产品三防设计及防尘防水设计

1.环境永远是恶劣的2.防护是永恒的话题3.防护有很多种，比如：电、风、光、雨、氢气4.对人的保护是最最重要的部分5.防尘防水只是对设备保护相对重要6.产品的设计是一种综合因素的妥协前言1.什么是尘？水？危害是什么？2.IP等级的定义3.防尘防水设计基本思路4.典型户外柜设计5.直通风设计要点6.隔绝风道设计7.辅助材料选用要求8.小结9.Q&A目录1.什么是尘？尘的分类1、按粒径大小划分：1）粗尘：粒径》40µm，特点：极易沉降。2）细尘：粒径=10—40µm，特点：肉眼可以看到，在静止空气中呈加速沉降。这种尘也称为可见矿尘。3）微尘：粒径=0.25—10µm，特点：显微镜下观察，在静止空气中呈等速沉降。4）超微尘：粒径《0.25µm，特点：电子显微镜下观察，能长时间悬浮。2、其他分类：按材质，按含有物质不同通信机房灰尘粒子浓度分级灰尘粒子浓度(粒/升)直径0.5μm直径5μmA级≤350≤3B级≤3500≤30C级≤18000≤300通信机房环境条件要求GF-014-1995是信息产业部内部技术规范,要求通信机房内环境应满足下列灰尘粒子浓度和气体浓度要求。1.什么是水？水的化学式:H2O水是自然资源的重要组成部分，是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础。从全球范围讲，水是连接所有生态系统的纽带，自然生态系统既能控制水的流动又能不断促使水的净化和循环。因此水在自然环境中，对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。我们关心的更多是：空气中，大气中的恶“矿物质”水，盐雾等1.尘和水的危害沙尘侵入户外机柜或其它的户外产品会造成以下的危害1改变内部设备的电气性能2阻滞和磨损内部的运动零部件3腐蚀内部表面4阻塞通风口，过滤网等等5沙尘可以成为水汽凝结的核心，促进腐蚀和霉菌的生长。水侵入户外机柜或其它的户外产品会造成以下的危害1设备短路；2柜体腐蚀。尘与水的危害2.IP防护定义第一位数字-针对固体防护的等级说明第一位特征数字防护等级简要说明防护等级含义0无防护1防止直径不小于50mm的固体异物直径50mm球形物体试具不得完全进入壳内2防止直径不小于12.5mm的固体异物直径12.5mm球形物体试具不得完全进入壳内3防止直径不小于2.5mm的固体异物直径2.5mm球形物体试具不得完全进入壳内4防止直径不小于1.0mm的固体异物直径1.0mm球形物体试具不得完全进入壳内5防尘不能完全防止尘埃进入，进入的灰尘量不影响设备的正常运行，不得影响安全。6尘密无灰尘进入IEC60529=GB42082.IP防护定义第二位数字-针对液体防护的等级说明数字防护范围说明0无防护无特殊的防护1防止滴水侵入垂直滴下之水滴（如凝结水）不会对电器造成损坏2倾斜15度时仍防止滴水侵入当电器设备倾斜至15度时，滴水不会对电器造成损坏3防止喷洒的水侵入防雨水或防止与垂直夹角小于60度方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏4防止飞溅的水侵入防止各方向飞溅而来的水侵入而造成损坏5防止喷射的水侵入防止各方向由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏6防止强烈喷射的水侵入防止各方向由一定压力喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏7防止浸水的水侵入电器侵入水中一定时间或水压在一定标准以下，可确保不因浸水而造成损坏8防止沉没的水侵入电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏。3.防尘防水设计基本思路3.1防尘防水问题点缝、结合部分、走线接口、设计的风道、紧固件安装部分是各种环境下尘和水进入机柜的途径。设备的防水防尘的思路：主要针对这三处地方来进行密封处理，使柜内环境与外界环境有一定程度的隔离，来达到最终的设计目的。