密闭式电子设备的冷却散热设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com1994年第1期通信与广播电视6l密闭式电子设备的冷却散热设计u6旷朱明君摘要’本文主要阐述一水一空-冷却系统在密封式电子设备中应用的必要性、迫切性，并着重介绍组成系统的各部功能要点．关键词：闭路冷却循环外转子离心风机基座冷板高效热变换单元市电一概述繁趁、按我国船用电子设备的惯例，电子设备冷却散热大都设计成带有风道的强追风冷式，即把机柜外的冷空气通过进口风道吸人机内，吹向需冷却的元器件上，热交换后，热空气再排出机外，简单地说就是机内外冷热空气直接交换冷却，其优点是简单、可靠、费用低，然而最大的

2、缺点是开路冷却．对于海用船艇设备有很大危害．首先，海洋上的空气含有大量的氯化钠成份，外部冷空气直接与电子元器件及布线接触，使设备内部的腐蚀作用增大．故障率上升，元器件寿命下降，从设备三防角度来讲是最忌讳的，它将造成设备的可靠性指标降低．其次，不净化的空气直接进入设备内部，通道上的尘粒不断聚增，使空气通道上的阻力特性及空气流动性越来越差，直至破坏原设计的散热效果．而带有导电的微粒裹杂在尘粒中一起进入设备内，引起高压跳火，使设备不能正常工作。所以，开路冷却虽有简单、可靠、费用低等优点，但它直接影响电子设备的故障率而不可取．早在八十年代初，英法、

3、意等国电子设备就开始使用密闭型机柜。水一空式的冷却方法。现在国外许多先进的电子设备技术条件上明文规定不允许采用开路冷却，而闭路冷却循环正好弥补了开路冷却的不足，因闭路海上空气很少进入设备内部．对三防极为有利．由于设备与外界空气处于隔离状态，冷却用的空气基本上是本身机柜内的空气，干净的空气其阻力特性及空气流动性均好，从而保证冷却热交换效果。闭路循环水一空冷却使器件寿命增长．故障下降，其优点显示着应用在电子设备中的必要性和迫切性。闭路冷却循环的一个突出优点，在于机内冷却全靠激冷水进行热交换，只要提供lO℃±】℃的激冷水、经过热交换单元后的冷空气

4、可在低于最高环境温度】O℃～20℃左右的温度情况下工作。而激冷水的流量可随时按耗散功率实际情况来调节，确保电子设备在较为稳定的温度下工作，并大大地提高了元器件的寿命及可靠性．我厂为某工程所研制的无调谐宽频带短波通信系统，其主要设备有l3个机柜组成，其中】2个机柜全部采用水一空式热交换冷却方法，除2个功率库功耗一致外，其余收、发系统6个机柜需要进行热设计。我厂生产的801-3水冷系统的设计，完全胜任了这一要求。它具有结构紧凑、体积小、机械强度高、散热面积大、传热效率高、适应能力强等优维普资讯http://www.cqvip.com通信与广播电

5、视l4年第i期点，其框图如图1所示．I拎风管道困l水一空冷却系统热交换方框图二、外转子离心风机外转子离心风机是801—3水冷系统热交换单元的动力谭。由于系统本身结构体积的限制。对风机性能及外型结构的要求特殊。是目前现有风机所不能承受的．于是我们经过调查决定与电机厂共同研制以保证需要。在电机厂的协助下，完成了目前这种小型外转予离心风机．它具有体积小．结构紧凑、风量大、风压高、噪声低、装拆维修方便等优点，特别是与国内同类产品相比，在风量、风压相同情况下，噪声约低5dB左右，体积缩小40％左右．其技术指标及外形结构如图2所示。电压频率输^功率转速

6、风量静压噪声电容重量(v)叫z1(W)r／minm／m_n(P【dB)0g)220508022003．526060273维普资讯http://www.cqvip.com1994年第1期通信与广播电视63U’。—-．周2三、基座冷板及多曲型弯水管多曲型弯水管的设计与翩造，是水冷系统的难点之一，因为多曲型弯水管担负着下列功能要求：1．它是激冷水的流道，在确保承受0．5MPa的压力下。流道阻力要／b；2．多曲型弯水管嵌压在底座上，底座本身起着冷板的作用，要求多曲型弯管与底座之间热阻越小越好，使之产生最佳传热效率，尽快地使热源上的热量通过冷板传递给

7、冷却水3．当多曲型弯水管的激冷水进入高效针齿型热交换器后。要确保激冷水处于紊流状态，传递出更大的热量。经过多次努力，最终圆满地完成了设计制造任务，保证了温控范围在27．5～32．5℃之间设备正常工作．四、高效热交换单元的设计水一空式的高效热交换器，它不同于普通的盘管式列管式热交换器．当然盘管式维普资讯http://www.cqvip.com通信与广播电巍1994年第1期列臂式热交换器亦可达到散热目的，但与先进的热交换器相比，其传热效率低、体积庞大，这对电子设备来说是不能接受的．我们借鉴国外电子设备的样机，研制出比目前国内翅片式的热交换器性能

8、优越得多的针齿式热交换器，这种针齿式热交换器在散发同等耗散功率情况下，比任何热交换器体积更小、结构更紧凑，传热效率更高，(见图3)．它具有下列优点：图3l、结构更紧凑，散热面积更