本标准提供一种估算符合GB/T 12190和GB/T 19520的空的户内机壳，以及符合GB/T 19183的空的户外机壳的热性能的方法。本标准包含下列关于确定热吸收系数的依据：———机壳设计原理；———内部热负荷；———太阳辐射。机壳吸收系数是用来对按照本标准确立的机壳的比较和选择提供一个共同的评价值。 GB/T 23360-2009 机壳热特性的估算方法 GB/T23360-2009 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 31.240
中华人民共和国国家标准
GB/T23360—2009/IEC62194:2005机壳热特性的估算方法
Method of evaluating the thermal performance of enclosures(IEC 62194:2005,IDT)
2009-03-19发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准花管理委员会
数码防伪
2009-12-01实施
GB/T 23360—2009/1EC 62194:2005前言
2规范性引用文件
3术语、定义、符号和缩略语
3.1机壳设计原理的定义
3.2符号和缩略语…
确定吸收系数的流程
热负荷的估算
6环境条件
6.1户外应用
6.2户内应用
7机壳吸收系数的确定
测量的配置
7.2计算
8结果和说明
8.1不同机壳设计的比较
8.2通过机壳壁的热传递
8.3机壳壁间的气流
8.4单层壁机壳的结果
8.5双层壁机壳的结果（简化方法）附录A
（规范性附录）
（资料性附录）
附录 B
（资料性附录）
附录 D（(资料性附录)
参考文欺
传热速率
太阳辐射的几何关系
计算单、双层壁的示例
精确计算双层壁机壳的送代方法8
GB/T 23360--2009/1EC 62194:2005本标准等同采用[EC62194：2005《机壳热特性的估算方法》（英文版）。本标准等同翻译IEC62194：2005。为了便于使用，本标谁做了下列编辑性修改：删除国际标准的前言；
-小数点“，\改为“，”
本标准的附录A为规范性附录，附录B、附录C、附录D为资料性附录。本标准由全国电工电子设备结构综合标准化技术委员会(SAC/TC34)提出并归口。本标雅负责起草单位：江苏天港箱柜有限公司。本标准参加起草单位：国网电力科学研究院、南瑞继保电气有限公司、四方电气（集团）有限公司、华为技术有限公司、国电南京自动化股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所。
本标准主要起草人：巫振祥、贾恩、张钰，尹东海、张开国、田、张明灿、张实、吴蓓、王蔚、李剑侠。工
GB/T23360--2009/EC62194:2005引
当安装具有电子元件的机壳时，由于电子设备的功能受到环境温度的影响，气候条件是非常重要的。由于热负荷和太阳辐射，机壳变热。因为通过机壳表面热传递的不充分，可能需要气候控制单元以保持可容许的机壳内部条件。对于机柜的设计来说，太阳辐射的作用或者通过太阳常数估算，或者对热负荷附加一个固定值。比较准确的对太阳辐射的观测可以得到对机壳热特性估算的更精确，更经济的方法。
现有的规定环境条件的标准有：用于户外的GB/T19183.5(1EC61969-3)和EN300019,用于户内的 GB/T 4798. 3(IEC 60721-3-3),EN 300 019 利和 GB/T 18663.1(IEC 61587-1)涉及到户外机壳尺寸的标准是GB/T19183.1(IEC61969-1)和GB/T19183.2（1EC61969-2），户内机壳的尺寸标准是GB/T19520.2(IEC60297-2)、EN300019和IEC60917-2。由于用户和制造商的需要，必须得出统-衡量标准的空机壳的热控制特性。本标准确立了一种机壳热特性估算的方法。
1）IEC原文误为TEC 60721。
1范围
GB/T23360—2009/IEC62194.2005机壳热特性的估算方法
