电子设备强迫风冷设计指南(v2.0)

电子设备强迫风冷设计指南版本号版本号缘由日期编者2.0增加开孔设计，系统风流量的大致计算方法2023/01/20部门部门通用技术部编写日期机密等级批准核对检查起草2023.03.05页1/图号肖训华文件名电子设备强迫风冷设计指南第第1017页名目\l“_TOC_250015“相关学问 3\l“_TOC_250014“温升的要求 3\l“_TOC_250013“风机的选择和使用 3\l“_TOC_250012“系统需求的风量大致计算方法 3\l“_TOC_250011“风机的选择 3\l“_TOC_250010“风机的功率、效率和特性曲线 4\l“_TOC_250009“系统阻力特性与风机工作点确实定 4\l“_TOC_250008“风机的串连和并联使用 5风机的噪声 6风机的安装位置 8\l“_TOC_250007“构造因素对风冷效果的影响 12\l“_TOC_250006“开孔设计 12常见的开孔模式 12\l“_TOC_250005“外壳出风口的设计 13\l“_TOC_250004“风机的位置 13\l“_TOC_250003“风道的构造形式 14\l“_TOC_250002“元件的排列与走线 15\l“_TOC_250001“热源的位置 15\l“_TOC_250000“漏风的影响 16相关学问气流的速度越高，带走的热量越多，电子设备中，强迫风冷的散热力量要比自然10倍左右。。温升的要求IEC的要求:在正常使用时〔35度50度。依据东芝的要求:在正常使用时〔35度15度。FDA的要求：在环境温度35℃条件下，工作中产品的可触摸外表温度不得超过释，并供给数据以证明不会危及病人安全。风机的选择和使用系统需求的风量大致计算方法测定设备的规格和工作条件：－V:整个系统所产生的总热量〔W〕=100(W)－∆T:系统内部温度上升〔K〕=15度计算冷却所需的空气流量：－Q’：马达的空气流量〔m³/min〕－Q’：=V/(20∆T)=100/20*15=0.33〔m³/min〕选用风扇：－Q:最大空气流量〔m³/min〕：Q’=Q*2/3－Q:=Q’*3/2=0.33*3/2=0.5〔m³/min〕确认所选用的风扇是否正确。风机的选择軸流式风机就是空气进出口的流淌方向与叶轮軸线平行，其特点是风量大，风螺旋浆式：一般的电风扇或排气扇就是这种类型。一般用于空气循环装置。园筒式：其特点是螺旋浆形叶轮的外面有圆筒，其叶尖漏损小，效率较高。95％。圆筒式和导页式风机用于中，低系统阻力并且要求供给较大空气流量的电子设提高。但这种小型高速的风机产生的噪声大〔一般在我公司不推举使用。力特性，应用环境条件，噪声，以及体积，重量等，其中风量和风压是主要参数，对于我公司生产的设备，要求风量大，风压低，一般要承受軸流式风机，风机的类型确定后，再依据工作点来选择具体的型号和尺寸。风机在工作时的噪音应掌握在肯定的范围，以免影响到人员的正常工作。选择风机时，尽量用转速较低的风扇，可削减气流的冲击，降低噪声。风机的功率、效率和特性曲线出与动力输入的比值称为风机的效率。风机特性曲线是指风机在某一固定的转速下工作时，静压，效率，和功率随风〔〕的要求。静压功率静压功率〔〕 风量静压效率〔静压效率〔〕风量系统阻力特性与风机工作点确实定

〔〕 风量度头，系统〔或通风管道〕的阻力曲线是通风冷却系统的静压与空气流量的特性曲1,2，3分别代表不同风道的特性曲线〔1＃曲线说明系统风道的阻力最大，3＃最小，设计要让系统的阻力尽量小曲线与通风机的特性曲线的交点就是这个通风机的工作点。为了保证足够的风量，在选择风机时，应有肯定的余量。静压风机工作点的确定 风量风机的串连和并联使用求。风机的串联使用串联风道特性风量当风机的风量能满足要求，而风压不够时，可承受两只通风机串联使用，以提高其工作压力，风机串联时，其工作特性曲线发生变化，风量根本上不变〔略有增加串联风道特性风量静压

