數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)制冷量的估算

概略計算(也稱為估算)

在機房初始設(shè)計階段，為了較快的選定空調(diào)機的容量，可采用此方法，即以單位面積所需冷量進行估算。

計算機房（包括程控交換機房）： 

樓層較高時，250～300kcal/m2h

樓層較低時，150～250kcal/m2h （根據(jù)設(shè)備的密度作適當?shù)脑鰷p）

辦公室（值班室）：90kcal/m2h 

簡易熱負荷計算

計算機房空調(diào)負荷，主要來自計算機設(shè)備、外部設(shè)備及機房設(shè)備的發(fā)熱量，大約占總熱量的80%以上，其次是照明熱、傳導熱、輻射熱等，這幾項計算方法與一般空調(diào)房間負荷計算相同。計算機制造商，一般能提供設(shè)備發(fā)熱量的具體數(shù)值。否則根據(jù)計算機的耗電量計算其發(fā)熱量。

a. 外部設(shè)備發(fā)熱量計算

Q＝860N¢(kcal／h) 

式中：N：用電量(kW)； ¢：同時使用系數(shù)(0.2～0.5)； 860：功的熱當量，即l kW電能全部轉(zhuǎn)化為熱能所產(chǎn)生的熱量。

b. 主機發(fā)熱量計算 Q＝860× P× h 1×h 2 ×h 3

式中，P：總功率(kW)；

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h 1：同時使用系數(shù)；

h 2：利用系數(shù)； 

h 3：負荷工作均勻系數(shù)。

機房內(nèi)各種設(shè)備的總功率，應(yīng)以機房內(nèi)設(shè)備的最大功耗為準，但這些功耗并未全部轉(zhuǎn)換成熱量，因此，必須用以上三種系數(shù)來修正，這些系數(shù)又與計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、用途、工作狀態(tài)及所用電子元件有關(guān)?？傁禂?shù)一般取0.6～0.8之間為好

c. 照明設(shè)備熱負荷計算 

機房照明設(shè)備的耗電量，一部分變成光，一部分變成熱。變成光的部分也因被建筑物和設(shè)備等所吸收而變成熱。照明設(shè)備的熱負荷計算如下：

Q＝C×P kcal／h

式中， P：照明設(shè)備的標稱額定輸出功率(W)；

C：每輸出l W的熱量(kcal／h W)，通常自熾燈0.86，日光燈1.0。

d. 人體發(fā)熱量

人體內(nèi)的熱是通過皮膚和呼吸器官放出來的，這種熱因含有水蒸汽，其熱負荷應(yīng)是顯熱和潛熱負荷之和。

人體發(fā)出的熱隨工作狀態(tài)而異。機房中工作人員可按輕體力工作處理。當室溫為24℃時，其顯熱負荷為56cal，潛熱負荷為46cal；當室溫為21℃時，其顯熱負荷為65cal，潛熱負荷為37ca1。在兩種情況下，其總熱負荷均為102cal。 

e. 圍護結(jié)構(gòu)的傳導熱

通過機房屋頂、墻壁、隔斷等圍護結(jié)構(gòu)進入機房的傳導熱是一個與季節(jié)、時間、地理位置和太陽的照射角度等有關(guān)的量。因此，要準確地求出這樣的量是很復雜的問題。

當室內(nèi)外空氣溫度保持一定的穩(wěn)定狀態(tài)時，由平面形狀墻壁傳入機房的熱量可按下式計算：

Q＝KF(t1-t2) kcal／h

式中， K：圍護結(jié)構(gòu)的導熱系數(shù)(kcal／m2h℃)；

F：圍護結(jié)構(gòu)面積(m2)； 

t1：機房內(nèi)溫度(℃)；

t2：機房外的計算溫度(℃)。 

當計算不與室外空氣直接接觸的圍護結(jié)構(gòu)如隔斷等時，室內(nèi)外計算溫度差應(yīng)乘以修正系數(shù)，其值通常取0.4～0.7。常用材料導熱系數(shù)如下表所示： 

材料 導熱系數(shù) (kcal/m2h℃) 材料 導熱系數(shù) (kcal/m2h℃) 

