空调散热量计算方法

制冷量简便计算方法：方法一：功率及面积法Qt=Q1+Q2Qt总制冷量(kw)Q1室内设备负荷(=设备功率X0.8)Q2环境热负荷（=0.18KW/m²X机房面积）方法二：面积法（当只知道面积时）Qt=S x pQt总制冷量(kw)S 机房面积(m²)P 冷量估算指标 精密空调场所冷负荷估算指标§ 电信交换机、移动基站（350-450W/m²）§ 金融机房（500-600W/m²）§ 数据中心（600-800W/m²）§ 计算机房、计费中心、控制中心、培训中心（350-450W/m²）§ 电子产品及仪表车间、精密加工车间（300-350W/m²）§ 保准检测室、校准中心（250-300W/m²）§ Ups 和电池室、动力机房（300-500W/m²）§ 医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室（200-250W/m²）§ 仓储室（博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品）（150-200W/m²）UPS机房空调选项计算1-1. BTU/小时= KCal×3.961-2. KCal= KVA×8601-3. BUT/小时= KVA(UPS容量)×860×3.96×(1-UPS效率)= KVA(UPS容量)×3400(1-UPS效率)例：10KVA UPS一台整机效率85%其散热量计算如下：10KVA×3400×(1-0.85)=5100 BTU/小时1英热单位/时（Btu/h）=0.293071瓦（W）IDC机房空调选项计算公式Q=W×0.8×(0.7---0.95)+｛(80---200)×S｝/1000. Q为制冷量，单位KW；W为设备功耗，单位KW；按用户需求暂按110KW0.8为功率因数；0.7-0.95为发热系数，即有多少电能转化为热能；取0.780-200是每平方米的环境发热量，单位是WS为机房面积，单位是m²。根据不同情况确定制冷量情况一（没有对机房设备等情况考察之下）数据室估算：在一个小型的金融机房中，数据设备室通常的面积小于50平方，在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前，可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估：500w～600w/m² ，部分高容量机房达到800w/m²。例如数据室的面积为50 m2 ，则所需的制冷量约为：25kw。选用3台单机制冷量8.6kw的DataMate空调，外加一台冗余机组，共4台。当数据机房设备、维护结构确定后，对设备的发热量、维护面积的热量核算，调整空调的配置。电力室估算：电力室中主要的发热量来之UPS、电源等设备，其热容量较低，可以选择两台单机制冷量为8.6kw的空调冗余布置在一个中型的金融机房中，数据设备室通常的面积小于200平方，在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前，可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估：500w～600w/m2 ，部分高容量机房达到800w/m2。例如数据室的面积为200m2 ，则所需的制冷量约为：100kw。选用2台单机制冷量58.4kw的PEX2060空调，总制冷量为116.8kw，满足要求。为保证设备的工作可靠性，增加一台冗余机组，共3台。当机房设备、维护结构确定后，对设备的发热量、维护面积的热量核算，调整空调的配置。电力室估算：电力室中主要的发热量来之UPS、电源等设备，其热容量较低，可以选择2台单机制冷量为19.1kw的PEX1020空调1＋1冗余布置。情况二（对机房设备等情况考察之下）到达用户机房场地情况了解机房面积多少，机房服务器数量多及多种路由器、交换机之类网络产品，机房机柜集中，设备密度大，发热量较集中而且偏大，中央空调和民用空调基于送风量、风速限制，整个机房温度不够均匀，温、湿度控制精度不高。精密空调产品，补充冷量，加速空气循环，达到较好控制机房温度、湿度、洁净度的要求，为机房设备提供更好的运行环境。2：热负荷分析：（1）计算机设备热负荷：Q1=860xPxη1η2η3 Kcal/hQ1：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0.6。（2）照明设备热负荷：Q2=CxPKcal/hP：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。

