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户外机柜热设计与热仿真服务及案例

2025-08-05

合肥格朗检测:户外机柜热设计与热仿真专项服务及案例

业务核心:针对户外机柜系统复杂、极端气候适应性要求高的特点,提供风道设计、液冷系统优化及性能验证等热设计与仿真服务,确保设备在-40℃~70℃等严苛环境下稳定运行。

一、户外机柜热设计与仿真服务范围

核心服务内容

  • 风道设计与优化:模拟自然对流、强制风冷工况下的气流组织,优化进排风口位置与格栅结构,降低内部温差至5℃以内。

  • 液冷系统集成仿真:针对高功率密度机柜,设计冷板式/浸没式液冷方案,模拟流量、压力损失与换热效率,确保散热能力满足10kW以上需求。

  • 极端环境适应性验证:仿真-40℃~70℃温度循环、太阳辐射(800W/m²)、暴雨等工况,评估机柜隔热层、加热模块的效能。

  •  空调选型与控制策略:匹配机柜热负荷(500W~20kW)计算空调制冷量,优化温控逻辑,降低能耗30%以上。

二、技术特点与仿真工具

技术指标仿真工具与方法应用价值
气流场模拟采用Fluent软件,构建包含风扇、滤网、设备布局的三维模型,计算风速分布(0.1~10m/s)与压力损失(0.01~0.5in H₂O)。避免局部热点,提升散热均匀性,风扇能耗降低15%
热传导分析通过ANSYS Mechanical计算机柜壳体、隔热层(导热系数0.03~0.1W/m·K)的热阻,优化保温结构。极端低温下,内部温度维持在15℃以上,满足设备工作要求
多工况耦合结合DOE实验设计,模拟温度、太阳辐射、风速的交互影响,筛选关键影响因子。减少物理实验次数60%,缩短研发周期

三、典型案例解析

案例:5G基站户外机柜散热系统优化

项目背景

某通信设备厂商的5G基站户外机柜(尺寸1200×600×800mm)在夏季高温(环境温度45℃)时,内部设备最高温度达78℃,超出65℃安全阈值,导致设备频繁宕机。机柜集成蓄电池、电源模块等,总热负荷8kW。

仿真与优化方案

1. 风道优化:将侧进风改为底部百叶窗进风+顶部排风,增加导流板,使气流均匀性提升40%;
2. 风扇选型:替换为EEC系列高风压风扇(风量6.69m³/min,压差0.138in H₂O);
3. 局部液冷:对电源模块加装冷板,分流30%热负荷。

优化效果

  • 高温工况下机柜内部最高温度降至62℃,满足设备运行要求;

  • 系统总能耗降低22%,风扇噪音从65dB降至58dB;

  • -30℃低温工况下,通过优化加热模块布局,开机30分钟内内部温度升至15℃;

  • 通过IP55防护与散热性能双重验证,适应沙尘、暴雨等极端环境。

业务简介

合肥格朗检测针对户外机柜复杂环境特点,提供风道设计、液冷系统优化及极端工况验证等热仿真服务,通过专业工具模拟气流与温度场,确保设备在-40℃~70℃稳定运行,降低能耗与故障风险。

推广关键词

户外机柜热设计、机柜散热仿真、极端环境机柜防护、液冷机柜优化

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