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04-机房空调的负荷计算


注:单机柜功率超过4kVA/柜时,应根据机柜发热量有针对性进行调整。
负荷的科学计算法
围护结构热
热有3种传递方式,传导、对流和辐射。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(tzp-tn) kcal/h K:围护结构的导热系数(kcal/m2h℃);常用 材料导热系数如表2-4所示: F:围护结构面积(m2); tn:机房内温度(℃); tzp:机房外的计算温度(℃)。
机房负荷的组成
IDC机房的热源不是唯一的,由多种成分组成,与电子计算机房的情况相类似。按 《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2008)中的规定,机房的热湿负荷 应包括下列内容:
7.2.1 电子信息设备和其它设备的散热量应按产品的技术数据进行计算。
7.2.2 机房空调系统夏季的冷负荷应包括下列内容: 1 机房内设备的散热; 2 建筑围护结构的传热;
机房空调的负荷计算
热量(冷量)单位换算
1 kJ/kg 1 Btu/lb 1 kJ/kg 1 kcal/kg 1 kJ/kg
= 0.4299 Btu/lb = 2.326 kJ/kg = 0.2388 kcal/kg = 4.187 kJ/kg = 0.2388 cal/g
1匹(PS) 1匹(PS) 1 Btu /h 1 kw 1 cal/g
负荷计算的理念差异
舒适空调: 1、共同使用系数:如商场、办公,要考虑同一时间使用的量,而不 是总量。 2、每年10日不保:夏季5日最高温,冬季5日最低温,空调系统可 以不完全满足用户需求指标。
机房专用空调:
1、必须满足机房负载(现有或发展规划的)总负荷。而且需要有备 用机组,以应对突发故障。 2、无论外温环境如何变化,机房是不可以停顿的。 3、冷负荷最大应以夏季最高计算,但冬季运行也为制冷,空调机组 工况完全不同。在冷负荷减少的情况下,气流循环依旧需要保证。
1USRT(美国冷吨) = 1BRT(英国冷吨) 1JRT(日本冷吨) = =
功率 KW

KJ
热 cal Kcal
1btu为1磅水加热1华氏度所需要的能量,1btu约为1055焦耳。 冷吨又名冷冻吨,冷冻吨是指将一吨水冷冻为冰所需要的能量。(注:1冷吨就 是使1吨0℃的水变为0℃的冰所需要的制冷量。)1吨 0℃的水,转换成 0℃的 冰的能力。时间为24小时。
负荷的科学计算法 机房维持正压所需要的风量
新风负荷
室外空气进入机房,会带来热负荷。室外空气的进入有两种 途径,即主动的新风换气及门窗缝隙侵入。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 将其折算为房间的换气量来确定热负荷。 围护结构情况 需要的换气次数 (次/h)
玻璃透入的太阳辐射热 Q=K×F×q (kcal/h )
K:太阳辐射热的透入系数;取决于窗户的种类,通常取 0.36~0.4。 F:玻璃窗的面积(m2); q:太阳辐射热强度(kcal/m2h)。
成年男子的散热和散湿数据表
序号 1 2 3 4 名称 显热(w) 潜热(w) 全热(w) 散湿量 (g/h) 19℃ 20℃ 21℃ 22℃ 23℃ 24℃ 25℃
3 通过外窗进入的太阳辐射热;4 人体散热;5 照明装置散热;6 新风负荷。
7 伴随各种散湿过程产生的潜热。 7.2.3 空调系统湿负荷应包括下列内容: 1 人体散湿 2 新风负荷
规范指出,计算机和其它设备的散热量应按产品的技术数据进行计算。对于机房中 配电盘及电线、电缆的微量散热,可忽略不计。但如果电缆数量大,发热严重,可 以根据实际情况计算。
负荷的估算
负荷的科学计算法
机柜安装设备数量及耗电限值
2005年颁布的《中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范(暂行)》和《中 国电信数据中心机房电源、空调环境验收规范(暂行)》2个规范中规定,客户提供 的机架原则上要符合电信的标准规格。49U (1U=4.45cm) (含)以下机架承放 设备不准超过15 台;49U ~58U的机架承放设备数量不准超过18 台;禁止设备叠 放安装;客户机架内相邻设备或设备组之间相距散热空间不能小于1U(包括层板厚 度),如客户机架内相邻设备或设备组的高度均为4U 或以上的,设备相距散热空间 不能小于2U。 单机柜最 单机柜最 高热密度是个棘手的问 题!!!!
