第三部分電箱散熱風扇和空調的選擇
(一). 電箱風扇
電箱用風扇散熱，也就是流動空氣吸收熱量，是乙個複雜的物理過程。那麼風扇的風量要多大才能排走電箱的發熱量呢?通過以下計算我們可以知道。
1. 電箱的總熱量的計算：
q總= q內 +︳q傳 ︳
其中: q總 ---機櫃所產生的總熱量(單位：wq內 ---機櫃內所產生的總熱量(單位：wq內 =3%p
p---電箱的總功率(單位：w)
q傳 ︳-- 機櫃外傳至機櫃內的熱量(單位：w) ,當櫃外溫度高於櫃內時 q傳 ＝正，反之為負。
q傳= k * s * δt
其中:k ---傳熱系數
鋼材料機櫃 k=5.5w / m 2
鋁鎂合金材料機櫃 k=12.0w / m 2
塑料材料機櫃 k=0.2w / m 2
s ---機櫃的表面積（單位：m 2）
δt=t1- t2 （單位：℃）
其中：t1---櫃內最高溫度,
t2---櫃外溫度
2.電風扇的風量計算：
根據公式：
q = 0.05h/△t 單位：（cmm） 立方公尺/每分
式中 q-----電風扇流量，單位：立方公尺/每分
h----電箱的總發熱量，單位：w
△t----溫差(攝氏溫度) △t=t1 - t2
t1----電箱內元器件的最高工作溫度
t2----電箱外面的溫度
3. 風扇選擇:
根據公式
q = 0.05h/△t 立方公尺/每分
將h和△t的值帶人即可計算出q值。
4. 例：
已知電箱尺寸＝2000 x 800 x 600mm ，電箱總功率 = 100kw
電箱內的溫公升不能超過30℃，(假定電箱內最高溫度不能超過60℃，電箱外面的溫度為30℃),試選擇合適的電箱散熱風扇。
解：(1). 電箱的總熱量
q總= q內 +︳q傳 ︳
＝100(kw)x3%－q傳
q傳= k * s * δt
電箱表面積ｓ＝2 x 0.8 x2+2x0.6 x2+0.6x 0.8=7m2
電箱的傳熱q傳 =ｋ*ｓ*△t
q傳=5.5x7x30=1155w
總熱量q總＝3000-1155=1845w
(2).驗算密閉電箱的溫公升，確定是否要風扇。
電箱內溫公升(℃)＝q總/5.5x s
1845/5.5 x 7
48 (℃)
密閉電箱長時間工作溫公升＝電箱內溫公升＋電箱外溫度
48+30=78 (℃)
(3).計算風扇風量
q = 0.05h/△t
=0.05 x1845/30
=3.0(立方公尺/分鐘)
(4).驗算加風扇後電箱的溫公升
電箱溫公升(℃) = 0.05h/q
=92.25/3
=30.8 (℃)
(5).風扇選擇
將分鐘變為小時
3 x 60 =180(立方公尺/小時)
答：可選180(立方公尺/每小時)排風量的電箱風扇。
5. 關於公式 q=0.05h/△t 的推導：
式：⑴．1卡 = 1g重0℃的水使溫度上公升1℃的熱量。
⑵．1瓦特的功率工作1秒鐘 = 1焦耳
⑶．1卡 = 4.2焦耳
⑷．空氣的定壓（10mmaq）比熱（cp）=0.24(kcal/kg℃)
⑸.標準狀態空氣：溫度20℃，大氣壓760mm/hg,濕度65%的潮濕空氣為標準空氣，此時，單位體積的重量（又稱比重量）為1200g/m^3
⑹．cmm 指每分鐘排除的空氣體積，單位為立方公尺/每分鐘
⑺.風扇的風量q
根據流動空氣吸收熱量的公式
q= w x cp x△t
q =(v xρ)x cp x△t
=(cmm xρ)xcp x△t
=(cmm x 1200g/m3 )x 0.24x△t
式中： w---重量
cp---比熱
△t---容器允許溫公升
v---體積
密度⑻.電箱的熱量為電功率在單位時間所作的工，用h表示
h=p(功率) x t（秒）/4.2
根據熱平衡公式，風扇的風量q=電箱的發熱量h
即⑺=⑻
代入 0.24(q/60) )x1200g/m3 x △t =p/4.2
q/60)x1200x△t =p/4.2x0.24
q = px60/1200x△t
∴ q= 0.05p/△t(cmm)
(二).電箱空調
1.功率單位馬力：匹(hp)
⑴.英製馬力1(hp)(匹)=0.746kw(千瓦)=746w
⑵.公制馬力1(hp)(匹)=0.735kw(千瓦)=735w
⑶.在空調行業上
①.空調匹数(hp)：
空調匹数原指輸入功率，包括壓機、風扇電機及電控部分，因不同的品牌其具體的系統及電控設計差異，其輸出的製冷量不同故其製冷量以輸出功率計算。
②.製冷量瓦(w)：
1匹的製冷量大致為2000大卡，換算成國際單位應乘以1.162，故1匹之製冷量應為2000大卡×1.16＝2324（w）,這裡的w（瓦)即表示製冷量,則1．5匹的應為2000大卡×1．5×1．162＝3486（w），以此類推，根據此情況，則大致能判定空調的匹数和製冷量，一般情況下，2200w一2600w都可稱為1匹，4500（w）-5100（w）可稱為2匹，3200w一3600w可稱為1．5匹。
製冷量確定後，即可根據電箱實際情況估算製冷量，選擇合適的空調機。
③空調的理想能效比:
也就是製冷量與輸入功率之比值,一般是3.0-3.6左右.
因此1匹機的空調的製冷量約在2500w左右。但空調行業上製冷量2300到2700w的空調都可以叫1匹機。2000到2300w的叫小一匹；2700到2900w的叫大一匹.
2. 機櫃空調的選擇：
⑴．機櫃的總熱量
q總= q內 +︳q傳 ︳
其中: q總 ---機櫃所產生的總熱量(單位：w)
q內 ---機櫃內所產生的總熱量(單位：w)
q內 =3%p
p---電箱的總功率(單位：w)
q傳 ︳-- 機櫃外傳至機櫃內的熱量(單位：w) ,當櫃外溫度高於櫃內時 q傳 ＝正，反之為負。
q傳= k * s * δt
其中:k ---傳熱系數
鋼材料機櫃 k=5.5w / m 2
鋁鎂合金材料機櫃 k=12.0w / m 2
塑料材料機櫃 k=0.2w / m 2
s ---機櫃的表面積（單位：m 2）
δt=t1- t2 （單位：℃）
其中：t1---櫃外溫度
t2---櫃內控制溫度
⑵．例：
已知電箱尺寸＝2000 x 800 x 600mm ，電箱總功率 = 100kw
電箱內最高溫度不能超過30℃，電箱外面的溫度為40℃,
試選擇合適的電箱空調。
解：⑴.總熱量計算：
q總= q內 +︳q傳 ︳
電箱表面積ｓ＝2 x 0.8 x2+2x0.6 x2+0.6x 0.8=7m2
電箱的傳熱q傳 =ｋ*ｓ*△t
q傳=5.5x7x10=385w
總熱量q總＝3000+385=3385w
⑵. 按照熱平衡的公式計算所需製冷功率
所需製冷量＝總熱量＝3385w
(3).選擇空調
答：選3400w的空調
完林紹國 15/aug-2012
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