3.防尘防水设计基本思路3.防尘防水设计基本思路3.2防水防尘设计要点1、风道进出风口：采用迷宫结构和防尘网达到防尘防水的目的2、风道结合部缝隙：安装密封条或者涂抹密封胶达到防护目的3、柜体和门：安装密封条（EPDM)达成防尘防水的目的4、锁具安装：锁具定制保护橡胶部分和涂抹密封胶5、线缆进出：ROXTEC线缆端子、PG端子、法兰盘、防火泥等3.防尘防水设计基本思路3.2防水防尘设计方法进风口的大小及位置进风口的位置根据风道设计的不同，对直通风道进风口的位置在机柜、模块下方。采用这种方式时，风在通过防尘网时引起的压力损失小，但进风口不可离地面太近，最好在100mm以上，因为在离地面100mm以内灰尘的密度较大，防尘网易阻塞。如果进风口在机柜等的前、后门上，情况会大有好转，但如仍采用上下直通风道，会产生较大的压力损失。3.防尘防水设计基本思路3.2防水防尘设计方法缝隙的处理对IP55要求设备在进风口大于1mm的缝隙均要进行处理，具体设计中可根据结构需要选用防尘毛刷或海棉密封条。工艺孔的处理在机柜底通风板等位置，往往由于安装的需要，留有较大的工艺过孔，这些孔可使灰尘直接进入机柜内部。因此须改变安装方式为从底部安装，不留工艺孔。或对工艺孔进行密封处理，如加密封盖等。对内外直接相通的连接，不可采用抽芯铆钉3.防尘防水设计基本思路3.3防水防尘设计方法防护部位具体防护项目结构防护设计风道结构风道进出风口1、非隔离风道进出风口，指外循环风道和内循环风道重合，为同一的风流路径，一般在进出风口采用迷宫结构及过滤网来达到防水防尘目的；2、隔离风道进出风口，通过使用热交换器或制冷器结构，将外循环风道和内循环风道隔离开来，来达到机柜IP防护要求风道结合部缝隙对于风道结合部缝隙一般采用涂抹密封胶和安装密封条来达到机柜IP防护要求。结构性接合部位柜门与柜体柜门与柜体门框之间一般采用安装密封条来达到机柜IP防护要求。锁具结合部锁具与柜门之间的密封结构一般采用周边涂抹密封胶来达到机柜IP防护要求。线缆进出口1、配密封泥，适用于低IP防护要求的机柜。2、安装电缆防水索头，适用于一般IP防护要求的机柜。2、法兰式安装板，如洛克泰克过线板、法兰馈线板等，适用于高IP防护要求的机柜。结构件接合部缝隙对于结构件结合部缝隙一般采用涂抹密封胶和安装密封条来达到机柜IP防护要求。3.防尘防水设计基本思路3.4直通风户外柜防水防尘结构设计1、防水结构要素：环境空气由下部进风口进入风道，经迷宫式风道结构后将水分截流在进风风道的下部；2、防尘结构要素：风道出风口安置过滤网，避免水能直接喷溅到其表面；防尘罩或防尘网应可拆卸更换；3、排水结构要素：溅入或残留在风道内的水分，通过底部的积水排出口依靠水的重力排出。3.防尘防水设计基本思路3.5典型门框防水设计1密封条为三元乙丙的三复合密封条密封条的最大压缩量5mm，通常2～3mm。门框的转角最小R值:R=30MM密封条的搭接点留在门框中间3.防尘防水设计基本思路3.5典型门框防水设计2发泡胶门框为拼装结构，立边必须去毛刺飞边。发泡胶发泡连续，没有搭接口。发泡胶表面不允许气泡、破孔和滑伤。门框门3.防尘防水设计基本思路3.6典型顶盖防水设计进入顶盖的水必须有通道流出，且不能影响系统运行;必须防止水通过风扇安装位溢入系统内部！迷宫出风口风扇顶盖3.防尘防水设计基本思路3.7逆流换热器门防水设计K-HEX换热器内置换热器外置逆流换热器与门之间可以有夹层，可以通气，隔水；也可突出门外，但换热器必须有防水的护罩;外循环的进风口与出风口之间必须有隔板;换热器的外循环必须防水，且换热器与门密封良好;换热器可以内置也可以外置4.典型户外柜设计中国移动定制混合单体柜-功能技术特点：1、设备舱电池舱集成/隔离2、户外防护技术，IP55等级3、TEC制冷4、内部有效尺寸800*800*18005、标准19”机架，可扩展为21”4.典型户外柜设计4.典型户外柜设计技术特点：1、大型户外机柜，容纳标准电源机柜+主设备机柜2、户外防护技术，IP55等级3、双HEX热交换4、型材夹芯板拼装成型4.