通信设备热转化率, 85~ 95%。
序号 1 2 3 机房负荷类型 高负荷机房(列间距≥1100mm) 中负荷机房(列间距≥1000mm) 低负荷机房(列间距≥1000mm) 单位面积平 均功率 大电流 (220V) ≤18A/柜 ≤14A/柜 ≤10A/柜 单机柜最大 功率 多设备台 数 ≤18台/柜 ≤16台/柜 ≤14台/柜 ≤2kVA/m2 ≤1.5kVA/m2 ≤1kVA/m2 ≤4.0kVA/柜 ≤3.1kVA/柜 ≤2.2kVA/柜
4.内墙面积(m2)(邻室无 空调)
5.楼层地板面积(m2)(上 下元空调) 6.屋顶面积(m2) 7底层地板面积(m2)
负荷的科学计算法
照明和辅助设备散热
1、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×P kcal/h 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(kcal/h•W),通常白炽灯为0.86,日光灯为0.1-0.2。 2、其它热负荷。 在机房中,除上述热负荷外,在工作中使用测试仪器、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=860× P×L(kcal/h) 式中, 860:功的热当量(kcal/h); P:每米电缆的功耗(W); L:电缆的长度(m)。
无外门、无窗
无外门、一面外墙有窗 无外门、二面外墙有窗 无外门、三面外墙有窗
0.25-0.5
0.5-1.0 01.0-1.5 1.5-2.0
1、新风量:
可以取下列2项中的最大值: 1)机房人员取40m3/h•人。 2)维持机房正压所需要的风量。 2、新风热负荷: Q=G×(h新风-h室内) 式中, Q: 新风热负荷(kca1/h); G: 新风量(kg/h);每m3空气按1.2kg计算。 h新风、h室内:室内、室外空气焓值。 机房还有许多与外界相联的孔洞,如果封 堵不严,也是漏风的途径,因此在考虑维 持机房正压的新风量时,孔洞的多少和封 堵的情况也是需要考虑的,孔洞少封堵严 的可以参照无外门、无窗的情况,孔洞多 封堵不严的可以参照最三面外墙有窗的情 况。
99 84 183
93 90 183
87 94 181
81 100 181
76 106 182
70 112 182
64 118 182Fra bibliotek126
134
140
150
158
167
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项目
围护结构负荷Q1 1.门的面积(m2) 2.窗的面积(d) 太阳直射元窗帘 太阳直射有窗帘 非太阳直射 3.外墙面积(d) 太阳直射 非太阳直射
= = = = =
2500大卡(kcal/h) 2.9千瓦(kw) 0.2519大卡(kcal/h) 860 kcal/h 4.187 kJ/kg 3024大卡(kcal/h) 3374大卡(kcal/h) 3312大卡(kcal/h)
1USRT(美国冷吨) = 3.517kw 1BRT(英国冷吨) 1JRT(日本冷吨) = 3.923kw = 3.851kw
耗冷量(W) 室温要求24℃ ( )m2 ×40W ( )m2 × 380W ( )m2 ×260w 室温要求26℃ ( )m2 ×36W ( )m2 × 370W ( )m2 ×250w 室温要求28℃ ( )m2 ×20W ( )m2 × 360W ( )m2 ×240w ( )m2 × 160W ( )m2 ×30W ( )m2 × 18W ( )m2×10W ( )m2 ×10W ( )m2×37W ( )m2×5W
( )m2 × 180W ( )m2 × 17W ( )m2 ×36W ( )m2 × 24W ( )m2×16W ( )m2 ×16W ( )m2×43W ( )m2×8W ( )m2 ×33W ( )m2 × 21W ( )m2×13W ( )m2 ×13W ( )m2×40W ( )m2×6.5W
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