统大型冷却设备更少,有利于高密度数据中心环境。
- 灵活的风量调节:FWU 通常配备完善的控制系统,可使每台风机以不同转速运行,实现更高效的风量管理。
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驱动因素 |
风机墙改变了什么 |
需要索取的参数 |
|---|---|---|
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冗余 |
N+1 从走廊里的备用整机,变为运行机组内部的备用单元 |
设计工况下的“关一台风机”阵列曲线 |
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部分负荷效率 |
从一个调节手段变为两个:整体降速,或分批停用单元。大部分时间处于部分负荷 |
按你的负载曲线计算的全年 kWh,而不是单点 kW |
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机柜密度 |
单位地板面积风量更高;层高允许处机组可叠放 |
按实际静压计算的每 m² 占地风量 |
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气流均匀性 |
以分布在盘管迎风面上的多个进风口,取代单股射流,减少下游热点 |
面风速分布及其测量位置 |
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不停机维护 |
阵列持续运行的同时抽出并装回一个模块 |
模块重量、抽出路径、隔离方式 |
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取消地板下送风 |
水平出风设计让架空地板静压箱退出施工流程 |
出风布置与所需间隙 |
风机墙机组 vs CRAH:真正的差异在哪里?
两者都用冷冻水冷却数据机房,也都采用 EC 风机阵列。差异在于架构,而架构决定了整个建筑工程如何实施,而不仅仅是设备清单。
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对比维度 |
CRAH |
风机墙机组(FWU) |
|---|---|---|
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气流路径 |
上送风或下送风,通常进入架空地板静压箱 |
通常水平、直接穿过机组 |
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占地与叠放 |
落地安装,一般不可叠放,密度受地板面积限制 |
紧凑,层高允许处可叠放,密度随高度提升 |
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单机容量 |
常规机组可达数百 kW |
单机更高,数百 kW 常见,具体额定值因供应商而异 |
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对建筑的影响 |
下送风配置通常需要架空地板 |
无需架空地板 |
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维护通道 |
前部或后部,风机作业时机组通常需停机隔离 |
后部模块检修,可在线更换单台风机 |
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最适合场景 |
服务器机房、中小型机房、交换机与 MMR 机房 |
超大规模与托管机房、高密度机柜 |
风机墙 RFQ(询价单)应写明哪些内容?
以下七项内容决定了你拿到的是一份可以横向比价的报价,还是一份必须重新打开谈判的报价。
- 风量与风压(Duty):正常、最小、最大及关键故障工况下的风量和静压或全压,注明单位与空气状态。
- 系统边界:过滤器、盘管、风阀、静压箱、风管、泄漏余量,以及清洁与脏堵两种状态。
- 阵列标识:完整的模块型号与后缀、数量、框架布局、分隔、进风口间隙及准确的文件版本号。
- 性能曲线:正常运行阵列曲线、部分负荷状态,以及声明的“关一台风机”工况。
- 控制系统:指令、反馈、报警、通信、投切逻辑及责任划分。
- 机械维护:外形包络、重量、安装方式、防护、隔离、检修通道与抽出路径。
- 验收:在哪里、以何种方法验证风量、风压、电功率、噪音与气流分布。
请供应商在现有阵列证据上标注建议运行点,并列出其背后的全部假设。这将把一个术语问题转化为工程师可审查、采购可横向比较的规格说明。如果风机阵列安装在数据机房内,我们《数据中心风机选型指南》中的工况点工作流程涵盖了进风状态与控制方面的额外校核。
风机墙内的核心模块:LONGWELL朗伟 LWBE3G 平台
由于风机阵列决定了 FWU 的大部分性能,值得看看部件厂商实际交付的产品。LONGWELL朗伟生产的 plug fan 模块与阵列框架,应用于 CRAH 机组、成套风机墙机组和改造框架——这也是本文唯一谈到我们自己硬件的部分。
LWBE3G 是由 EC 外转子电机驱动的后弯离心叶轮。电机与叶轮集成在一个密封组件内:无皮带、无联轴器、无轴封。在经过验证的 200–300 Pa 静压、单台风机 4,500–16,000 m³/h 工况范围内,该平台保持 73%–82% 的静压效率。控制支持 0–10 V、PWM 或 Modbus,整个平台已通过 EN 55014-1/2 与 FCC Part 15 Class B 认证——这正是数据机房真正需要的电磁环境要求。

该平台叶轮直径覆盖 220 mm 至 630 mm,不同尺寸对应不同应用:
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应用 |
叶轮尺寸 |
系列 |
在阵列中的角色 |
|---|---|---|---|
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CRAH / CRAC |
280 至 355 mm |
LWBE3G280 / 355 |
出货量最大的细分市场;典型机组每台 2–4 台风机 |
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行级冷却(In-row) |
250 至 355 mm |
LWBE3G250 / 280 |
风路短、压力低,单机柜最高约 40 kW |
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风机墙 / FanGrid 阵列 |
450 至 630 mm |
LWBE3G450 至 630 |
每个空气处理段 6 台以上风机,N+1 冗余 |
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1 MW 级精密冷却 |
630 mm |
LWBE3G630 |
单个 5,600 W 模块在 1,597 Pa 下输出 21,950 m³/h |
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后门热交换器 |
200 至 280 mm |
LWBE3G220 / 280 |
紧凑、低压,单机柜最高 75 kW |
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冷凝器与冷却塔 |
按项目 |
LWAE3G 轴流 EC |
冷却链第 3、4 层,在 FWU 之外 |
常见问题(FAQ)
什么是风机墙机组(FWU)?
风机墙机组是一种冷却用空气处理机组,由一组小风机作为一个整体送风系统运行,取代单台大风机。
风机墙机组需要架空地板吗?
如果水平出风,则不需要。下送风 CRAH 配置通常需要架空地板静压箱;水平出风的风机墙设计省去了这一施工环节及相关成本。
风机墙中的 N+1 真的是冗余吗?
只有当“关一台风机”的工况经过计算、且控制时序有文档记录时,才算真正的冗余。一个无法让阵列恢复到设计风量的多余单元只是备用容量,不是冗余。请索取关键工况点下的“关一台风机”阵列曲线。
LONGWELL朗伟 的 plug fan 可以替换现有风机墙机组中的风机吗?
通常可以。LWBE3G 模块的安装尺寸与其常替代的欧洲高端品牌兼容,因此大多数机组无需改造 AHU 即可直接安装。不过改造仍应从现有工况、段体尺寸和供电条件出发,而不是只看风机本身,同时必须按新曲线重新计算“关一台风机”工况。





