更好的外壳冷却技术

电子系统的可靠性对于当今各行各业都至关重要，从运行大型数据中心的商业 ISP 到依靠电子控制来维持工厂运转的汽车制造商。对这些系统的最大威胁是热量：半导体器件的内部结温每升高 10ºC，其使用寿命通常会缩短一半。

使问题更加复杂的是，为了保护电子设备免受周围环境中的污染物（例如污垢、灰尘、甚至水或喷漆）的影响，商业数据中心和工业电子设备通常安装在大型外壳中。但是封闭的电子设备往往会使它们产生的热量保持不变，从而危及电子设备的使用寿命。出于这个原因，外壳设计人员提出了多种方法来去除外壳中的热量。正如将要看到的，最新的技术非常有效，并为用户带来了许多额外的好处。

传统的冷却方法

首先，让我们看一下从封闭式电子系统中散热的一些传统方法。过去，有时使用热传导或对流被动地从外壳中去除热量，具体取决于外壳是打开的（透气的）还是封闭的（气密的）。使用开放式外壳，只需通过自然空气循环即可将热量从外壳中带走，即。热传导，由内向外。另一方面，如果外壳必须保持关闭状态，则热量只能通过外壳壁，即通过对流消散。这种方法的优点是不会增加外壳的额外成本并且不需要任何能量。但是，这种方法可以处理的最大热量仅为 350 W 左右，并且外壳中可能会出现热点。

为了通过外壳壁上的对流来改善散热，有时会使用循环风扇。通过使外壳内的空气循环，这些风扇可在外壳内和外壳壁处提供更好的热量分布，并限制内部热点。最大冷却功率仍然只有 350 W，并且需要为风扇增加功率（图 1）。

图 1：无源系统，即使是此处所示的使用循环风扇的系统，也无法提供当今大多数电子系统所需的冷却量。

当今的许多系统都依靠主动冷却方法来克服散热的限制。世界上使用最广泛的外壳和电子外壳散热解决方案是外壳冷却装置。通过使用该单元，可以将外壳内部温度冷却到远低于环境温度，例如，在环境温度为 45°C 的情况下，内部温度可以轻松保持在 35°C。

这些系统的工作原理与冰箱或空调相同（图 2）。在冷却单元中，制冷剂（R134a 型）用作冷却介质。气态制冷剂被压缩机压缩，使其升温。制冷剂通过制冷剂管道被引导到外部热交换器（冷凝器），在那里，制冷剂的热量散发到环境空气中（冷却）。由于这种冷却，制冷剂液化并通过过滤干燥器流向膨胀阀. 减压发生在这里。制冷剂被减压并流过位于外壳内的第二个内部空气热交换器。来自外壳的热量被该热交换器中的制冷剂吸收。由于加热，制冷剂再次成为气态并被冷却压缩机压缩，循环再次开始。

图 2：传统的基于制冷剂的冷却系统可以有效地转移大量热能，但这样做的代价是消耗大量电力。

虽然这种冷却装置很有效，并且可以轻松处理高达 5,000 W 的冷却，但它们往往会消耗大量能源，从而使其运行成本高昂。

冷却突破

得益于一项改变游戏规则的专利混合技术，一系列名为 Blue e+ 的冷却装置改变了机箱的冷却模式。威图最近推出的这些装置在性能和能耗方面都比任何传统的冷却装置都更有效。这种先进的冷却技术采用两个并联的冷却回路协同工作；每个电路的使用程度取决于外壳与其外部环境之间的温差。

在 Blue e+ 中，一个冷却回路是被动的，而另一个是主动的。无源电路基于热管技术（图 3）。在热管冷却回路中，蒸发器盘管内的液态制冷剂蒸发，从外壳内部吸收能量并变成气体。然后气态制冷剂在管道内上升到冷凝器，在那里它冷却下来，将其热能释放到外部周围环境并返回其液态。然后，由于重力，现在变成液态的制冷剂通过铜管流回蒸发器盘管，在那里再次开始冷却循环。

图 3：使用无源热管技术显着降低了实现最佳冷却所需的功耗。

热管系统的优点是不需要任何能量来循环制冷剂，但它本身不能处理环境和内部环境之间的大温差。因此，被动技术与主动技术相结合，本质上是上述空调系统，因此组合系统可以以最有效的方式提供所需的冷却。

该操作的关键是智能冷却速度调节系统。在该系统中，计算机柜内所需的冷却输出，并通过逆变器集中控制风扇和压缩机的速度。这会显着减少外壳中的热循环（图 4），从而为组件提供更好的保护，因为它可以保持恒定的冷空气出口温度。此外，冷却单元可以灵活地适应外壳中的温度变化。

图 4：Blue e+ 减少的热循环可以显着提高电子设备的可靠性和使用寿命。

此操作还导致提供当今可用的最高季节性能源效率比 (SEER)。虽然能源效率比 (EER) 是使用 35°C 的假设环境温度（也称为大厅温度）计算的，但实际上，温度通常明显低于 35°C，并且在一年中波动。为了精确计算能源效率，有必要考虑季节性温度变化。因此，SEER 是一种更好、更真实的效率衡量标准。

由于 Blue e+ 是新开发的，它以其他系统没有的方式响应了主要的工业趋势。例如，Blue e+ 旨在与全球所有常见的电力系统一起运行，无论是 50 赫兹还是 60 赫兹，也不管电压水平如何。此外，该装置的控制机制也是最先进的，提供了一个简单的手持设备，该设备使用近场通信 (NFC) 让维护人员与系统通信，以获取性能数据并使用简单的简单语句设置参数当地语言。 

因此，Blue e+ 可以提供公司需要确保其系统提供在当今市场竞争所需的正常运行时间所需的性能。
 

审核编辑：汤梓红