机房空调的功率计算

机房空调的功率计算 机房空调的功率计算 如何计算机房四度要求 为了确定空调机的容量以满足机房温度、湿度、洁净度和送风速度的要求简称四度要求。必须首先计算机房的热负荷。 机房的热负荷主要来自两个方面 其一是机房内部产生的热量它包括室内计算机及外部设备的发热量机房辅助设施和机房设备的发热量电热、蒸气水温及其它发热体。这些发热量显热大、潜热小 照明发热显热 工作人员的发热显热小、潜热大 由于水分蒸发、凝结产生的热量潜热。 其二是机房外部产生的热量它包括 传导热。通过建筑物本体侵入的热量如从墙壁、屋顶、隔断和地面传入机房的热量显热 放射热也称辐射热。由于太阳照射从玻璃窗直接进入房间的热量显热 对流产生的热量。从门窗等缝隙侵入的高温室外空气也包含水蒸气所产生的热量显热、潜热 为了使室内工作人员减少疲劳和有利于人体健康而引入的新鲜空气所产生的热量包括显热和潜热。 总之人体放出的热量、缝隙风侵入的热量和换气带进的热量不仅使室温升高也会增加室内的含湿量因此需要除湿。这部分热负荷称为潜热负荷而机房内所有设备散发的热量只是室内的温度升高这种热负荷称为显热负荷。与一般宾馆、办公室、会议室等潜热占有相当大比例所不同的是计算机、程控机机房内的热负荷是以显热负荷为主。因此对于热负荷状况不同的场合应选用不同类型的空调机。通常用显热比SFH作为空调机的重要指标。 概略计算也称为估算 在机房初始设计阶段为了较快的选定空调机的容量可采用此方法即以单位面积所需冷量进行估算。 计算机房包括程控交换机房 楼层较高时250300kcal/m2h 楼层较低时150250kcal/m2h 根据设备 90kcal/m2h 1 kcal 4186.75 J 1kca1/h千卡/时 的密度作适当的增减 办公室值班室 1.163 W瓦 1 kW千瓦860 kca1/h千卡/时 那么乘以860就可以了。 简易热负荷计算 计算机房空调负荷主要来自计算机设备、外部设备及机房设备的发热量大约占总热量的80以上其次是照明热、传导热、辐射热等这几项计算方法与一般空调房间负荷计算相同。计算机制造商一般能提供设备发热量的具体数值。否则根据计算机的耗电量计算其发热量。 a. 外部设备发热量计算 Q860N??kcalh 式中N用电量kW ??同时使用系数0.20.5 860功的热当量即l kW电能全部转化为热能所产生的热量。 b. 主机发热量计算 Q860× P× h 1×h 2 ×h 3 式中P总功率kW h 1同时使用系数 h 2利用系数 h 3负荷工作均匀系数。 机房内各种设备的总功率应以机房内设备的最大功耗为准但这些功耗并未全部转换成热量因此必须用以上三种系数来修正这些系数又与计算机的系统结构、功能、用途、工作状态及所用电子元件有关。总系数一般取0.60.8之间为好 c. 照明设备热负荷计算 机房照明设备的耗电量一部分变成光一部分变成热。变成光的部分也因被建筑物和设备等所吸收而变成热。照明设备的热负荷计算如下 QC×P kcalh 式中 P照明设备的标称额定输出功率W C每输出l W的热量kcalh W通常自炽灯0.86日光灯1.0。 d. 人体发热量 人体内的热是通过皮肤和呼吸器官放出来的这种热因含有水蒸汽其热负荷应是显热和潜热负荷之和。 人体发出的热随工作状态而异。机房中工作人员可按轻体力工作处理。当室温为24?时其显热负荷为56cal潜热负荷为46cal当室温为21?时其显热负荷为65cal潜热负荷为37ca1。在两种情况下其总热负荷均为102cal。 e. 围护结构的传导热 通过机房屋顶、墙壁、隔断等围护结构进入机房的传导热是一个与季节、时间、地理位置和太阳的照射角度等有关的量。因此要准确地求出这样的量是很复杂的问题。 