本标准提供一种估算符合GB/T19290和GB/T19520的空的广内机壳，以及符合GB/T19183的空的户外机壳的热性能的方法。本标推包含下列关于确定热吸收系数的依据：机壳设计原理；
一内部热负荷；
一太阳辐射。
机壳吸收系数是用来对按照本标推确立的机壳的比较和选择提供一个共同的评价值。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标难的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T4797.4—2006电工电子产品自然环境条件太阳辐射与温度（IEC60721-2-4：2002,IDT）GB/T19183（所有部分）电子设备机械结构户外机壳[IEC61969（所有部分），IDT］GB/T19290（所有部分）发展中的电子设备构体机械结构模数序列[IEC60917（所有部分），LDTGB/T19520（所有部分）电子设备机械结构482.6mm(19in)系列机械结构尺寸[IEC60297（所有部分）IDT
3术语、定义、符号和缩略语
3.1机壳设计原理的定义
机壳设计对热流有影响。如图I所示，定义下列机壳类型：A单层璧，
B双层壁（有绝热层/无绝热层/壁间有气流或无气流）：C单层壁有遮阳板；
D双层壁有遮阳板（有绝热层/无绝热层/壁间有气流或无气流）。1
图1 机壳类型
GB/T 23360—2009/IEC 62194:20053.2符号和缩略语
除底部以外的机壳表面积，m);
A材料的吸收系数；
A机壳的吸收系数：
双层壁的横裁面面积，（m*）；aw
外壁方位角；
太阳方位角：
双层壁计算的修正系数（简化方法）：CE
Cpr空气的比热，J/(kgK)：
h太阳商度角；
起传热速率，[W/mK)];
P热负荷，(W);
Qtr机壳壁传导的热量，（W)；
Q双层壁之间气流的传热量，(W)；G
漫射的太阳辐射,(W/m2)；
qa水平表面接收的太阳辐射（球面辐射)，（W/m)；特定的内部热负载，（W/m\）；q
，通过大气接收的太阳总辐射（垂直于太阳的方向)，（W/m\)：机壳外壁上的太阳辐射（直射的利射的），（W/m\）外壁所用材料i的厚度，n)；
环境空气的绝对温度，(K)；
机壳外壁的绝对温度，（K)；
t。环境温度，(℃)；
最高环境温度，（℃);
i机壳内部的平均温度，()；
ti,mnr
机内部的最高充许温度，(℃)；双层壁之间的空气温度，（℃）；ta
机壳外壁温度，℃)
双层壁机壳的内壁温度，（℃)；风速,(m/s);
双层壁之问的气流速度(m/s);
外部对流传热系数,[W/(m°K)]
内部对流传热系数，[W/(mK)]：ri
辐射传热系数，[W/(mK)]：
E机壳表面处理层的发射率；
人射角；
>机壳壁所用材料i的热传导率,[/(mK)];空气密度，（kg/m\）。
4确定吸收系数的流程
图2中的流程描述了确定机壳热特性所必需的不同步骤，其细节在图后的各章节中解释。2
机壳吸收系数的确定
（见第7章）
5热负荷的估算
户外应用：
.最高环境温度
·热准则
·太阳轭射
机壳哎收
系数已知？
GB/T23360--2009/1EC62194;2005热负荷估算
（见第5章）
确定环境条件
（见第6章）
户内应用：
·最商环境温度
热推则
结果和说明
（见第8载）
图2确定吸收系数的流程图
了解机壳内部的热负衙对于热特性是狼重要的，如果不知道安装部件的热负荷，可以用安装设备的功耗来估算内部热负荷。
P热负荷,(W);
6环境条件
特定的内部热负荷，（W/m\）。6.1户外应用
6.1.1环境温度极限
了解环境温度极限，对于后面的计算是必要的：ts,m最高环境温度，（)
机壳内部最高充许温度，℃）。ti,m
6.1.2太阳辐射
太阳总辐射4，以W/m表示，它取决于机壳的安装地点、一天中的时间、--年中的时间以及空气的泽3
GB/T 23360—2009/1EC 62194:2005浊系数。Angstr?m深浊系数表示大气的悬浮颗啦的散射和吸收。进一步的细节参见GB/T4797.4。太阳总辑射由直射和漫射组成。下面说明确定机壳上太阳辐射的不同方法：a）测量垂直照射在机壳各表面的太阳总辐射；h)
