【经验】外壳空气流动模式对选择空对空换热器有什么影响

时间： 2020-03-18 来源：爱美达

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电子设备外壳的设计者继续探索增加电子外壳内部电路板和设备密度的方法，同时最小化内部温度。今天的机箱，箱体尺寸和设计在宽度和高度上有很大的变化，最高可达7英尺高。但它们有一个共同点:内部电子元件的密度在增加，热负荷也在增加。适当冷却内部电子设备需要根据柜内空气流动模式仔细选择热交换器。

只有在箱体中包含少量发热元件时，在箱体中使用自然对流才有效。如果打开柜门以改善空气循环，或者使用大功率风扇使空气通过柜门，那么就有可能发生灰尘、害虫和碎片的污染。为了降低内部温度，使用空气-液体热交换器或冷板不是一个可行的选择，因为它们可能会在电子元件附近引入不受欢迎的冷凝物。

幸运的是，有一些替代方案非常适合现代的外壳设计。为了优化电子外壳内的空气流动和传热，通常使用两种空气流动路径——垂直流型和水平流型(见图)。可以根据气流模式选择热管芯或冲击芯。两种技术都将保持外壳的NEMA 4/IP 66(水密)或NEMA 12/IP55(防尘)密封。

垂直气流两相热管换热器

对于采用垂直气流模式的高柜，可以采用两相热管技术制作合适的热交换器。热管使用独特的毛细作用，提供非常有效的导热性。热管的形状可以是圆柱形的，也可以是平面的。在热管内部，表面衬有一层毛细灯芯材料。热管被抽真空并回填少量的工作流体，如水、丙酮或甲醇。液体通过蒸发吸收蒸发器区域的热量。然后蒸汽将热量输送到冷凝器

热管是一种完全无源的传热系统。没有泵磨损或需要额外的能源。在应用中，热管被排列成平行板，顶部或侧面安装“hx式”换热器。独立的内部和外部节能风扇通过换热器的内部和外部部分吸引空气，这些部分由法兰和封闭的氯丁橡胶垫片隔开。这种安排防止了可能被污染的外部空气进入密封的NEMA(国家电气制造商协会)外壳。

在“hx式”热交换器中，独立的内部和外部节能风扇通过热交换器的内部和外部部分吸引空气，这些部分由法兰和封闭的氯丁橡胶垫圈分隔。

在采用水平空气循环的机壳中，双面冲击技术被应用在前面或侧面安装的“hxi式”低剖面热交换器中。

多用途的安装选项允许将热交换器安装在门、侧面、顶部或外壳的背面。重量轻和紧凑的尺寸的热管换热器，使其理想的空间限制的应用。缺点是由于热管换热器紧凑高效的设计，在肮脏、多油的工业环境中容易产生污垢。

水平气流冲击式热交换器

在采用水平空气循环的机壳中，双面冲击技术被应用在前面或侧面安装的“hxi式”低剖面热交换器中。

双面冲击系统利用一个芯子，分离内部和外部的外壳。内部的风扇将较热的内部空气吸进来，并将其吹向鳍芯(见水平图)。通过冲击鳍，热量从空气传递到鳍芯。同样地，一组外部风扇将冷却器和周围的空气吸进来，并将其吹向散热片核心的外侧，以消除余热。

鳍芯由薄铝制成，这种材料可以将热阻(由于传导)降低到可以忽略不计的水平。与空气平行于翅片的传统对流换热方式相比，双侧冲击式换热器可以消耗两倍的热负荷。由于它的设计和效率特点，“hxi式”换热器相对来说要小50%。尺寸的减少允许更多的包装灵活性的外壳制造商。

在采用水平空气循环的围护结构中，双面冲击技术利用一个芯子来分离围护结构的内部和外部。内部风扇将内部较热的空气吸进来，并将其吹向鳍芯。

双面撞击式热交换器也可以保持外壳的NEMA 4和NEMA 12的完整性，也可以满足UL和Telcordia GR-487-CORE标准。

作为一个闭环系统，双边冲击系统采用较少的运动部件，以减少发生机械故障的可能性。对于双风扇版本，有2个、4个、6个或8个低噪声级别的风扇可供选择，噪声级别为64.5 dBA。可定制设计，以处理高瓦数的散热要求。典型的安装使用低轮廓设计和模块化双风扇配置。根据柜体尺寸的不同，双面冲击式热交换器可以单独布置，也可以组合布置，以提供在任何方向上的安装灵活性。集成自定义功能，如报警和温度控制也可作为一个选项

双面撞击系统的其他优点包括通过电子元件的更短的气流路径。较短的路径意味着更少的阻力，空气流动和消除风扇架的可能性。此外，由于在芯子的撞击板之间有宽阔的空气间隙，空气可以自由流动，减少了在肮脏或油性环境中污染的风险。

确保选择合适的热交换器

选择合适的热交换器将确保电子机柜能够控制机壳内元件产生的热量。有效的传热延长设备寿命，提高可靠性。两种换热器技术已经出现，为两种常见的封闭空气流动模式提供了最佳的性能:两相热管换热器用于垂直空气流动和冲击式换热器用于水平空气流动。在给定的换热器类型内，适当地使用先进的热管或翅片核心部件，可靠、高效。

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