空調(diào)[1].制冷量的計(jì)算

1、所謂的空調(diào) “匹”數(shù)，原指輸入功率，包括壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)及電控部分，制冷量以輸出功率計(jì)算。 一般來說，1匹的制冷量大致為2000大卡，換算成國際單位應(yīng)乘以1.162，故1匹之制冷量應(yīng)力:2000大卡x1.162=2324（）,這里的（瓦）即表示制冷量，則1.5匹的應(yīng)為:2000大卡x1.5x1.162=3486（），以此類推。根據(jù)此情況，則大致能判定空調(diào)的匹數(shù)和制冷量，一般情況下，2200W2600W都可稱為1匹，4500(） 5100（）可稱為2匹，3200W3600W可稱為1.5匹。 制冷量確定后，即可根據(jù)實(shí)際情況估算制冷量，選擇合適的空調(diào)機(jī)。家用電器要消耗制冷量的較大部分，電視、電燈、冰

2、箱等每（瓦）功率要消耗制冷量1（），窗的方向也要消耗一定的制冷量，東面窗150W/m2，西面窗280/m2，南面窗180W/m2，北面窗100W/m2，如果是樓頂及西曬可考慮適當(dāng)增加制冷量首先要搞清楚熱量的單位,熱能也是能量的一種,在國際上功和能的單位是焦耳,焦耳相當(dāng)于一牛頓的力(N),其作用點(diǎn)在力的方向上移動(dòng)一米的距離所做的功.焦耳的符號(hào)為J.我國法定熱量單位為J. 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將1g的水加熱或冷卻,其溫度升高或降低1度時(shí),所加進(jìn)或放出的熱量稱為1卡,以cal表示.工程上常以卡的1000倍來表示熱量,稱為千卡或大卡,以kcal表示. 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將11b(磅)(11b=0.454kg

3、)水加熱或者冷卻,其溫度升高或者降低華氏溫度1度時(shí),所加進(jìn)或者除去的熱量稱為一個(gè)英熱單位,符號(hào)為Btu.常用換算公式為:1kJ(千焦耳)=0.239kcal(千卡)1kcal(千卡)=4.19kJ(千焦耳)1kcal=3.969Btu1Btu=0.252kcal1kcal=427kg.m1kw=860kcal/h1美國冷噸=3024kcal/h1日本冷噸=3320kcal/h例如一臺(tái)40kw的空調(diào),其制冷量為40*860=3.44萬大卡注意一點(diǎn):匹數(shù)的基值735能效比如：民用空調(diào)喜歡以P為單位,1P=0.735kw,一般壓縮比（能效比）為3.2,即制冷量為0.735*3.22352w,換算成大

4、卡為2022大卡左右.可以說,1P的空調(diào)制冷量為2000大卡數(shù)據(jù)中心溫度是確保服務(wù)器等IT設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行的先決條件，溫度對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的額電子元器件、絕緣材料以及記錄介質(zhì)都有較大的影響。在正常工作的服務(wù)器中，一般CPU的溫度最高，當(dāng)電子芯片的溫度過高時(shí)，非常容易出現(xiàn)電子漂移現(xiàn)象，服務(wù)器就可能出現(xiàn)宕機(jī)甚至燒毀。因此機(jī)房環(huán)境溫度與設(shè)備運(yùn)行的可靠性之間有必然聯(lián)系。數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-2008電子信息機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)機(jī)房開機(jī)時(shí)的環(huán)境的要求如下表所示：為使數(shù)據(jù)中心能達(dá)到上述要求，應(yīng)采用機(jī)房專用空調(diào)（普通民用空調(diào)、商用空調(diào)與機(jī)房專用空調(diào)的差異對(duì)比不在本文討論范圍）。如果數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境

5、不能滿足以上要求會(huì)對(duì)服務(wù)器等IT設(shè)備造成以下影響： 溫度無法保持恒定-造成電子元?dú)饧膲勖档?局部溫度過熱-設(shè)備突然關(guān)機(jī) 濕度過高-產(chǎn)生冷凝水，短路 濕度過低-產(chǎn)生有破壞性的靜電 潔凈度不夠-機(jī)組內(nèi)部件過熱，腐蝕 IDC機(jī)房的熱源不是唯一的，由多種成分組成，按電子信息機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，機(jī)房的熱負(fù)荷應(yīng)包括下列內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備的散熱 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱 太陽輻射熱 人體散熱、散濕 照明裝置散熱 新風(fēng)負(fù)荷 熱負(fù)荷的計(jì)算方法很多，有精確算法、估算法，本文結(jié)合各種算法，針對(duì)主要熱源進(jìn)行精確計(jì)算。當(dāng)上述各項(xiàng)熱負(fù)荷之和確定后，就可以初步確定對(duì)空調(diào)機(jī)制冷能力的要求。對(duì)于中高檔機(jī)房，應(yīng)優(yōu)先選用模塊化

6、機(jī)房專用空調(diào)，這樣對(duì)機(jī)房將來的運(yùn)行、擴(kuò)容和改造都十分有利。 數(shù)據(jù)中心熱負(fù)荷及其計(jì)算方法 1、機(jī)房熱負(fù)荷計(jì)算方法一：各系統(tǒng)累加法 （1）設(shè)備熱負(fù)荷： Q1=P×1×2×3（KW） Q1：計(jì)算機(jī)設(shè)備熱負(fù)荷 P：機(jī)房內(nèi)各種設(shè)備總功耗（KW） 1：同時(shí)使用系數(shù) 2：利用系數(shù) 3：負(fù)荷工作均勻系數(shù) 通常，1、2、3取0.60.8之間，考慮制冷量的冗余，通常1×2×3取值為0.8。 （2）機(jī)房照明熱負(fù)荷： Q2=C×S（KW） C：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求要求，機(jī)房照度應(yīng)大于2001x，其功耗大約為20W/M2。以后的計(jì)算中，照明功耗將以2

