📡 第一章 网络硬件通用基础知识
📄 一句话概括

设备发的热等于它吃进去的电,散热的第一步是算热量,不是数风扇。 1U 设备吵,是因为它只能靠高风量换小温差——这是设计的必然,不是做工差。

📝 本节和前面几节的关系

这是 01.04 的最后一节,把「电」这条线收在「热」上。 散热是网络设备可靠性的隐形主线:温度每升高 10 ℃,电子器件寿命大约减半。

一、从功率到热量

1 W 等于 3.412 BTU/h,也等于 0.86 kcal/h。 这一步换算看着无聊,但机房空调的选型就是按 BTU 算的。

整柜热量 = 所有设备输入功率之和(含电源损耗与 PoE 损耗)。按标称功耗算会低估一成多。

二、风量怎么估

按「进出风温差」估:1 CFM 大约能带走 3.16 W(对应 10 ℃ 温差)。 温差定得越小,风量要求越大。

1U 设备为什么吵:它只能装小风扇,风压低、风量小,想带走同样的热就只能提高转速、拉大温差。 所以「吵」是空间换来的。

三、机柜层面的三件事

① 冷热通道分开:冷风从前、热风从后,别让热风绕回来。 ② 盲板补齐:空 U 位不装盲板,热风会从后面窜到前面。 ③ 进出风方向一致:交换机有「前后」与「后前」两种风向,装反了就是自己给自己加热。

第三条最容易被忽略:同一机柜里风向混装,等于把热风往邻居嘴里灌。

四、动手 Demo:210 W 的交换机要多少风量:从 BTU 到 CFM

这段把输入功率换成 BTU 与千卡,再按三种温差算需要的风量。

watts = 210.0
print(watts * 3.412, watts * 0.86)
for dt in (5, 10, 15):
    print(dt, (watts / 3.16) * 10.0 / dt)

实跑输出:

--------------------------------------------------------------------
散热要多少风,从功耗一路算到 CFM
--------------------------------------------------------------------
**设备发的热,等于它吃进去的电(除了变成光跑掉的那一点点)。**
所以散热计算的第一步不是看风扇,是看输入功率。

以一台输入 210 W 的交换机为例:

  项                 值
  ---------------------------------
  输入功率           210 W
  换成热量           717 BTU/h
  换成千卡/小时     181 kcal/h

**风量怎么估**:按「进出风温差 10 ℃」的常见设计,
1 CFM 大约能带走 3.16 W 的热(空气比热与密度决定)。

  进出风温差     需要风量 CFM
  -------------------------------
  5 ℃            132.9
  10 ℃           66.5
  15 ℃           44.3

**温差定得越小,风量要求越大、噪声越高。**所以设备风扇吵不吵,
本质上取决于厂家选了多大的温差设计——**1U 设备吵,是因为它只能靠高风量。**

**机柜层面还要加一条**:冷热通道要分开。冷风从前面进、热风从后面出,
**如果前后都敞着,热风会绕回来重新进设备**,再怎么加风扇也没用。

717 BTU/h 是一台设备的热量,一个 42U 机柜装满就是两万多 BTU/h, 这就是机房空调要按「冷量」配的原因。

下面三行看温差的影响:温差从 10 ℃ 压到 5 ℃,风量要翻倍。 所以「把风扇调快」不是解决散热的唯一办法,降低进风温度更有效。

最后那条经验最重要:冷热通道不分,加多少风扇都是白加——因为热风又绕回来当冷风用了。

30 秒实验

  1. 看一台设备的风向标识(前进后出还是后进前出)。
  2. 数一下你机柜里空 U 位有没有装盲板。
  3. 摸一下机柜前后温差,超过 10 ℃ 说明通道没分好。

常见误区

  1. 按标称功耗算热量。要按输入功率。
  2. 以为风量大就不热。通道不分,风量再大也没用。
  3. 机柜里风向混装。互相加热。
自测三问(点开对答案) 1. 1 W 等于多少 BTU/h? —— 3.412 BTU/h。 2. 1 CFM 大约带走多少热? —— 按 10 ℃ 温差约 3.16 W。 3. 机柜散热的三件事? —— 冷热通道分开、空 U 位装盲板、风向一致。

下一节:零件讲完,转到「线与架」——双绞线、屏蔽、光纤、机柜(01.05)。

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