由于UPS将功率从输入端送到输出端，因此在计算UPS的散热量时与其他IT设备时是有区别的。UPS工作在不同的模式下，其产生的热量也是不同的。在UPS的绝大多数运行时间内，是工作在普通状态下的，即把AC电源提供给被保护设备，这时UPS运行效率可以达到80%到98% 。因此，UPS的无用功(或称功率损失)会在2%到20%之间，这部分交流输入功率会转化成热量。不同类型的UPS产生的无用功是由其设计电路结构决定的，可由下表估算出：小型后备式UPS 3%在线双变换式UPS15%UPS热量的产出由此公式计算得出：产热量= 负载功率(瓦特)x 无用功比例（样本上可查到）我主做山特 艾默生 品牌UPS 其它的散热就不太清楚了 以上信息仅供参考！

精密空调是指能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机（也称恒温恒湿空调），是在近30年中逐渐发展起来的一个新机种。早期的机房使用舒适性空调机时，常常出现由于环境温湿度参数控制不当而造成机房设备运行不稳定，数据传输受干扰，出现静电等问题。机房专用空调与普通舒适空调的区别计算机机房对温度、湿度及洁净度均有较严格的要求，因此，计算机机房专用空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别，表现在以下5个方面：1．传统的舒适性空调主要是针对于人员设计，送风量小，送风焓差大，降温和除湿同时进行；而机房内显热量占全部热量的90%以上，它包括设备本身发热、照明发热量、通过墙壁、天花、窗户、地板的导热量，以及阳光辐射热，通过缝隙的渗透风和新风热量等。这些发热量产生的湿量很小，因此采用舒适性空调势必造成机房内相对湿度过低，而使设备内部电路元器件表面积累静电，产生放电从而损坏设备、干扰数据传输和存储。同时，由于制冷量的（40%～60%）消耗在除湿上，使得实际冷却设备的冷量减少很多，大大增加了能量的消耗。机房专用空调在设计上采用严格控制蒸发器内蒸发压力，增大送风量使蒸发器表面温度高于空气露点温度而不除湿，产生的冷量全部用来降温，提高了工作效率，降低了湿量损失（送风量大，送风焓差减小）。2．舒适性空调风量小，风速低，只能在送风方向局部气流循环，不能在机房形成整体的气流循环，机房冷却不均匀，使得机房内存在区域温差，送风方向区域温度低，其他区域温度高，发热设备因摆放位置不同而产生局部热量积累，导致设备过热损坏。而机房专用空调送风量大，机房换气次数高（通常在30～60次/小时），整个机房内能形成整体的气流循环，使机房内的所有设备均能平均得到冷却。3．传统的舒适性空调，由于送风量小，换气次数少，机房内空气不能保证有足够高的流速将尘埃带回到过滤器上，而在机房设备内部产生沉积，对设备本身产生不良影响。且一般舒适性空调机组的过滤性能较差，不能满足计算机的净化要求。采用机房专用空调送风量大，空气循环好，同时因具有专用的空气过滤器，能及时高效的滤掉空气中的尘挨，保持机房的洁净度。4．因大多数机房内的电子设备均是连续运行的，工作时间长，因此要求机房专用空调在设计上可大负荷常年连续运转，并要保持极高的可靠性。舒适性空调较难满足要求，尤其是在冬季，计算机机房因其密封性好而发热设备又多，仍需空调机组正常制冷工作，此时，一般舒适性空调由于室外冷凝压力过低已很难正常工作，机房专用空调通过可控的室外冷凝器，仍能正常保证制冷循环工作。5．机房专用空调一般还配备了专用加湿系统，高效率的除湿系统及电加热补偿系统，通过微处理器，根据各传感器返馈回来的数据能够精确的控制机房内的温度和湿度，而舒适性空调一般不配备加湿系统，只能控制温度且精度较低，湿度则较难控制，不能满足机房设备的需要。综上所述，机房专用空调与舒适型空调在产品设计方面存在显著差别，二者为不同的目的而设计，无法互换使用。计算机机房内必须使用机房专用空调。目前，国内许多行业，如金融、邮电通信、电视台、石油勘探、印刷、科研、电力等已经广泛采用，提高了机房内计算机、网络、通信系统的可靠性和运行的经济性。应用范围机房精密空调机广泛适用于计算机机房、程控交换机机房、卫星移动通讯站、大型医疗设备室、实验室、测试室、精密电子仪器生产车间等高精密环境，这样的环境对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求，必须由每年365天、每天24小时安全可靠运行的专用机房精密空调设备来保障特点显热量大机房内安装的主机及外设、服务器、交换机、光端机等计算机设备以及动力保障设备，如UPS电源，均会以传热、对流、辐射的方式向机房内散发热量，这些热量仅造成机房内温度的升高，属于显热。一个服务器机柜散热量在每小时几千瓦到十几千瓦，如果是安装刀片式服务器，散热量会高一些。大中型计算机房设备散热量在400W/m2左右，装机密度较高的数据中心可能会到600W/m2以上。机房内显热比可高达95%。潜热量小不改变机房内的温度，而只改变机房内空气含湿量，这部分热量称为潜热。机房内没有散湿设备，潜热主要来自工作人员及室外空气，而大中型计算机机房一般采用人机分离的管理模式，机房围护结构密封较好，新风一般也是经过温湿度预处理后进人机房，所以机房潜热量较小。风量大、焓差小设备的热量是通过传导、辐射的方式传递到机房内，设备密集的区域发热量集中，为使机房内各区域温湿度均匀，而且控制在允许的基数及波动范围内，就需要有较大的风量将余热量带走。