在解決了雨水和潮濕、灰塵、異物、鹽霧侵害造成的危害，滿足IP44、IP55外殼防護(hù)等級(jí)的電子設(shè)備如何解決溫度問(wèn)題？

目前主要通過(guò)三種方式來(lái)解決。1、通過(guò)安裝空調(diào)的方式；2、通過(guò)安裝風(fēng)扇的方式來(lái)散熱；3、通過(guò)熱交換器的方式。

1、空調(diào)一方面污染環(huán)境，另一方面故障率較高，采購(gòu)價(jià)格高，使用交流供電，不適合在戶外使用；

2、采用風(fēng)扇，要有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，風(fēng)道必須要處理好，要通暢，無(wú)法滿足IP44、IP55外殼防護(hù)等級(jí)的要求，在下雨等潮濕天氣，容易將機(jī)柜外面的濕氣和潮氣帶進(jìn)設(shè)備，損害設(shè)備壽命。而且只能降溫不能加溫，在寒冷情況下設(shè)備需要加熱時(shí)，風(fēng)扇抽的是機(jī)柜外的冷風(fēng)，所以加熱加不起來(lái)。

3、熱交換器廣泛的應(yīng)用于戶外型的通訊設(shè)備中，尤其是戶外的移動(dòng)房艙、戶外電源等領(lǐng)域，因?yàn)樗梢允雇ㄓ嵲O(shè)備完全同外界隔離，不受雨水、鹽霧、飛蟲(chóng)、異物的侵?jǐn)_。

1 戶外電源機(jī)箱散熱的設(shè)計(jì)

戶外機(jī)箱通常用來(lái)安放各種設(shè)備，根據(jù)尺寸和類型的不同，這些設(shè)備的熱耗從500W到10KW不等，當(dāng)機(jī)箱安裝在不同的環(huán)境條件下，應(yīng)根據(jù)需要安裝空調(diào)或空氣-空氣熱交換器。

戶外機(jī)箱散熱的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使機(jī)箱內(nèi)的峰值溫度保持在一個(gè)確定的水平之下，這一水平通常是由電子設(shè)備制造商設(shè)定的。濕度水平同樣也需予以關(guān)注，但是由于大部份機(jī)箱是密閉的，而且溫度比設(shè)備外環(huán)境空氣的溫度高很多。機(jī)箱內(nèi)的空氣溫度將是電子和散熱設(shè)備所產(chǎn)生熱量的函數(shù)。影響機(jī)箱的其它環(huán)境條件還包括：溫度、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速、機(jī)箱周圍的物體(遮蔽、地表反射、建筑物和樹(shù)木)、機(jī)箱設(shè)計(jì)(表面面積、外形、油漆)以及空氣滲透。

通常電池后備單元放置在機(jī)箱的獨(dú)立隔間內(nèi)。電池隔間必須通風(fēng)，以消除有害的氣味。機(jī)箱的設(shè)計(jì)必須確保電池溫度均勻分布，電池必須盡可能處于25℃。電池不是主動(dòng)散熱的。

1.1 負(fù)荷計(jì)算

現(xiàn)在以一個(gè)典型的機(jī)箱進(jìn)行散熱管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

第一步：待求解溫度是熱平衡實(shí)現(xiàn)時(shí)機(jī)箱內(nèi)的空氣溫度，用下式來(lái)表示：

Q_balance=0=Q_equipment+Q_{solar_load}+Q_{cooling_system}

這里Q_equipment為電子設(shè)備的熱損耗，Qsolar_load是太陽(yáng)熱輻射產(chǎn)生的熱量，Q_{cooling-system}為散熱系統(tǒng)消除的熱量。太陽(yáng)熱輻射比較復(fù)雜，它包括了各種模式或熱傳遞所產(chǎn)生的影響，由下式表示：

Q_{solar_load}=Q_radiated+Q_convected+ Q_conducted

通常，Q_radiated的值總為正(朝向機(jī)箱)，但是其它兩項(xiàng)既可為正，也可為負(fù)，取決于機(jī)箱的溫度。因此，如果Q_balance不為0，則機(jī)箱內(nèi)的溫度可能高于或低于設(shè)定的溫度，藉由對(duì)流和傳導(dǎo)，機(jī)箱有可能失去或獲得熱量。

1.2 完全主動(dòng)散熱技術(shù)

一旦需要消除的發(fā)熱功率計(jì)算出來(lái)之后，散熱系統(tǒng)就必須與戶外機(jī)箱相匹配。例如，如果機(jī)箱空氣溫度必須保持在最大環(huán)境(外部)溫度以下，首選的方法就是安裝空調(diào)裝置。一般情況下，散熱能力并不包括將空氣冷卻下來(lái)的能力，因?yàn)橛?jì)算是針對(duì)穩(wěn)態(tài)工作進(jìn)行的。

