密闭式电子机柜专用空调循环制冷系统设计

高兴奎

(烟台大学海洋学院，山东 烟台 264005)

作者简介：高兴奎（1963—），男，工程师，主要研究方向为制冷与空调，gxk630223@163.com.

摘要：密闭式电子机柜存在发热量大、散热性差问题，为此设计密闭式电子机柜专用空调循环制冷系统。利用型号为SD18B20的温度传感器采集电子机柜内部温度和系统制冷温度，将采集到的温度数据传至控制模块执行对应操作，决定是否启动压缩机制冷；通信模块可利用网络客户端查询、设定、修改系统相关信息，完成远程监控。遵循模块化设计思想编写功能模块程序，完成温度控制。实验结果表明：该系统在不同负载状态下可稳定运行，符合电子机柜控温要求；相较于普通民用空调，可靠性更好、安全性更高；分析不同因素对系统性能影响程度发现，通过调整冷凝器风温可提升系统的制热能效比（COP），通过提升冷凝器风速可降低系统排气压力。

关键词：密闭式；电子机柜；专用空调；循环制冷；压缩机；冷凝器

中图分类号：TM571.61   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)10-0047-06

随着我国科技化进程的加快，电子以及控制领域的飞速发展对电子设备应用环境^［1］提出了更高要求，密闭式电子机柜就是其中之一。密闭式电子机柜中的电路及精密电子元件在工作时会产生大量热量，这些热量若不能及时有效排出，会导致电路板及元器件表面温度过高，影响电器设备稳定性和精度，甚至会导致电路烧毁^［2-4］。由于目前电子元器件具备微型化、高密集度和高集成性的特点，设备结构较紧密，因此对设备的热环境要求越发严格。为满足密闭式电子机柜的散热需求，电子机柜空调机应运而生^［5］。

虽然我国电子机柜空调机相关技术发展落后于欧美发达国家，但也研发出了一系列有特色的电子机柜专用空调系统，如同济大学的周志仁等^［6］设计了优化柜内空调配置的终端POP（point of production）机柜空调控制系统，对比分析机柜内环境要求与地区气象条件，配置机柜内部结构，首次提出机柜空调的双工况运营模式，有效降低了能耗；汪铭东等^［7］设计了基于C8051单片机的军事电子机柜温度控制系统，利用核心控制芯片C8051，将温度传感器采集到的温度信息传递给控制器，实现温度自动控制。本文结合前人研究经验，为实现密闭式电子机柜温度控制，设计了密闭式电子机柜专用空调循环制冷系统，有效确保了密闭式电子机柜工作可靠性及稳定性。