当室内外空气温度保持一定的稳定状态时由平面形状墙壁传入机房的热量可按下式计算 QKFt1-t2 kcalh 式中 K围护结构的导热系数kcalm2h? F围护结构面积m2 t1机房内温度? t2机房 外的计算温度?。 当计算不与室外空气直接接触的围护结构如隔断等时室内外计算温度差应乘以修正系数其值通常取0.40.7。常用材料导热系数如下表所示 材料 导热系数 kcal/m2h? 材料 导热系数 kcal/m2h? 普通混凝土 1.41.5 石膏板 0.2 轻型混凝土 0.50.7 石棉水泥板 1 砂浆 1.3 软质纤维板 0.15 熟石膏 0.5 玻璃纤维 0.03 砖 1.1 镀锌钢板 38 玻璃 0.7 铝板 180 木材 0.10.25 f. 从玻璃透入的太阳辐射热 当玻璃受阳光照射时一部分被反射、一部分被玻璃吸收剩下透过玻璃射入机房转化为热。被玻璃吸收的热使玻璃温度升高其中一部分通过对流进入机房也成为热负荷。 透过玻璃进入室内的热量可按下式计算 QKFq kcalh 式中 K太阳辐射热的透入系数 F玻璃窗的面积m2 q透过玻璃窗进入的太阳辐射热强度kcalm2h。 透入系数K值取决于窗户的种类通常取0.360.4。 太阳辐射热强度q随纬度、季节和时间而不同又随太阳照射角度而变化。具体数值请参考当地气象资料。 g. 换气及室外侵入的热负荷 为了给在计算机房内工作人员不断补充新鲜空气以及用换气来维持机房的正压需要通过空调设备的新风口向机房送入室外的新鲜空气这些新鲜空气也将成为热负荷。 通过门、窗缝隙和开关而侵入的室外空气量随机房的密封程度人的出入次数和室外的风速而改变。这种热负荷通常都很小如需要可将其拆算为房间的换气量来确定热负荷。 h. 其它热负荷 在机房中除上述热负荷外在工作中使用示被器、电烙铁、吸尘器等都将成为热负荷。由于这些设备的功耗一般都较小可粗略按其额定输入功率与功的热当量之积来计算。 此外机房内使用大量的传输电缆也是发 860功的热当量kca1h P每米电缆的功耗W l热体。其计算如下 Q860 Pl kcalh 式中 电缆的长度m。 总之机房热负荷应由上述a—h各项热负荷之和来确定。 计算机机房动力环境规范 350W—450/M2 所有电子设备都会产生热量为了避免设备温度升高至无法接受的程度必须使这些热量扩散掉。数据中心或网络机房内的大多数IT设备和其他设备都是通过空气冷却的。为了确定制冷系统的容量必须了解封闭空间内设备的发热量以及其他常见热源所产生的热量。 计算设备或其他IT设备通过数据线传输的能量可以忽略不计。因此交流电源干线所消耗的能量基本上都会转换为热量。这样一来IT设备的发热量就可以简单地等同于该设备的电力消耗量均以瓦特为单位。 0.86VA 确定整个系统的发热量 一个系统的总发热量等于它所有组件的发热量之和。整个系统应包括IT设备及其他项例如UPS、配电系统、精密空调、照明设施和人员等。不过可以根据简单的标准规则确定各项的发热量。 UPS和配电系统的发热量由两部分组成一部分是固定的损耗值另一部分与负载功率成正比。对于不同品牌和型号的设备可以认为它们的这两部分热量损耗是一致的因此可以比较准确地估计它们的发热量。照明设施和人员所产生的热量也可以使用标准值进行估算。要确定整个系统的热负荷只需要一些很容易获取的数值信息例如地板面积平方英尺和电力系统的额定功率等。 空调装置的风扇和压缩机会产生相当多的热量。不过这些热量大部分会释放到房间外部不会给数据中心内部带来热量负荷。但是它会降低空调系统的效率因而在确定空调系统的功率时通常需要加以考虑。 可以使用数据中心内各项的发热量进行详细的热量 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 不过有一种更快的方法即利用简单规则进行估算这样所得的结果与复杂分析的结果相差不大。