電子設備強迫風冷設計指南(v2.0)

電子設備強迫風冷設計指南版本號版本號緣由日期編者2.0增加開孔設計，系統(tǒng)風流量的大致計算方法2023/01/20部門部門通用技術(shù)部編寫日期機密等級批準核對檢查起草2023.03.05頁1/圖號肖訓華文件名電子設備強迫風冷設計指南第第1017頁名目\l“_TOC_250015“相關學問 3\l“_TOC_250014“溫升的要求 3\l“_TOC_250013“風機的選擇和使用 3\l“_TOC_250012“系統(tǒng)需求的風量大致計算方法 3\l“_TOC_250011“風機的選擇 3\l“_TOC_250010“風機的功率、效率和特性曲線 4\l“_TOC_250009“系統(tǒng)阻力特性與風機工作點確實定 4\l“_TOC_250008“風機的串連和并聯(lián)使用 5風機的噪聲 6風機的安裝位置 8\l“_TOC_250007“構(gòu)造因素對風冷效果的影響 12\l“_TOC_250006“開孔設計 12常見的開孔模式 12\l“_TOC_250005“外殼出風口的設計 13\l“_TOC_250004“風機的位置 13\l“_TOC_250003“風道的構(gòu)造形式 14\l“_TOC_250002“元件的排列與走線 15\l“_TOC_250001“熱源的位置 15\l“_TOC_250000“漏風的影響 16相關學問氣流的速度越高，帶走的熱量越多，電子設備中，強迫風冷的散熱力量要比自然10倍左右。。溫升的要求IEC的要求:在正常使用時〔35度50度。依據(jù)東芝的要求:在正常使用時〔35度15度。FDA的要求：在環(huán)境溫度35℃條件下，工作中產(chǎn)品的可觸摸外表溫度不得超過釋，并供給數(shù)據(jù)以證明不會危及病人安全。風機的選擇和使用系統(tǒng)需求的風量大致計算方法測定設備的規(guī)格和工作條件：－V:整個系統(tǒng)所產(chǎn)生的總熱量〔W〕=100(W)－?T:系統(tǒng)內(nèi)部溫度上升〔K〕=15度計算冷卻所需的空氣流量：－Q’：馬達的空氣流量〔m3/min〕－Q’：=V/(20?T)=100/20*15=0.33〔m3/min〕選用風扇：－Q:最大空氣流量〔m3/min〕：Q’=Q*2/3－Q:=Q’*3/2=0.33*3/2=0.5〔m3/min〕確認所選用的風扇是否正確。風機的選擇軸流式風機就是空氣進出口的流淌方向與葉輪軸線平行，其特點是風量大，風螺旋漿式：一般的電風扇或排氣扇就是這種類型。一般用于空氣循環(huán)裝置。園筒式：其特點是螺旋漿形葉輪的外面有圓筒，其葉尖漏損小，效率較高。95％。圓筒式和導頁式風機用于中，低系統(tǒng)阻力并且要求供給較大空氣流量的電子設提高。但這種小型高速的風機產(chǎn)生的噪聲大〔一般在我公司不推舉使用。力特性，應用環(huán)境條件，噪聲，以及體積，重量等，其中風量和風壓是主要參數(shù)，對于我公司生產(chǎn)的設備，要求風量大，風壓低，一般要承受軸流式風機，風機的類型確定后，再依據(jù)工作點來選擇具體的型號和尺寸。風機在工作時的噪音應掌握在肯定的范圍，以免影響到人員的正常工作。選擇風機時，盡量用轉(zhuǎn)速較低的風扇，可削減氣流的沖擊，降低噪聲。風機的功率、效率和特性曲線出與動力輸入的比值稱為風機的效率。風機特性曲線是指風機在某一固定的轉(zhuǎn)速下工作時，靜壓，效率，和功率隨風〔〕的要求。靜壓功率靜壓功率〔〕 風量靜壓效率〔靜壓效率〔〕風量系統(tǒng)阻力特性與風機工作點確實定

〔〕 風量度頭，系統(tǒng)〔或通風管道〕的阻力曲線是通風冷卻系統(tǒng)的靜壓與空氣流量的特性曲1,2，3分別代表不同風道的特性曲線〔1＃曲線說明系統(tǒng)風道的阻力最大，3＃最小，設計要讓系統(tǒng)的阻力盡量小曲線與通風機的特性曲線的交點就是這個通風機的工作點。為了保證足夠的風量，在選擇風機時，應有肯定的余量。靜壓風機工作點的確定 風量風機的串連和并聯(lián)使用求。風機的串聯(lián)使用串聯(lián)風道特性風量當風機的風量能滿足要求，而風壓不夠時，可承受兩只通風機串聯(lián)使用，以提高其工作壓力，風機串聯(lián)時，其工作特性曲線發(fā)生變化，風量根本上不變〔略有增加串聯(lián)風道特性風量靜壓