测量安装位置的球面辐射，该辐射量应变换到机壳的各个表面。这可以通过如附录B中表示的几何关系,用公式(B,2)求得：c）使用气象用表，应确定垂直照射在机壳表面的辐射。应建立确定太阳辐射的方法。
6. 1.3风
风速和环境空气温度对机壳表面的传热有影响。如果没有通用公式来确定机壳的外部对流传热系数和内部对流传热系数，可以采用表1中的值，这些值取决于风速。表 1 对蔬传热系数
风速/(m/s)
传热系数：
外部/LW/(mK))
内部//(m)]
由于机壳中安装的部件可能集成有风机,所以在机壳内部存在强追气流,其速度超过自然对流。如果内部气流已知，采用表1中的值。否则，假定空气速度为1m/s，面内部对流传热系数a由下式计算：唯=7
6.2户内应用
户内应用的环境温度极限为：
tam、最高环境温度，（℃)；
im机壳内部最高允许温度，(℃)。7机壳吸收系数的确定
7.1谢量的配置
图3所示的是测量机壳吸收系数应采用的试验配置。机壳吸收系数避过溯量机壳的最大外贮得出，在北半球，斑据的机壳外壁应面对南方。在南华球，则面向北方，温传感器a）应敢置在所谢量外壁的中心。应在机壳内部安装一个热源，以模拟热负荷。热负荷的选择相当于4；为250 W/m。b)风传感最
a)温度传感器
图3测最机壳吸收系数的配置示例c)太阳辐时传够器
的温度传感器
数据记最计算
在稳定状态下，测定下列数值：9、机壳外壁E.的太阳辐射（直射和漫射)，(W/m）；罐环境空气温度，（℃)；
tw机壳外壁温度，（℃);
w风速，(m/s)。
GB/T23360-—2009/IEC62194.2005传感器b),c)和d)应接触良好，以避免试验样品对传感器的反作用。如果测量的是球面辐射。，宜按照附录B中公式（B.2)转换为垂直照射在壁上的辐射。7. 2 计算
机壳吸收系数计算如下：
Ag = (am+ad) .(T. - TA)
ard =5.67.
qi——按照7.1特定的内部热负荷，(W/m2)—机壳外壁上的太阳辐射（直射和漫射),（W/m\）;TA——环境空气的绝对温度，(K);T—机外肇的绝对温度，(K);
α——按照第6章所述的外部对流传热系数，[W/-辐射传热系数，[W/(m\K)]。
如果吸收系数按公式（1)确定，应记录所有用于换算的参数。如果应用不尚的环境条件参数，相关的环境条件要确定并且可以转换。注1：当机亮的题色改变时，有必要进行新的测，因为表面的颤色会影响机壳吸收系数。注2：作为7.1测母配的结果，太阳辐射的反射和机壳表面的发射率=隐含在公式(1)中。注3：以（℃)表示的温度可以用下式转换成用[K}表示：Tk-273.15 K+4
8结果和说明
8.1不同机壳设计的比较
不同的机壳设计可以借助于第？章计算得出的机壳吸收系数互相比较。机壳吸收系数还含有估算机壳内部的平均温度的信息。详见8.4和8.5。较低的A值表明机壳受太阳辐射影响时具有较好的热性能，预期的内部温度较低。较高的Ae值表明的情况相反。
举例：
具有相同尺寸，材料和表面处理层的不同机壳设计按照第7章的测量得到下列的机壳吸收系数：a）单层壁机壳，Ae.=0.61；
b）双层壁机壳（双层壁问无隔热层和通风）,Ae.2=0.73；e）双层壁机壳（双层壁间有通风）,Ag.3=0.36；d）有遮阳板的单层壁机壳，As.4=0.44。结果：
因为AGB/T 23360—2009/IEC 62194:2005序为 ti. 8.2通过机壳壁的热传递
对于单层壁机壳，通过壁的传热量由公式(3)确定：Q -k.A.(-t)
式中：
A一—除底部以外的机壳表面积(㎡\);——附录 A中定义的传热速率,[W/(m K)I;QT,-传热量,(W)(见图 4);
环境温度，℃）；
t——机壳内部平均温度，℃)。图4
通过机壳壁的热发递
8.3机壳整间的气流
如果在机壳的双层壁之间存在气流，使用公式(4)(见图5)：Q m Cp.ai AT
式中：
m-pir- Aw\Ww!
