Системы охлаждения для шкафов фирмы SCHROFF

16.03.2024 |

В статье дана краткая информация о системах охлаждения, выпускаемых фирмой Schroff для обеспечения необходимого температурного режима в шкафах с электронным оборудованием.

А. Мельниченко

С увеличением количества размещаемого в шкафах электронного оборудования растет по­требляемая им мощность. Соответственно, воз­растает и количество выделяемого тепла, кото­рое, если его своевременно не удалять, приво­дит к повышению температуры — основной причины увеличения отказов в работе оборудо­вания.

Выбор системы охлаждения зависит от не­скольких факторов: рассеиваемой мощности, допустимого перегрева, условий эксплуатации оборудования и т.д. Фирма Schroff — всемирно известный производитель корпусов и шкафов для электронного оборудования — выпускает различные системы управления температурой внутри шкафа. Ниже рассмотрены варианты их применения [1].

Рис. 1. Способы охлаждения шкафов с электронной аппаратурой: естественная конвекция, сплошные стенки (а), естественная конвекция, перфорированные дверь и задняя стенка (b), принудительная конвекция (с), нагнетательная вентиляция (d), воздушно-воздушный теплообменник (e), кондиционер (f)

 

Естественная конвекция. При небольшой мощности (до 500 Вт), рассеиваемой в отдельно стоящих шкафах, отвод тепла в окружающую среду может осуществляться путем естественной конвекции и теплового излучения (рис. 1, а). Преимуществами этого способа являются отсут­ствие дополнительных затрат, акустического шума, а также (благодаря наличию сплошных стенок) высокие степень экранирования от ЭМП и класс защиты от воздействия окружающей среды (до IP 55). Как показывает практика, при мощности 360 Вт, рассеиваемой в шкафу размерами 1.8х0.6х0.6 м, повышение темпера­туры внутри него составляет около 15 °С.

Если же требования защиты от воздействия внешних факторов и ЭМП не критичны, мож­но использовать шкафы с перфорированными дверью и задней стенкой (рис. 1, b). Такой спо­соб позволяет поддерживать нормальный тем­пературный режим в шкафу с оборудованием общей мощностью рассеяния не более 500 Вт. В этом случае обеспечивается класс защиты от воздействия окружающей среды IP 20. Суще­ственно повысить эффективность охлаждения можно с помощью дополнительного нагнета­тельного вентилятора, установленного внизу шкафа.

Принудительная конвекция. Если рассеи­ваемая в шкафу мощность превышает 500 Вт, для отвода тепла можно использовать систему принудительной конвекции (рис. 1, с). Для этого в шкаф устанавливаются выпускаемые фирмой Schroff выдвижные вентиляционные панели (рис. 2), нагнетательные вентиляторы, а также вентиляторы, монтируемые в верхней крышке. Такой способ позволяет поддержи­вать температуру установленного в шкафу обо­рудования в допустимых пределах при мощно­сти рассеяния до 2 кВт. При этом обеспечива­ется класс защиты от воздействия окружаю­щей среды IP 20.

Рис. 2. Выдвижные вентиляционные панели

 

Нагнетательная вентиляция. При необхо­димости обеспечить эффективное охлаждение оборудования при рассеиваемой в шкафу мощ­ности до 2 кВт и одновременно — класс защиты от воздействия окружающей среды IP 54 мож­но использовать способ нагнетательной венти­ляции (рис. 1, d). Фирма Schroff выпускает се­рию вентиляторов с плоскими фильтрами (рис. 3) для установки в двери шкафов. Не­обходимый для конкретного применения ти­поразмер вентилятора можно определить, ис­ходя из рассеиваемой мощности и допустимого перегрева внутри шкафа.

Рис. 3. Вентиляторы с плоскими фильтрами

 

Воздушное охлаждение. Более сложным спо­собом отвода тепла является применение воз­душно-воздушного теплообменника (рис. 1, е).

Его можно использовать для охлаждения обо­рудования закрытых шкафов, обеспечивая тем самым класс защиты от воздействия окружаю­щей среды IP 55. Он достигается при примене­нии специальных уплотнительных материалов и тщательной герметизации вставных блоков. Теплообменник устанавливается на задней па­нели шкафа. Передаваемое через нее тепло отводится потоком воздуха, циркулирующего в наружном контуре теплообменника. Удель­ная мощность охлаждения при использовании этого способа составляет 100 Вт/К.

Кондиционирование воздуха. Для поддер­жания рабочей температуры в шкафах с боль­шой мощностью рассеяния можно использо­вать систему кондиционирования воздуха (рис. 1, f). Этот способ позволяет обеспечить эффективный отвод тепла от оборудования с суммарной мощностью рассеяния до 5 кВт. При этом достигается класс защиты от воздей­ствия окружающей среды IP 54.

Фирма Schroff выпускает четыре типораз­мера кондиционеров с мощностью охлаждения от 400 до 2600 Вт, навешиваемых на двери или боковые панели шкафов (рис. 4).

Рис. 4. Кондиционеры

 

Воздушно-водяные теплообменники LHX.

Максимальная эффективность охлаж­дения обеспечивается применением выпус­каемых фирмой Schroff воздушно-водяных теплообменников LHX3…LHX40 с мощ­ностью охлаждения от 3 до 40 кВт соответ­ственно (рис. 5). Теплообменники предна­значены для встраивания в шкафы VARISTAR. Тепло удаляется из шкафа про­точной водой, не нагревая помещение, в ко­тором он находится.

Рис. 5. Шкаф VARISTAR LHX 20/40: внешний вид (а), расположение теплообменника (b)

 

Преимущества применения теплообмен­ников LHX:

  • эффективный и равномерный отвод тепла
  • независимость от температуры окружаю­щего шкаф воздуха
  • низкое энергопотребление, малый уровень акустического шума
  • малая занимаемая площадь
  • возможность «горячей» замены вентилято­ров.

Основная область применения теплообмен­ников LHX — шкафы с телекоммуникацион­ным оборудованием.

Еще одним способом, повышающим эффек­тивность работы систем охлаждения, являет­ся организация «горячих» и «холодных» ко­ридоров, разделяющих потоки горячего и хо­лодного воздуха и не допускающих их смеши­вания [2]. Фирма Schroff выпускает широкий набор принадлежностей для устройства таких коридоров.