精确总热负荷发热量的计算.doc

精确总热负荷的计算
按照空调设计中负荷计算的要求，精确空调负荷的确定方法如下：
1：机房主要热量的来源
²       设备负荷（计算机及机柜热负荷）；
²       机房照明负荷；
²       建筑维护结构负荷；
²       补充的新风负荷；
²       人员的散热负荷等。
²       其他
       热负荷分析：
（1） 计算机设备热负荷：
Q1=860xPxη1η2η3      Kcal/h
Q：计算机设备热负荷
P：机房内各种设备总功耗
η1：同时使用系数
η2：利用系数
η3：负荷工作均匀系数
通常，η1η2η3取0.6—0.8之间，
本设计考虑容量变化要求较小，取值为0.7。
（2） 照明设备热负荷：
Q2=CxP    Kcal/h
P：照明设备标定输出功率
C：每输出1W放热量Kcal/hw（白炽灯0.86口光灯1）根据国家标准《计算站场地技术要求》要求，机房照度应大于2001x，其功耗大约为20W/M2以后的计算中，照明功耗将以20 W/M2为依据计算。
（3） 人体热负荷
Q3=PxN    Kcal/h
N：机房常有人员数量
P：人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃和24℃时均为102Kcal。
（4） 围护结构传导热
Q4=KxFx(t1-t2)    Kcal/h
K：转护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5
F：转护结构面积
t1：机房内内温度℃
t2：机房外的计算温度℃
在以后的计算中，t1-t2定为10℃计算。
屋顶与地板根据修正系数0.4计算。
（5） 新风热负荷计算较为复杂，在此方案中，我们以空调本身的设备余量来平衡，不另外计算。
（6） 其他热负荷
除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。Q5=860xP
机房精密空调工程总热负荷的计算
本机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。根据以往经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等，如不具备精确计算的条件，也可根据机房的面积按经验进行测算。

专业机房精密空调的设备选型
1、机房空调制冷负荷的计算方法
精确计算法²

综合考虑计算以下因素产生的负荷，使用这种计算方式对空调负荷选择而言相对比较准确：
根据机房所在地区的气候条件，考虑一年中的最大负荷工况。
围护结构的外围负荷（包含墙体传热以及太阳直射所造成的空调负荷）
机房内设备发热量
机房内新风负荷
机房气流组织以及消除局部温差所需要的循环风量。
机房的扩容以及备用需求。
根据机房面积估算法²
u 按照机房内面积空间进行相应估算，在一般小型集中机房中，我们一般按照300W/m2~550W/m2来估算机房内的空调负荷，而每平方米的空调负荷量要根据机房内设备的发热及密集程度确定，一般常规小型机房选取400 W/m2就可以。
设备特别密集的机房需要单独估算机房负荷及气流方式,选取600 W/m2~1000 W/m2。u
² 根据机房设备供电量估算法
u 按照机房内总配电功率乘以相应系数进行估算，系数大小根据机房设备的种类以及使用频率确定，一般选取0.5~0.9。
2、机房空调的风量计算方法
² 按机房新风负荷计算风量
u 在恒温恒湿机房当中，新风除了给人员提供新鲜的空气能保持房间的正压之外，给机房环境控制带来的影响是负面的，所以，机房当中的新风选择比例远远小于常规办公空间的30%。一般机房的新风量选择都在5%~10%。
² 按机房换气次数估算风量
u 为了保证机房内部的温湿度场足够均匀，我们对机房内换气次数一般选取为30~50次，设备冷风比不大于3.5。但是我们也不建议风量过大，风量过大时会使机房内的气流速度过快，影响设备及人员的工作，严重时还会产生噪音过大的问题。
² 按设备冷风比估算风量
u 在计算出了设备机房的冷量负荷之后，根据机房实际情况选取冷风比，一般为2~4.5。对于设备热岛效应明显的机房，冷风比选取相应要小，而对于热负荷比较均匀的机房，冷风比可以相对大些。
3、机房内部空调气流方式的选择
² 室内直吹风气流方式
u 室内直吹式就是把空调机安装在机房内，通常又称为上侧送风下侧回风式，从上侧送出的空气先与室内空气相混合，再进入计算机柜。显然，从空调上侧送出的空气温度低于室内空气温度。
u 此送风方式适用于微机房，也就是机房狭小、计算机设备台数少、设备发热量小的微型计算机房，如30m2左右的微机房。
u 采用这种送风形式，其空气流很可能被机房内的设备阻挡，会出现小区域的涡流、特别是在空气流经的室内工作区会有吹风感。因此在布置设备时防止设备间空气短路、在空气流路上，设备应先低后高排列，发热量大的设备优先得到足够的冷风。
² 地板下送风气流方式——机房最常见送回风方式
u 空气在经专用空调机处理之后，通过计算机柜下部送进计算机柜内，而经机房上部返回空调机的送风形式，也称为下送上回式，如下图所示。

