热负荷计算器 — 机柜、机架、逆变器的散热风量（W → m³/h）
输入机柜内部发热量和可接受的温升，得到强制风冷所需的风量（m³/h 和 CFM），并按海拔和进风温度修正。适用于控制柜、PLC 柜、服务器机架、UPS 和逆变器柜、电池柜、通信机房、户外一体柜、发电机罩和 LED 显示墙。
热负荷 → 散热风量
Q = P ÷ (ρ · cp · ΔT)。滤网和风机曲线的余量由本工具自动加上。
计算结果
本工具用于初步选型估算。采购前请以风机性能曲线、当地规范和系统实测数据为准。 联系朗伟工程师免费复核您的工况点。
计算原理
强制风冷靠一股空气质量流被加热来带走热量。所需风量只取决于三件事：要排出的热量、空气允许升高多少度、空气密度（随海拔和温度下降）：
Q [m³/s] = P [W] ÷ ( ρ [kg/m³] × cp [J/kg·K] × ΔT [K] )
// 海平面 20 °C：ρ ≈ 1.20 kg/m³，cp ≈ 1006 J/kg·K
海平面速算： m³/h ≈ 3.0 × P [W] ÷ ΔT [K] 或 CFM ≈ 3.16 × P [W] ÷ ΔT [°F] （常见的 "CFM = W ÷ (1.08 × ΔT°F)" 就是同一公式的 BTU 写法）
// 海平面 20 °C：ρ ≈ 1.20 kg/m³，cp ≈ 1006 J/kg·K
海平面速算： m³/h ≈ 3.0 × P [W] ÷ ΔT [K] 或 CFM ≈ 3.16 × P [W] ÷ ΔT [°F] （常见的 "CFM = W ÷ (1.08 × ΔT°F)" 就是同一公式的 BTU 写法）
本工具按安装地海拔（ISA 标准大气）和进风温度计算密度，再加上滤网积灰和"风机一旦遇到阻力就达不到自由风量"的余量。如果机柜必须密闭（IP54 以上防尘防雨），强制通风就不可行 —— 改用热交换器或机柜空调，按同样的热负荷选型。
典型温升与温度上限
| 设备 | 典型 ΔT | 出风 / 柜内上限 | 说明 |
|---|---|---|---|
| PLC、继电器、小电源 | 8–10 K | 55 °C | 热负荷 ≈ 各元件损耗之和 |
| 变频器、伺服驱动 | 10–15 K | 45–50 °C | 损耗 ≈ 驱动功率的 3 % |
| UPS、充电机 | 10 K | 40 °C | 损耗 ≈ 额定值的 5–8 % |
| 服务器 / IT 机架 | 10–15 K | 进风 35 °C（ASHRAE A2） | 发热 = 100 % IT 功率 |
| 锂电池柜（BESS） | 5–8 K | 电芯 35–40 °C | 电芯间温差 < 5 K |
| 光伏 / 组串式逆变器 | 15–20 K | 50–60 °C | 损耗 ≈ 额定 kW 的 2–3 % |
| 充电桩功率柜 | 15 K | 55 °C | 损耗 ≈ 输出的 4–5 % |
| 干式变压器 | 15–20 K | 按绝缘等级（B/F/H） | 损耗见铭牌 |
| 发电机罩 | 15–25 K | 50 °C | 辐射热 ≈ 发动机 kW 的 8–12 % |
| LED 屏 / 照明 | 10–15 K | 50 °C | 发热 ≈ 电输入的 70–85 % |
算例：1.5 kW 变频柜
已知：损耗 1,500 W，环境 40 °C，出风允许 50 °C（ΔT = 10 K），海平面，带滤网机柜。
- 40 °C 下 ρ = 1.127 kg/m³
- Q = 1500 ÷ (1.127 × 1006 × 10) = 0.132 m³/s = 476 m³/h（280 CFM）
- × 1.25 滤网余量 = 595 m³/h（350 CFM）
- 选一台在约 50 Pa（滤网）下风量 ≥ 595 m³/h 的风机 —— 例如两台 172 mm EC 轴流风机，或一台 190 mm EC 后倾离心风机，按温度 0–10 V 调速。
避免返工的设计要点
- 吹入还是抽出？正压（风机在进风口、滤网在风机前）防尘；负压（风机在顶部出风）更快排出最热区域的热量。带滤网机柜建议底部吹入、顶部带滤网百叶排出。
- 进出风口面积至少为风机扫风面积的 1.5 倍，否则风机在自己的格栅前"憋风"。
- 调速。带热敏电阻的 EC 或 PWM 直流风机全年大部分时间只跑 30–50 %，噪声和磨损都低。按最恶劣工况选型、再调速，比盲目放大更省钱。
- 热点检查。整体温升说明不了角落里一块散热器的状况 —— 从进风口到最热元件要有畅通风路。
- 冗余。无人值守机柜（通信、充电桩）用两台各按 60 % 负荷选的风机，并监测转速信号。见风机墙冗余计算器。
常见问题
电气柜散热需要多大风量？
海平面下 m³/h ≈ 3 × 发热量 (W) ÷ 允许温升 (K)。例如 500 W、温升 10 K 约需 150 m³/h，再加 25 % 滤网余量约 190 m³/h。
机柜的热负荷怎么估算？
把每个元件的损耗（不是额定值）相加：变频器和电源损耗为通过功率的 3–5 %，变压器和充电机 5–8 %，IT 设备输入功率 100 % 变成热，接触器和 PLC 每个几瓦。户外机柜还要加日照得热（深色柜体迎光面约 400–800 W/m²）。
海拔会影响散热风量吗？
会。2,000 m 处空气密度约低 20 %，每立方米带走的热量少 20 %，需要成比例增加体积风量；风机在高海拔产生的压力也会下降。本工具自动包含密度修正。
风机样本写 300 m³/h，为什么柜子还是热？
样本风量是零静压下的自由风量。滤网、百叶和拥挤的柜内通常增加 30–80 Pa 阻力，可能让轴流风机的风量减半。请按实际静压查风机曲线，或选用在阻力下风量保持好的后倾离心风机。
用风机还是机柜空调？
环境空气干净、至少比柜内上限低 10 K、且防护等级 IP54 及以下时用风机。机柜必须密闭但环境仍较凉时用热交换器；环境温度高于柜内上限时用机柜空调。
引用 / 链接本工具
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<a href="https://www.longwell-group.com/resources/enclosure-cooling-airflow-calculator">热负荷与机柜散热风量计算器</a> — 朗伟 LONGWELL 风机APA: 朗伟 LONGWELL 风机. (2026). 热负荷与机柜散热风量计算器. https://www.longwell-group.com/resources/enclosure-cooling-airflow-calculator
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