普通混凝土 1.4～1.5 石膏板 0.2 

輕型混凝土 0.5～0.7 石棉水泥板 1 

砂漿 1.3 軟質(zhì)纖維板 0.15

熟石膏 0.5 玻璃纖維 0.03

磚 1.1 鍍鋅鋼板 38

玻璃 0.7 鋁板 180

木材 0.1~0.25 

f. 從玻璃透入的太陽輻射熱 

當玻璃受陽光照射時，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩下透過玻璃射入機房轉(zhuǎn)化為熱。被玻璃吸收的熱使玻璃溫度升高，其中一部分通過對流進入機房也成為熱負荷。

透過玻璃進入室內(nèi)的熱量可按下式計算：

Q＝KFq (kcal／h ) 

式中， K：太陽輻射熱的透入系數(shù)；

F：玻璃窗的面積(m2)； 

q：透過玻璃窗進入的太陽輻射熱強度(kcal／m2h)。

透入系數(shù)K值取決于窗戶的種類，通常取0.36～0.4。 

太陽輻射熱強度q隨緯度、季節(jié)和時間而不同，又隨太陽照射角度而變化。具體數(shù)值請參考當?shù)貧庀筚Y料。

g. 換氣及室外侵入的熱負荷 

為了給在計算機房內(nèi)工作人員不斷補充新鮮空氣，以及用換氣來維持機房的正壓，需要通過空調(diào)設(shè)備的新風口向機房送入室外的新鮮空氣，這些新鮮空氣也將成為熱負荷。 通過門、窗縫隙和開關(guān)而侵入的室外空氣量，隨機房的密封程度，人的出入次數(shù)和室外的風速而改變。這種熱負荷通常都很小，如需要，可將其拆算為房間的換氣量來確定熱負荷。

h. 其它熱負荷 

在機房中，除上述熱負荷外，在工作中使用示被器、電烙鐵、吸塵器等都將成為熱負荷。由于這些設(shè)備的功耗一般都較小，可粗略按其額定輸入功率與功的熱當量之積來計算。 此外，機房內(nèi)使用大量的傳輸電纜，也是發(fā)熱體。其計算如下：

Q＝860 Pl (kcal／h)

式中， 860：功的熱當量(kca1／h)；

P：每米電纜的功耗(W)； l：電纜的長度(m)。

總之，機房熱負荷應(yīng)由上述a—h各項熱負荷之和來確定。

機房內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，它包括：室內(nèi)計算機及外部設(shè)備的發(fā)熱量，機房輔助設(shè)施和機房設(shè)備的發(fā)熱量(電熱、蒸氣水溫及其它發(fā)熱體)。這些發(fā)熱量顯熱大、潛熱小； 

照明發(fā)熱(顯熱)； 

工作人員的發(fā)熱(顯熱小、潛熱大)； 

由于水分蒸發(fā)、凝結(jié)產(chǎn)生的熱量(潛熱)。 

其二是機房外部產(chǎn)生的熱量，它包括： 

傳導熱。通過建筑物本體侵入的熱量，如從墻壁、屋頂、隔斷和地面?zhèn)魅霗C房的熱量(顯熱)； 

放射熱(也稱輻射熱)。由于太陽照射從玻璃窗直接進入房間的熱量(顯熱)； 

對流產(chǎn)生的熱量。從門窗等縫隙侵入的高溫室外空氣(也包含水蒸氣)所產(chǎn)生的熱量(顯熱、潛熱)； 

為了使室內(nèi)工作人員減少疲勞和有利于人體健康而引入的新鮮空氣所產(chǎn)生的熱量(包括顯熱和潛熱)。 

總之，人體放出的熱量、縫隙風侵入的熱量和換氣帶進的熱量，不僅使室溫升高，也會增加室內(nèi)的含濕量，因此需要除濕。這部分熱負荷稱為潛熱負荷，而機房內(nèi)所有設(shè)備散發(fā)的熱量只是室內(nèi)的溫度升高，這種熱負荷稱為顯熱負荷。與一般賓館、辦公室、會議室等潛熱占有相當大比例所不同的是，計算機、程控機機房內(nèi)的熱負荷是以顯熱負荷為主。因此對于熱負荷狀況不同的場合應(yīng)選用不同類型的空調(diào)機。通常用顯熱比(SFH)作為空調(diào)機的重要指標。
文章來源：精密空調(diào)