风机串联特性曲线是气流路径短，阻力损失小。气流分布比较均衡，但效率低。静压静压风道特性并联风量风机并联特性曲线风机的噪声0.5145dB；1150dB。风机安装对噪声的影响DigiQloI/0D08T-12PG安装如以下图：0mm,4mm,10mm时，测得的机器的噪声如下表〔测量机器的后面，大约距地面，距机器各1m。地点在迈瑞一楼多功能厅，正常上班时间风扇悬空距离对应噪声有后壳无后壳10mm4mm0mm47.3dB46.8dB45.6dB45.6dB46.2dB〔0－10mm，噪声会加大。且有塑胶外壳罩住时，噪声会有所减小。当风扇用另外一种安装方式，如2300抽风，如以下图：当风扇悬空时，在风扇与钣金件之间加垫片，〔0－10mm。风扇悬空距0mm2mm4mm6mm8mm风扇悬空距0mm2mm4mm6mm8mm离45.749.7dB 38.3dB39.6dB39.7dB声 dB另外，在出风口加尼龙布防尘网，也会对噪声有减小。以下图PM-9000上的风扇安装，当把后壳上出风口筋内侧修大约R0.8时，离出20cmR0.8R2Db.〔地点时间同上〕倒圆角倒圆角R0.8噪声的评估测试过程中觉察东芝便携式B超的噪声从声强上比2300低一点,但是实际感觉2300却刺耳的多,感觉上是2300的噪音频率比东芝的要高,由于人耳对噪音的感觉不单是声强打算的,和声音的频率也有很大关系,所以降低2300发出噪声的频率对此问题会有改善作用风机的安装位置依据东芝在这方面的设计阅历，风机的安装格外讲究：外壳进风孔〔或出风孔〕的总面积要不小于风机总的通风面积。孔的屏蔽罩，并且开孔面积不小于风扇的通风面积，屏蔽罩离通风机有8－10mm风量最大。散热最好。DigiQlo的进风组件,风扇悬空如图上图是DigiQlo的进风组件，其风扇罩离风扇10mm。DigiQlo8.5mm。另外，假设在安装空间上假设确有问题，也可以用如下的安装方法让风扇悬空4-6mm〔在风扇与钣金件间加一垫片〕〔钣金件孔径D=4mm,孔中心距为5mm)，悬空4.5-6mm或10mm时，风量与静压的关系曲线如以下图。2.52.52q风扇与钣金间D=4.5mmm1.51风扇与钣金间D=10mmP0.500风扇与钣金间D=0mm1234567Q(CFM)风扇P1124010H安装在不同位置时的特性曲线2.52.52风扇到钣金件的距离D＝6mmqm1.51风扇到钣金件的距离D＝10mmP0.500离D＝0mm510152025Q(CFM)风扇D08T-12PH安装在不同位置时的特性曲线4-10mm时，通风量有较大改善。构造因素对风冷效果的影响4.1.开孔设计开孔区域最大化的优点：开孔区域的最大化可以减低所需气流的速度和压力。开孔率〔FA：开孔的面积/全部的面积，建议钣金件设计安装风扇时，开孔率设计在60％以上。4.2.4.2.常见的开孔模式80％56％88％。第12第12页共17第第1417页外壳出风口的设计外壳出风口的设计要留意以下几点：削减转交和较平滑的转交设计对气流有较小的阻力。出风口要设计和加工得比较圆滑，没有毛刺，可削减气流的冲击产生噪声。风机的位置方法：〔太空的一款电源盒就影响散热效果。好处是便于设计防尘。〔我公司的监护产品都是这种冷却形式〕B超系统就是这种散热方式。不管有无缝隙时，抽风的冷确效果比吹风好。风道的构造形式合理地组织气流沿预定的流道流淌，称为风道设计，应留意一下几个方面：对发热单元进展冷却，这种风道的冷却效果差，能源消耗大。〔机箱内的某点的空气压力〕和低的动压〔机箱内两点间空气流淌的压力损失，以便提高道截面不增加时，则必需增加冷却空气的流速,如图(a)所示的构造，上下风道的截面积应大于各局部支风道的截面积的总和。如图〔b〕所示，承受锥形风道时，可使上主风道中任一点的截面积大于支风止气流短路。

低静压区

高静压区回流 出口(a)入口出口入口出口(b)风道构造形式的影响风道布置的留意事项：局部的压力损失。的噪声。网通风面积仍不能小于风机的有效通风面积。系统的进出风口尽量远离，避开消灭热空气的循环。元件的排列与走线为了提高冷却效果，在冷却气流流速不大的状况下,元件应按叉排列方式，这DigiQlo件在PCB的两面同一位置从上到下一线排列，导致在该板的U22处的温度极高。内部走线不要挡住风路；大的元器件如散热器，变压器等尽量避开布在风路上。对于超声系统，尽量使板卡垂直安装，且板卡间距大于25MM热源的位置热性差的热源插箱放在冷却气流的上游。漏风的影响大型的机柜在强迫风冷时，机柜缝隙的漏风，将直接影响到散热效果，以下图中个发热区段面，风量根本一样。假设四周有缝隙，风机分别抽风，鼓风，或同时抽风鼓风时的风量分布的效果分别如(b),(c),(d)所示，从试验效果来看，缝隙的大小对