這種系統(tǒng)不包括讓所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)從55℃或更高的初始溫度冷卻下來(lái)的能力?？照{(diào)器的出口空氣溫度通常為15℃左右或更低，以達(dá)到散熱需求。

與全被動(dòng)散熱系統(tǒng)相似，一旦需要消除的熱量計(jì)算出來(lái)之后，散熱系統(tǒng)必須與戶外機(jī)箱相匹配。例如，如果機(jī)箱溫度保持在最大環(huán)境溫度之上，而負(fù)荷也不是太大，就可以采用空氣-空氣熱交換器。熱交換器適合于密閉的電子設(shè)備隔間，其執(zhí)行和維護(hù)成本(以及電池后備服務(wù))相當(dāng)?shù)?/b>。不同于空調(diào)器，熱交換器消除散熱的能力隨散熱空氣和機(jī)箱空氣值而變化。

1.3 被動(dòng)散熱技術(shù)

較小的機(jī)箱(里面能承受相對(duì)較高的溫度)可藉由被動(dòng)方式散熱。包括基本的自然(自由)對(duì)流散熱和使用一些物相改變的物質(zhì)(PCM)進(jìn)行散熱。自然對(duì)流是藉由浮動(dòng)的流體傳遞實(shí)現(xiàn)冷卻，例如，暴露在陽(yáng)光下的熱箱壁被加熱的較熱流體上升與較冷的流體對(duì)流從而達(dá)到散熱的目的。

當(dāng)增加電源設(shè)備時(shí)，情況將變得更為復(fù)雜，但是仍然有辦法藉由自然對(duì)流帶走設(shè)備所產(chǎn)生的熱量。不過(guò)，設(shè)計(jì)人員必須牢記總體目標(biāo)是藉由自然對(duì)流將熱量傳遞到外部，從而保持較低的內(nèi)部溫度。

PCM是指能夠改變物相的物質(zhì)，通常是在吸收散熱時(shí)，從固態(tài)改變?yōu)橐簯B(tài)。典型的PCM包括應(yīng)用在高溫場(chǎng)合下的蠟、鹽和石蠟化合物，以及應(yīng)用在低溫場(chǎng)合下的水(冰)等。在機(jī)箱中，這些物質(zhì)被保存在適當(dāng)密封的盒子內(nèi)，利用它們的熱慣性和物相變化效應(yīng)。

對(duì)于內(nèi)部裝有PCM的盒子，白天當(dāng)太陽(yáng)熱被吸收時(shí)，它避免機(jī)箱空氣的溫度升高。在夜間，白天吸收的散熱又將釋放出來(lái)。在這一過(guò)程中，熱量將繼續(xù)藉由機(jī)箱壁在內(nèi)部與外部之間傳遞。

1.4 電池隔間

用于備份的電池一般安放在與戶外機(jī)箱相連(或它里面)的隔間內(nèi)。這些隔間暴露在太陽(yáng)熱輻射之下，必須保持制造商所規(guī)定的適當(dāng)溫度。這些隔間必須考慮對(duì)電池在工作壽命期間可能釋放出的氣味進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)排放。有好幾種涉及電池隔間的發(fā)熱處理措施，包括空調(diào)器／致冷器、熱電散熱器和空氣-空氣熱交換器。

如果電池隔間的空氣溫度必須保持在最大周圍(外部)條件以下，首選的方法是安裝空調(diào)裝置。對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)，這是典型的做法，尤其是對(duì)那些用于安裝在全天候條件下的系統(tǒng)。典型空調(diào)器的問(wèn)題是它們的尺寸太大，成本較高，因?yàn)閷?duì)于很小的隔間來(lái)說(shuō)，它們的性能遠(yuǎn)大于實(shí)際所需。

1.5 熱電散熱器

由于大多數(shù)典型電池隔間的散熱負(fù)荷并不大，因此使用熱電散熱器是可行的。這些系統(tǒng)利用可逆電磁熱力學(xué)的珀耳帖效應(yīng)(Peltier effect)進(jìn)行散熱。熱電散熱器雖然可靠，但是散熱效果不夠好，也不適合偏遠(yuǎn)的戶外機(jī)箱。

對(duì)于完全被動(dòng)散熱系統(tǒng)，一旦需要消除的熱損耗功率被計(jì)算出來(lái)，散熱系統(tǒng)就必須與這個(gè)電池隔間相適應(yīng)。如果電池隔間的空氣溫度不必保持在最大外部環(huán)境溫度以下，而負(fù)載也不是太高，則空氣-空氣熱交換器為首選系統(tǒng)。在許多情形下，因?yàn)?b style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; ">散熱負(fù)載并不是很大，可用直吹風(fēng)扇來(lái)消除過(guò)剩的熱量和電池隔間里積聚的濕氣。風(fēng)扇還可用于基于熱慣性原理的隔間散熱管理。