典型户外柜设计技术特点：1、上下双舱机柜，容纳电源插框和传输插框（外部尺寸600*800*1800）2、独立电池舱（可以分离）3、户外防护技术，IP55等级4、HEX热交换4.典型户外柜设计技术特点：1、三柜户外机柜，主设备柜+电池柜+电源柜2、独立单柜2种热交换方式（HEX+空调）3、户外防护技术，IP55等级4、底部内藏式走线5、流行的拼装式型材夹芯板柜6、单柜内部有效尺寸800*800*18007、标准19”接口，可扩展为21”接口4.典型户外柜设计技术特点：1、三柜户外机柜，主设备柜+电池柜+电源柜2、独立单柜2种热交换方式（HEX+TEC）3、户外防护技术，IP55等级4、底部内藏式走线5、流行的拼装式钣金柜6、内部有效尺寸800*800*18007、标准19”接口，可扩展为21”接口4.典型户外柜设计技术特点：1、独立设备舱，40U有效空间2、内部有效尺寸800*800*18003、户外防护技术，IP55等级4、HEX热交换，带辅助加热系统，寒冷地区可用4.典型户外柜设计技术特点：1、独立电池舱(层间支架可以移动）2、-48V,500AH电池容量3、户外防护技术，IP55等级4、空调型热交换，南方使用5、内部有效尺寸800*800*18004.典型户外柜设计技术特点：1、独立电池舱(层间支架可以移动）2、-48V,500AH电池容量3、户外防护技术，IP55等级4、TEC热交换，带辅助加热系统，寒冷地区可用5、内部有效尺寸800*800*18004.典型户外柜设计—散热方式组合直通风热交换TEC制冷空调电池柜NONOYES(IP43)YES(IP43)电源柜YES(IP54)YES(IP55)YES(IP55)YES(IP55)主设备柜YES(IP54)YES(IP55)YES(IP55)YES(IP55)说明：红色表示不环保，黄色表示中间绿色表示环保1、电池柜不用直通风和热交换是因为要保持电池的寿命2、直通风最近的趋势也有到IP55的方案3、电池柜很多产品号称IP55，实际都是IP43（成本+排氢）4、TEC能效比很低下，最近2年应用很少5、空调能效比好，但是初次投资和电费较高6、核心就是和外界的风道设计，尤其是直通风4.典型户外柜设计—风道设计基本要求冷却方式采用条件风道要求备注自然对流换热0.04w/cm2通透，有过滤设备，有迷宫，有“烟囱”没有任何器件散热强迫对流换热0.04-0.31w/cm2通透，有过滤设备，有迷宫，有“烟囱”风扇散热，内高外低热交换器换热0.31w/cm2内外独立风道，有“烟囱”，有“烟囱”HEX散热，内高外低空调器换热0.31w/cm2内外独立风道，有“烟囱”空调散热，外高内低TEC换热0.31w/cm2内外独立风道，有“烟囱”外高内低直通风系统结构简单，运行成本低，但由于内外空气连通，外界环境空气质量的好坏直接影响柜内设备工作可靠性，且进入机柜的空气的温度、湿度不可控。夏季高温时易引起设备过热，冬季低温时保温性能差。建议：使用在外界环境空气环境好的场所，不宜用在海边、易产生沙尘、飘扬柳絮等场所。进行直通风系统设计必须考虑：1）机柜IP防护需求，2）平衡热设计和结构设计之间的不同需求。风道布置合理，减少冷热风无效混合，尽量减小系统流动阻力，以降低运行噪音及运行能耗。3）运行安全可靠，满足风扇建议最高工作温度限制、工作寿命等方面的要求。合理择过滤器，选择经济风速运行，以降低风阻，并提高过滤器的使用寿命。4）安装、运输以及维修方便等。所有这些要求和考虑常常是相互影响、相互制约的。在不同应用场合下，各项要求的苛刻程度不尽相同，因而设计时侧重点也应有所不同。5.直通风设计要点5.直通风设计要点自然对流换热风道典型结构典型风道风道特点1系统为自然对流独立散热风道，机柜出风口在后门的顶部或顶部；2模块或插框自然冷却/模块或插框强迫风冷且必须为上下风道；3机柜后面的风道要求有足够的宽度，通常推荐大于200mm以上；4配电单元如果位于系统顶部，需与风道隔离，以避免热空气对配电元器件的影响；5除进、出风口外，其它部位须完全密封。1系统为自然对流独立散热风道，机柜出风口在后门的顶部或顶部；2模块或插框为前