案例条件:机柜装配散热风扇,机柜功率为1kw,机柜尺寸为1m*2m*2m,环境温度为30摄氏度,给机柜安装散热风扇进行强对流降温散热,需要使机柜控制在温度不高于50摄氏度,怎么计算出所需的风量
答:要计算机柜散热所需的风量,可以使用热传导的基本公式来估算所需的空气流量。目标是通过风扇强制对流将热量从机柜中带走,使机柜温度控制在不高于50摄氏度,而环境温度为30摄氏度。
一、已知参数
发热功率 P=1KW=1000W
环境温度Tin=30℃
要求的最高排风温度Tout=50℃
温差三角形T=Tout=Tin=20℃
空气比热容(定压)Cp=1005J/(KGcdotpK)
空气密度P=1.2kg/m3(常温下)
二、所需公式
根据能量守恒:
P=M*Cp*三角形T
其中:
点M是空气质量流量(kg/s)
Cp是空气比热容
三角形T是进风与出风的温差
进一步可得:
点M=P/(Cp*三角形T)
再换算成体积流量:
Q=点M/P
三、计算过程
1.计算质量流量(点M)
点M=1000/(1005*20)≈1000/20100≈0.049.75kg/s
2.计算体积流量Q
Q=0.04975/1.2≈0.0415m3/s
换算为每小时立方米(m³/h):
Q=0.0415*3600=149.4m3/h
四、结论:所需风量约为150立方米每小时
也就是说,为了将一个发热量为1kW的机柜维持在不超过50摄氏度,在环境温度为30摄氏度的情况下,需要安装总风量约为150立方米/小时的散热风扇。
五、设计建议
1.东兴岳科技提醒您,考虑机柜内部线缆元器件以及出风口进风口存在阻挡:实际选择时建议增加20%至30%的预留风量,即选择约180至200m³/h的风扇。
2.进出风口布置:确保有合理的进风口(底部或前部)和出风口(顶部或后部),形成良好的空气流动路径。
3.风扇类型:根据空间限制选择轴流风机或离心风机。
4.过滤网:防止灰尘进入影响设备寿命。
5.温控系统:可加装温控器控制风扇启停,节省能耗。