这种快速估算法的优势还在于不具备任何专业知识或未经过专业 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 的任何人都可胜任这一工作。 表1为快速计算热量负荷数据表。使用该数据表可以迅速可靠地确定数据中心的总的热负荷。该数据表的使用方法见表1后的计算步骤。 表1―数据中心或网络机房散热量计算数据表 计算步骤 首先收集“所需数据”列表中要求的信息。然后根据下面的数据定义进行发热量计算并将结果填写到“发热量分类汇总”列表中。将各分类汇总项相加得到总发热量。 数据定义 IT设备总负载功率W—所有IT设备电源输入功率之和。 电源系统额定功率—UPS系统的额定功率。如果使用了冗余系统请勿包括冗余UPS的功率。 数据中心或网络机房散热量计算案例 某数据中心个面积为465平方米额定功率为250kW内有150个机架最多有20位人员。在本例中按照惯例假设该数据中心的功率负载为额定功率的30即75kW。在上述条件下数据中心的总发热量为108kW约为IT设备负载的1.5倍。 在本例中总散热量中数据中心内各项所占的百分比如图1所示。 图1总散热量中数据中心内各项所占的百分比 请注意由于该系统功率仅为额定功率的30所以对UPS和配电系统在总发热量中所占比例的估计要高于其实际值。如果系统以满负荷运转电源系统的效率将提高它在整个系统发热量中所占的比例将降低。如果对系统进行过度规划那么将付出效率大幅降低的高昂代价。 对其他热源的计算 上述分析并没有考虑周围环境中的热源例如透过窗口照射进来的阳光和从墙外传导进来的热量。许多小型数据中心和网络机房没有暴露在室外的墙或窗户这时则不需要考虑上述热源。但是对于墙或屋顶暴露在室外的大型数据中心而言额外的热量会进入数据中心在设计空调系统制冷量时必须考虑这些热量。建筑围护的透热量请参考连续橙色预警小心数据中心高温并发症一文。 加湿给空调系统带来额外热负荷 数据中心空调除了热交换外还应能控制房间相对湿度。在理想情况下达到所需相对湿度时系统将在水分含量稳定的空气中工作这时不需要持续进行加湿。但不幸的是在大多数空调系统中其空气制冷功能会造成水蒸气大量凝结从而使空气相对湿度不够。因此需要进行补偿性的加湿以维持所需的湿度。 补偿性加湿会给空调系统带来额外的热量负荷实际上降低了空调系统的制冷容量在设计容量时需要考虑到这一点。 对于小型数据机房或较大的配线柜而言空调系统通过管道隔离了送风与回风不会造成冷凝因此不需要持续进行补偿性加湿。这样空调的制冷能力可以得到充分利用从而使制冷效率达到最高。 对于气流大量混合的大型数据中心而言空调系统必须提供温度较低的空气以抵消设备释放的热空气回流所造成的影响。这将导致空气相对湿度显著降低因而需要进行补偿性加湿。这使空调系统的性能和制冷能力受到较大影响。因此在确定空调系统的制冷容量时必须加大30。 总之在估计计算机机房空调系统的制冷容量时需酌情增加如果是通过管道隔离回风的小型系统则无需增加如果是室内空气混合程度很高的系统则需增加30。 确定空调系统制冷容量 在明确冷却需求之后就可以确定空调系统的制冷容量了。综上所述在明确了冷却需求之后确定空调系统的制冷容量时需考虑下列因素 1.设备包括电源设备的热负荷 2.建筑物的传导热负荷 3.考虑加湿所需的额外热负荷 4.支持冗余所需的额外热负荷 5.未来所需的额外热负荷 6.所有这些因素的热负荷之和W即为总的热量负荷。 结论 在确定服务器等IT系统的冷却需求时一般情况下计算机房空调系统的额定功率必须是预期的IT额定负载及冗余负载之和的1.3倍。对于面积在400平方米以下的小型网络机房这一方法都是适用的。 对于规模更大的数据中心在选择空调系统时通常还要考虑冷却需求之外的其他因素。一般而言墙和屋顶之类的其他热源和空气回流等造成的影响不容忽视必须针对具体情况加以考虑。