計算機機房熱負荷計算

1、計算機機房熱負荷計算摘要：在實際工作中，計算機機房熱負荷的計算一般采取概略估算和簡易熱負荷計算兩種方式，初步確定對空調(diào)機制冷能力的要求。 關(guān)鍵字：計算機房 熱負荷 導(dǎo)熱系數(shù) 一、概略計算(也稱為估算) 根據(jù)國內(nèi)外機房熱指標(biāo)情況: 美國：  計算機設(shè)備230280(kcal/m2.h)   人工照明(kcal/m2.h)   工作人員(kcal/m2.h)  圍護結(jié)構(gòu)(kcal/m2.h)  合計300350(kcal/m2.h)   設(shè)備產(chǎn)熱量占熱量的百分數(shù)7780% 

2、60; 換氣次數(shù)51109次 英國： 計算機設(shè)備216(kcal/m2.h)  人工照明(kcal/m2.h)  工作人員(kcal/m2.h)  圍護結(jié)構(gòu)(kcal/m2.h)  合計354(kcal/m2.h)   設(shè)備產(chǎn)熱量占熱量的百分數(shù)61%  換氣次數(shù)5180次 日本： 計算機設(shè)備300(kcal/m2.h) 人工照明2030(kcal/m2.h) 工作人員2(kcal/m2.h) 圍護結(jié)構(gòu)30(kcal/m2.h) 合計350450(kcal/m2.h)  換氣次數(shù)40次  

3、0; 根據(jù)以上國外資料,計算機房負荷按約300kcal/m2.h計算。按照1kW(千瓦)860kca1h(千卡時),計算機房熱負荷按約0.3kw/m2計算。但對于小型機機房需要進行單獨計算。 二、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(dǎo)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。而有些計算機制造商，不能提出這方面的數(shù)據(jù)，因此，只能根據(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 Q860N(kcalh) 式中， N：用電量(kW)

4、； ：同時使用系數(shù)(0.20.5)； 860：功的熱當(dāng)量，即lkW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 Q860P*h1*h2*h3 式中， P：總功率(kW)； h1：同時使用系數(shù)； h2：利用系數(shù)； h3：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(zhǔn)，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0.60.8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

5、熱。照明設(shè)備的熱負荷計算如下： QCPkcalh 式中，P：照明設(shè)備的標(biāo)稱額定輸出功率(W)； C：每輸出lW的熱量(kcalh.W)，通常自熾燈為0.86，日光燈為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(dāng)室溫為24時，其顯熱負荷為56cal，潛熱負荷為46cal；當(dāng)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(dǎo)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(dǎo)熱

6、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(zhǔn)確地求出這樣的量是很復(fù)雜的問題。 當(dāng)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： QKF(t1-t2)kcalh 式中， K：圍護結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)(kcalm2h)； 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(dāng)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0.40.7。常用材料導(dǎo)熱系數(shù)如下表所示：  f.從玻璃透入的太陽輻射熱 當(dāng)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

7、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： QKFq(kcalh) 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(kcalm2h)。 透入系數(shù)K值取決于窗戶的種類，通常取0.360.4。 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(dāng)?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(fēng)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

8、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(fēng)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(dāng)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： Q860Pl(kcalh) 式中， 860：功的熱當(dāng)量(kca1h)； P：每米電纜的功耗(W)； l：電纜的長度(m)。 結(jié)束語：   總之，機房熱負荷應(yīng)由上述各項熱負荷之和確定后，可以初步確定對空調(diào)

9、機制冷能力的要求。對于中高檔機房應(yīng)優(yōu)先選用模塊化機房專用空調(diào)，這樣對于機房將來的擴容和改造將十分有利。 材料 普通混凝土 石膏板 輕型混凝土 石棉水泥板 砂漿 軟質(zhì)纖維板 熟石膏 玻璃纖維 磚 鍍鋅鋼板 玻璃 鋁板 木材 導(dǎo)熱系數(shù)(kcal/m2h) 1.41.5 0.2 0.50.7 1 1.3 0.15 0.5 0.03 1.1 38 0.7 180 0.10.25 f.從玻璃透入的太陽輻射熱 當(dāng)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： QKF

10、q(kcalh) 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(kcalm2h)。 透入系數(shù)K值取決于窗戶的種類，通常取0.360.4。 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(dāng)?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(fēng)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(fēng)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(dāng)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。