風機串聯(lián)特性曲線是氣流路徑短，阻力損失小。氣流分布比較均衡，但效率低。靜壓靜壓風道特性并聯(lián)風量風機并聯(lián)特性曲線風機的噪聲0.5145dB；1150dB。風機安裝對噪聲的影響DigiQloI/0D08T-12PG安裝如以下圖：0mm,4mm,10mm時，測得的機器的噪聲如下表〔測量機器的后面，大約距地面，距機器各1m。地點在邁瑞一樓多功能廳，正常上班時間風扇懸空距離對應噪聲有后殼無后殼10mm4mm0mm47.3dB46.8dB45.6dB45.6dB46.2dB〔0－10mm，噪聲會加大。且有塑膠外殼罩住時，噪聲會有所減小。當風扇用另外一種安裝方式，如2300抽風，如以下圖：當風扇懸空時，在風扇與鈑金件之間加墊片，〔0－10mm。風扇懸空距0mm2mm4mm6mm8mm風扇懸空距0mm2mm4mm6mm8mm離45.749.7dB 38.3dB39.6dB39.7dB聲 dB另外，在出風口加尼龍布防塵網(wǎng)，也會對噪聲有減小。以下圖PM-9000上的風扇安裝，當把后殼上出風口筋內(nèi)側(cè)修大約R0.8時，離出20cmR0.8R2Db.〔地點時間同上〕倒圓角倒圓角R0.8噪聲的評估測試過程中覺察東芝便攜式B超的噪聲從聲強上比2300低一點,但是實際感覺2300卻刺耳的多,感覺上是2300的噪音頻率比東芝的要高,由于人耳對噪音的感覺不單是聲強打算的,和聲音的頻率也有很大關系,所以降低2300發(fā)出噪聲的頻率對此問題會有改善作用風機的安裝位置依據(jù)東芝在這方面的設計閱歷，風機的安裝格外講究：外殼進風孔〔或出風孔〕的總面積要不小于風機總的通風面積?？椎钠帘握郑⑶议_孔面積不小于風扇的通風面積，屏蔽罩離通風機有8－10mm風量最大。散熱最好。DigiQlo的進風組件,風扇懸空如圖上圖是DigiQlo的進風組件，其風扇罩離風扇10mm。DigiQlo8.5mm。另外，假設在安裝空間上假設確有問題，也可以用如下的安裝方法讓風扇懸空4-6mm〔在風扇與鈑金件間加一墊片〕〔鈑金件孔徑D=4mm,孔中心距為5mm)，懸空4.5-6mm或10mm時，風量與靜壓的關系曲線如以下圖。2.52.52q風扇與鈑金間D=4.5mmm1.51風扇與鈑金間D=10mmP0.500風扇與鈑金間D=0mm1234567Q(CFM)風扇P1124010H安裝在不同位置時的特性曲線2.52.52風扇到鈑金件的距離D＝6mmqm1.51風扇到鈑金件的距離D＝10mmP0.500離D＝0mm510152025Q(CFM)風扇D08T-12PH安裝在不同位置時的特性曲線4-10mm時，通風量有較大改善。構(gòu)造因素對風冷效果的影響4.1.開孔設計開孔區(qū)域最大化的優(yōu)點：開孔區(qū)域的最大化可以減低所需氣流的速度和壓力。開孔率〔FA：開孔的面積/全部的面積，建議鈑金件設計安裝風扇時，開孔率設計在60％以上。4.2.4.2.常見的開孔模式80％56％88％。第12第12頁共17第第1417頁外殼出風口的設計外殼出風口的設計要留意以下幾點：削減轉(zhuǎn)交和較平滑的轉(zhuǎn)交設計對氣流有較小的阻力。出風口要設計和加工得比較圓滑，沒有毛刺，可削減氣流的沖擊產(chǎn)生噪聲。風機的位置方法：〔太空的一款電源盒就影響散熱效果。好處是便于設計防塵。〔我公司的監(jiān)護產(chǎn)品都是這種冷卻形式〕B超系統(tǒng)就是這種散熱方式。不管有無縫隙時，抽風的冷確效果比吹風好。風道的構(gòu)造形式合理地組織氣流沿預定的流道流淌，稱為風道設計，應留意一下幾個方面：對發(fā)熱單元進展冷卻，這種風道的冷卻效果差，能源消耗大?！矙C箱內(nèi)的某點的空氣壓力〕和低的動壓〔機箱內(nèi)兩點間空氣流淌的壓力損失，以便提高道截面不增加時，則必需增加冷卻空氣的流速,如圖(a)所示的構(gòu)造，上下風道的截面積應大于各局部支風道的截面積的總和。如圖〔b〕所示，承受錐形風道時，可使上主風道中任一點的截面積大于支風止氣流短路。

低靜壓區(qū)

高靜壓區(qū)回流 出口(a)入口出口入口出口(b)風道構(gòu)造形式的影響風道布置的留意事項：局部的壓力損失。的噪聲。網(wǎng)通風面積仍不能小于風機的有效通風面積。系統(tǒng)的進出風口盡量遠離，避開消滅熱空氣的循環(huán)。元件的排列與走線為了提高冷卻效果，在冷卻氣流流速不大的狀況下,元件應按叉排列方式，這DigiQlo件在PCB的兩面同一位置從上到下一線排列，導致在該板的U22處的溫度極高。內(nèi)部走線不要擋住風路；大的元器件如散熱器，變壓器等盡量避開布在風路上。對于超聲系統(tǒng)，盡量使板卡垂直安裝，且板卡間距大于25MM熱源的位置熱性差的熱源插箱放在冷卻氣流的上游。漏風的影響大型的機柜在強迫風冷時，機柜縫隙的漏風，將直接影響到散熱效果，以下圖中個發(fā)熱區(qū)段面，風量根本一樣。假設四周有縫隙，風機分別抽風，鼓風，或同時抽風鼓風時的風量分布的效果分別如(b),(c),(d)所示，從試驗效果來看，縫隙的大小對