伴随着工业4.0和边缘计算的兴起，制造领域的领先者们正向改进制造过程中的数据迁移和分析转变。当越来越多的具备通信功能的计算机被激活时，对管理更加复杂的自动化工作负载的要求更加智能化，可靠性更高的计算机也在不断增加。由于更多的制造公司将智能机器集成到工厂中，这就促使人们对坚固耐用工业电脑的需求不断增加，这种电脑甚至能在最糟糕的环境中作出反应。经常被忽视的一个共同的设计挑战就是能够承受更大的温度，从而获得最有效的可靠性。全天候24/7在恶劣工业环境下工作。所以，主要有两种设计原则，即被动式或主动式冷却，可以在恶劣的工业环境下为计算机散热。

    何为被动冷却？如何在工业计算机上应用？

    无源制冷是一种通过建筑设计和散热器来实现高水平空气对流与散热的方法。举例来说，大多数工业电脑的外罩就像一个坚固的散热器，把热传到关键部件。这一设计理念给工业环境中可能不适用于扇形计算机的应用程序带来了很多好处，例如：

    安静运行：电脑产生的噪声大多是由风扇产生，风扇的电源噪音问题较容易解决，选择一个静音电源即可。

    传热：无风扇的电脑利用了框架上的金属散热片这样的结构技术，以帮助将计算部件的热量散发出去，例如处理器和存储驱动器。这样可以帮助增大表面面积和最大限度的散热，同时计算机甚至可以在极宽的温度范围内保持在一个安全的温度范围。

    缩短停机时间：坚固的嵌入式计算机被埋藏在一个更大的系统框架内，所以替换重要部件并不理想。电扇发生机械故障或故障时，当你遇到超出热阈值的危险时，要立即引起注意。这样会严重影响电脑的稳定性和运行状态，甚至会永久性地损坏部件，造成关键操作停机。

    延长使用寿命：减少可移动部件的数量，使电脑更不易受到由碎屑、碰撞或震动引起的机械故障的影响。防止污染，否则会导致系统停机，从而避免收入和生产率的下降。

    有源和无源冷却的区别。

    主动式冷却是利用能量实现低温，被动冷却是依靠自然对流实现的。有源冷却依赖于内部风机强制空气或热电冷却器(TEC)通过电脑部件控制热量水平。它最大的优势在于它可以最大化性能和计算能力。举例来说，数据中心为可扩展的数据存储和高性能计算提供了多种架式计算机和服务器。这类数据中心计算机和服务器专门用来处理最复杂的计算算法，这为机器学习和人工学习奠定了基础情报。在一个可控制的环境中，为了提供最好的计算能力，这些计算机和服务器通过强大的扇子主动地冷却。不管电脑采用主动式或被动式冷却方式，都是为了使电脑各部件产生热量，使其运行温度保持稳定，因此这一点至关重要，这是由于过热而造成的严重后果，例如系统故障和无法修复的部件损坏。

    扇形电脑在工程上比较容易实现，但也有一些设计上的缺点，而且一般不适用于工业。

    噪音污染：内部的风扇会引起运动部件的移动，这些部件可能会使电脑机架松散和震动。这样会堵塞排气孔，产生更多的热，造成风扇工作不正常。所以，当风扇持续超时时，风扇发出的噪音会逐渐增大。

    微粒污染：不像没有风扇的设计，带有风扇的电脑需要通风，以确保空气顺畅，因此有可能接触到微粒。如果风机被吹进室内，它不仅带来了冷空气，也带来了空气中潜在的尘埃和碎片。堆积如山的碎屑会造成通气孔堵塞，这有可能破坏电子元件，最终造成电脑冻结、窒息和关闭。

    一段时间后，灰尘会堆积起来，导致风扇堵塞，导致电脑出现过热或整个系统出现故障的危险。

    为何工业上的被动冷却很重要？

    因为移动部件和风扇通常是故障点的元凶，所以在工业上嵌入式计算机中，通常首选无源冷却或无风扇。本发明的主要优点是可消除风扇的运动，但最终能控制尘埃和颗粒的入侵，避免不必要的硬件故障。“对于经常接触到残渣、尘埃或其它有害污染物的工业和坚固耐用的应用场合，无风扇设计的概念很受欢迎。最大限度地减少可动零件的数量，从而提高电脑的可靠性和寿命，特别是在易受震动和冲击的环境下。

    那么是否该没有风扇？

    在任何情况下，对冷却系统散热都是电脑的天然组成部分。因为热能是生产过程的自然副产物，所以总是需要以最有效的方法控制温度水平。这种情况在工业应用中特别重要，因为温度在极端变化。相对于传统的扇形系统，在可靠性和寿命方面，无风扇电脑显然更受欢迎。用来模拟机械风扇的电脑，他们可以达到高水平的自然对流，将部件污染的危险降到最低。