地板下送风方式
u 由于下送上回式的冷风是通过保持正压的活动地板下的静压风库送入计算机设备和机房的，并且可以给发热量大的设备单独送风，因此，空调效率高，使机房内温度分布均匀，一般计算机房均采用这种送风形式。在施工时应对地表面进行防尘涂料处理。为了防止地面上产生结露，必须在地面上或在机房下层顶棚上进行隔热措施处理。送风温度一般取17~19℃。
² 上送下回式——实验室常见
u 上送下回式就是把空调机调整了温度和湿度的空气，经过吊顶送进计算机柜。而后再通过活动地板下返回空调机下部回风口。这种送风形式适用于计算机柜本身散热方式是从机柜顶部送风，机柜下部或侧下部排风的计算机系统，如图所示。

上送下回方式
风管上送风气流方式——应用也比较广泛²
u 空气在经专用空调机处理之后，通过连接于空调机上部的风管被送进计算机柜内，而经机房内部空间返回空调机侧面回风口的送风形式，也称为上送风方式。由于上送风方式气流有风管作为导向，所以能将气流送得比较远。这种送风方式比较适用于送风要求远且设备发热比较集中的机房内。
² 混合式空调方式
混合式就是根据设备和操作人员对空调的不同要求而采用的综合送风形式。u
u 其中计算机设备所需要的冷风是经活动地板下送入设备的，而人的舒适则是通过另一系统来实现的。因此，这是一种比较理想的空调方式，设备和人都可以得到比较满意的空气调节。
u 由于混合式空调造价高、气流组织复杂，在实际工程中应用较少。
4、设备选型需了解的
国家及行业机房建设的标准。²
u 计算机和数据处理机房用单元式空气调节机GB/T 19413-2003
单元式空气调节机GB/T 17758-1999u
u 电子计算机机房设计规范GB50174—93
机房内的空调冷量需求。²
机房内的空调风量需求。²
² 机房精密空调厂家的设备规格。
机房形状——决定机房空调的摆放以及气流组织情况。²
² 机房现场的实际安装使用条件（决定精密空调的冷却形式为风冷、水冷、冷冻水或者双冷缘）。
u 风冷式机组由于其系统简单、安装维护方便，而得到了最为广泛的应用。但其效率相对较低，并且其安装还受到室内外机之间的高差以及距离的影响。
u 水冷式空调应用于不便于安装风冷型空调的场所，其换热效率高，但安装和维护的成本都比风冷型空调高。
u 冷冻水型空调能直接利用大楼中央空调系统所提供的冷源，设备简单成本低，但由于大楼中央空调一般都是上班时间才开，所以冷冻水型设备很难满足全年不间断工作的要求。
u 双冷源设备由于其成本高、系统复杂，在实际中应用较少，只用在非常重要并且节能要求很高的场合，
用户机房对于设备配置的冗余要求。²
u 普通机房只需要系统备份（或者无备份）就可以。
集中机房单个机房需要N+1设备备份。u
u 特别重要的大型数据处理中心机房需要N+2以上设备及系统备份。

机房精密空调常用计算方法:
1.常规机房每平方米500W发热量计算:
2.重要计算机房:每平方米150W发热量+计算机负载功率=精密空调制冷量,例如一个200平方米的机房，负载功率是100KW那些这个空调就要用200*150W+100KW＝130KW
那么这个机房就要大于130KW的机房精密空调。