另外，机房内潜热量较少，一般不需要除湿，空气经过空调机蒸发器时不需要降至零点温度以下，所以送风温差及焓差要求较小，为将机房内余热带走，就需要较大送风量。不间断运行、常年制冷机房内设备散热属于稳态热源，全年不间断运行，这就需要有一套不间断的空调保障系统，在空调设备的电源供给方面也有较高的要求，不仅需要有双路市电互投，而且对于保障重要计算机设备的空调系统还应有发电机组做后备电源。长期稳态热源造成即便在冬季机房内也需要制冷，尤其是在南方地区，更为突出。在北方地区，如果冬季仍需制冷，在选择空调机组时，需要考虑机组的冷凝压力和其他相关问题，另外可增加室外冷空气进风比例，以达到节能的目的。送回风方式较多空调房间的送风方式取决于房间内热量的发源及分布特点，针对机房内设备密集式排列，线缆、桥架较多以及走线方式等特点，空调的送风方式分为下送上回、上送上回、上送侧回、侧送侧回。静压箱送风机房内空调送回风通常不采用管道，而是利用高架地板下部或天花板上部的空间作为静压箱送回风，静压箱内形成的稳压层可使送风均匀，使空间内各点静压相等。洁净度要求高电子计算机机房有严格的空气洁净度要求。空气中的尘埃、腐蚀性气体等会严重损坏电子元器件的寿命，引起接触不良和短路等，因此要求机房专用空调能按相关标准对流通空气进行除尘、过滤。另外，要向机房内补充新风，保持机房内的正压。根据《电子计算机机房设计规范》规定，主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5m的尘粒数，应小于18000粒。主机房与其他房间、走廊间压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。组成部件机房精密空调系统的主要部件，控制器、包括压缩机、蒸发器、加热器、风冷冷凝器、控制器、加湿罐、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器、过滤网、等部件。对于水冷系列，室内机还包括板式换热器、水流量调节阀、上水电磁阀[1] 。冷量要求为了确定机房精密空调机的容量，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、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，250～300kcal/m2h楼层较低时，150～250kcal/m2h（根据设备的密度作适当的增减）公室（值班室）：90kcal/m2h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Q=860N¢(kcal/h)式中：N：用电量(kW)；¢：同时使用系数(0.2～0.5)；860：功的热当量，即lkW电能全部转化为热能所产生的热量。b.主机发热量计算Q=860×P×h1×h2×h3式中，P：总功率(kW)；h1：同时使用系数；h2：利用系数；h3：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0.6～0.8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：Q=C×Pkcal/h式中，P：照明设备的标称额定输出功率(W)；C：每输出lW的热量(kcal/hW)，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：Q=KF(t1-t2)kcal/h式中，K：围护结构的导热系数(kcal/m2h℃)；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0.4～0.7。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1.4～1.5石膏板0.2轻型混凝土0.5～0.7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0.1~0.25f.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：Q=KFq(kcal/h)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(kcal/m2h)。透入系数K值取决于窗户的种类，通常取0.36～0.4。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，也是发热体。其计算如下：Q=860Pl(kcal/h)式中，860：功的热当量(kca1/h)；P：每米电缆的功耗(W)；l：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。

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