ATEm-t;
Cp,air
Qveint
双层的截面面积，（m\);
空气的比热：LJ/(kgK）免费标准bzxz.net
双层壁之间气流的传热，W），
一环境温度，（℃);
一双层壁之间的空气温度，（℃）ww---双层壁之间的气流速度，（m/s），Pair
空气密度，(kg/m）。
注：确定双层壁之间的空气温度可能是困的。如果不能测得，允许由式（5），利用整温近似得到：ta
式中：
-双层壁之间的空气温度，()；
机外整温度，(℃)；
双层壁机壳的内壁温磨，（亡)。在使用公式（5)时，温度t、t和t应在壁的顶部测得。图5壁间的气流
8.4单层壁机壳的结果
可以使用机壳吸收系数不来计算单层壁机壳的内部温度。GB/T 23360--2009/IEC 62194:2005此计算基于7.2的公式（1)。为了易于计算，假定所有壁的机壳吸收系数相等。内部平均温度可以由公式(6)得出：
A·(ixAn+Qw.wAw+g.NwAw+Qw.wwAww+d.swAsw+g..A)A(a.+a)
式中：
A——除底部以外的机壳表面积，（m)；Ax
-X壁的表面积，（m)；
Ae—机壳的吸收系数；
-按照第5章得出的特定的内部热负荷，（W/m\）：-机壳X上的太阳辐射（直射的和射的），（W/m）；环境温度，℃)；
机壳内部的平均温度，（℃）；按照第6章得出的外部对流传热系数，[W/（mK)]；按照第6章得出的内部对流传热系数，[W/(rnK)]：辐射传热系数，［W/mK)];
X一：壁的标识符号（R为顶部，EW为东壁，NW为北壁，WW为西壁，SW为南壁）。计算所需要的参数见表2。计算的详细示例见附录C的C.1。.(6)
GB/T 23360—2009/IEC 62194:2005衰2计算单层壁机壳用的参数
机壳的吸收系数
壁上的太阳辐射
特定的内部热负荷
8.5双层壁机壳的结果（简化方法）宽、商、深
qw.Ri9w.2w3qn.Nwi4w.wwi4n.9wa ial iaud ste
一种简化的计算双层璧机壳内部温度的方法由以下两个步构成。第1步：按照公式(7)对机壳每一壁计算预期的内部温度：tt,x = t, -
式中：
Ax--X 壁的表面积，m\);
Ae——机壳的吸收系数；
Aw一双层壁的横截面面积，（m\）;C
一双层壁计算的修正系数；
空气的比热,LJ/(kg K)
Ag (gx +epg)
.Pa.AwWwC.u
9;—第5章所述的特定的内部热负荷，(W/m2)；qeix
机壳X壁上的太阳辐射（直射的和漫射的），（W/m2)；环境温度，(℃)，
tx一由壁X(双层壁机亮)估算的内部温度te
双层壁间的气流速度，(m/s)；
第6章所述的外部对流传热系数，[W/(mK)]第 6 章所述的内部对流传热系数,[W/(mK)]i
aad-辐射传热系数[W/(mK)];
-空气密度，（kg/m\)，
X一--壁的标识符号(R为项部,EW为东壁,NW为北壁，WW为西壁,S矫为南业）。注 1:由于不同的简化,对于这种方法,有必要使用修正系数 cF。典型的 cF低为 3. 6~3. 9。注 2，如果不知双层堂间的气流度,ul值可取 0. 2 m/s~0, 4 m/s.第2 步：由第1步结果的平均值,按照公式(8)计算机壳内部温度t：t
.(ti.n *Ar +ti.ew +Aew +ti,sw +Asw +ti.ww Aww +ti.nw - Aw)A
式中：
A一—除底部以外的机壳表面积，(m\)；Ax—壁X的表面积，（m）
i-—机壳内部的卒均温度，(℃)-由壁X(双层壁机壳)估算的内部温度，fi,x
X一一标识壁的通配符（R为顶部，EW为东壁，NW为北壁，WW为西壁，SW为南壁）表 3是简化计算需要的参数，这种计算的一个详细的示例见附录 C的 C.2。8
（7）
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