降噪机柜_通信用热交换型户外机柜节能降噪设计
摘要： 通信用热交换型户外机柜节能降噪设计突破常规使用的集成式热交换器的设计，以一个全新设计的机柜结构，以最简单的风机加散热风道的设计革新了热交换户外机柜的设计，在直接成本、噪音、能耗上均比集成式热交换户外机柜要好，甚至在噪音和能耗上高于风扇型户外机柜，各项性能指标均高于行标。真正达到功耗小、无污染、防护等级高。
Abstract: Design of energy-saving and noise reduction of heat exchange outdoor cabinet for telecommunication breaks the conventional use of the integrated heat exchanger design, and innovates the design of heat exchange outdoor cabinet with new design of cabinet structure and most simple fan and cooling air duct. It is better than integrated heat exchange outdoor cabinet in direct costs, noise, energy consumption, even higher than fan outdoor cabinet in the noise and energy consumption, its performance indicators are above the industrial standard, which truly achieves low power dissipation, non-polluting, high level of protection.
关键词： 节能降噪；换热效果；噪音；能耗
Key words: energy-saving and noise reduction；heat transfer effect；noise；energy consumption
中图分类号：TU8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）24-0044-03
0 引言
随着3G网络的建设及宽带接入系统的拓展，新型基站的增建及现有老基站的改造项目势在必行。由于受客观条件限制，小型化、一体化、智能化、便捷化将成为新建户外通信基站的发展趋势。在中国通信营商大力推进光进铜退、接入网改造、FTTH建设以及3G网络全面铺开，户外机柜以“低成本、易选址、易施工”等优点，已成为解决机房建设投资和选址压力的主要产品，而热交换型户外机柜功耗小、无污染、防护等级高，成为通信行业户外机柜主推产品。而目前常规热交换型户外机柜常规为集成式热交换器相对轴流风扇型户外机柜能耗高、噪音高，为响应国家提出的节能减排要求，节能降噪将成为热交换型户外机柜改进的重要课题。
1 概述
通信系统用户外机柜（telecommunications system outdoor cabinet），是指直接处于气候影响下，由金属或非金属材料制成的，不允许操作者进入操作的柜体；其内部可安装通信系统设备、电源、电池、温控设备及其他配套设备，能为内部设备正常工作提供可靠的机械和环境保护。为满足设备正常、稳定、可靠的长期运行，在温度控制方面，户外机柜选用轴流风扇型、空调型、热交换型散热模式。因热交换型户外机柜的灵活性及产品的高效性是其它产品无法比拟的，将成为通信行业户外机柜的主推品种，在今后将成为光进铜退项目及3G网络建设的主导产品。但目前市场在使用的集成式热交换户外机柜一次性投入成本高，噪音超标。
2 节能降噪设计的可行性分析
2.1 热交换户外机柜温控原理 热交换型户外机柜最主要的技术特性：采用气气换热实现制冷及加热。热交换户外机柜利用室外自然冷空气，通过将外部冷空气经过净化后直接引入设备，在设备内部通过隔离的显热交换芯体与机房排风进行热量交换，排出机房内部热量，换热不换气，实现机房内风冷降温，减少基站空调能耗，为基站、机房提供理想的温度、湿度运行环境，同时隔离环境中的灰尘和湿气。
热交换器的原理是通过中间的传热介质，使户外机柜内、外的空气在内、外循环的流动中进行热量交换，从而达到降低机柜内温度的目的。
传热能力计算可按QW＝QV/ΔT（W/K） QV＝QK+QS
QK柜内发热量
QS为机柜表面太阳辐射热量
QS=K·A·ΔT
K为换热系数
A为机柜有效表面积
一般在配置热交换器的换热功率时，是按机柜内、外温度差10℃进行计算的。即当机柜内的发热功率达到设计的最大值时，在环境温度30℃的情况下，机柜内部温度是40℃左右。
2.2 集成式热交换器的缺点 目前热交换型通信机柜散热器件采用集成式热交换器，也就是将内循环风道、外循环风道、内外循环排气风机、换热材料、温度控制系统集成在一起组成一个散热设备，安装在通信机柜门上或设备舱侧面温控舱内，对设备舱进行散热。为实现散热效果，散热材料密度要求非常高、换热风机必须采用大功率离心风机。
热交换器为一个集成式设备，安装时必须有一个单独的空间，使原本的机柜尺寸加大。由气流的常识：冷空气向下，热空气向上的原理，我们设计时把冷气出风口置于机柜底部，把热气进风口越置于机柜顶部，随着风机的吸气的方向使用整个冷气循环到机柜的每个角落，但集成式热交换器出于机柜尺寸的限制，进出风口相对会比较集中于机柜中部，循环系统受限，并容易造成风道短路。由于集成式热交换器采用大功率离心风机，一般规格在200以上的，机柜噪音1.5米处大于65dB，功耗约为200W。