7、0W/M2為依據(jù)計(jì)算。 S：機(jī)房面積 （3）建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷 Q3=K×S/1000（KW） K：建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷系數(shù)（50W/m2機(jī)房面積） S：機(jī)房面積 （4）人員的散熱負(fù)荷： Q4=P×N/1000（KW） N：機(jī)房常有人員數(shù)量 P：人體發(fā)熱量，輕體力工作人員熱負(fù)荷顯熱與潛熱之和，在室溫為21和24時(shí)均為130W/人。 （5）新風(fēng)熱負(fù)荷計(jì)算較為復(fù)雜，我們以空調(diào)本身的設(shè)備余量來平衡，不另外計(jì)算。 以上五種熱源組成了機(jī)房的總熱負(fù)荷，即機(jī)房熱負(fù)荷Qt=Q1+Q2+Q3+Q4。由于上述（3）（4）（5）計(jì)算復(fù)雜，通常是采用工程查表予以確定。但是因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段

8、，非常難以確定，所以實(shí)際在數(shù)據(jù)中心中通常采用設(shè)計(jì)估算與事后調(diào)整法。 2、機(jī)房熱負(fù)荷計(jì)算方法二：設(shè)計(jì)估算與事后調(diào)整法 數(shù)據(jù)中心機(jī)房主要的熱負(fù)荷來源于設(shè)備的發(fā)熱量及維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱負(fù)荷。 因此，要了解主設(shè)備的數(shù)量及用電情況以確定機(jī)房專用空調(diào)的容量及配置。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，除主要的設(shè)備熱負(fù)荷之外的其他負(fù)荷，如機(jī)房照明負(fù)荷、建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷、補(bǔ)充的新風(fēng)負(fù)荷、人員的散熱負(fù)荷等，如不具備精確計(jì)算的條件，也可根據(jù)機(jī)房設(shè)備功耗及機(jī)房面積，按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)算。 采用“功率及面積法”計(jì)算機(jī)房熱負(fù)荷。 Qt=Q1+Q2 其中，Qt總制冷量（KW） Q1室內(nèi)設(shè)備負(fù)荷（=設(shè)備功率×1.0） Q2環(huán)境熱負(fù)荷（=0.120.

9、18KW/m2×機(jī)房面積），南方地區(qū)可選0.18，而北方地區(qū)通常選擇0.12 方法二是對(duì)復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的工程簡化計(jì)算方法。這種計(jì)算方法下，通常容易出現(xiàn)計(jì)算熱量大于實(shí)際熱量的情況，因?yàn)闄C(jī)房專用空調(diào)自動(dòng)控制溫度并決定運(yùn)行時(shí)間，所以多余的配置可以作為冗余配置，對(duì)機(jī)房專用空調(diào)的效率與耗電量不大。本文以方法二推導(dǎo)數(shù)據(jù)中心機(jī)房專用空調(diào)配置與能效計(jì)算。 數(shù)據(jù)中心機(jī)房專用空調(diào)配置 設(shè)定數(shù)據(jù)中心的IT類設(shè)備為100kW，并且固定不變。根據(jù)上述方法二，還需要確定機(jī)房的面積。 再假定數(shù)據(jù)中心的熱負(fù)荷密度為平均熱負(fù)荷密度，即4kW/機(jī)柜。也就是說平均每個(gè)機(jī)柜為4kW的熱負(fù)荷。 數(shù)據(jù)中心的機(jī)柜數(shù)量為：100kW

10、/4kW=25臺(tái)機(jī)柜 按國家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-2008電子信息機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)機(jī)柜占地面積計(jì)算方法，當(dāng)電子信息設(shè)備尚未選形時(shí)，可按下式計(jì)算：     A=FN     式中 F單臺(tái)設(shè)備占用面積，可取3.54.5（m2/臺(tái)）     N計(jì)算機(jī)主機(jī)房內(nèi)所有設(shè)備的總臺(tái)數(shù)。 取每個(gè)機(jī)柜的占地面積為中間值4m2/臺(tái)，那么數(shù)據(jù)中心的面積為： 25臺(tái)機(jī)柜×4m2/臺(tái)=100m2  假定環(huán)境熱負(fù)荷系數(shù)取0.15kW/m2，則數(shù)據(jù)中心機(jī)房總熱負(fù)荷為： Qt=Q1+Q2=100kW+100&#

11、215;0.15=115kW 數(shù)據(jù)中心送風(fēng)方式選擇：按國家標(biāo)準(zhǔn)要求，采用地板下送風(fēng)，機(jī)柜按冷熱通道布置。 機(jī)房專用空調(diào)選擇：機(jī)房空調(diào)通常分為DX（直接制冷）與非直接制冷（包括各類水制冷系統(tǒng)等），先討論直接制冷系統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)。不同廠家有不同型號(hào)的機(jī)房專用空調(diào)，以某品牌的機(jī)房空調(diào)為例，應(yīng)配置的機(jī)房空調(diào)為： 兩臺(tái)某系列機(jī)房空調(diào)，在24相對(duì)濕度50%工況下，每臺(tái)制冷量為60.6kW，兩臺(tái)空調(diào)的總制冷量為121.2kW，略大于115kW的計(jì)算熱負(fù)荷。 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-2008電子信息機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范的數(shù)據(jù)中心空調(diào)配置建議，數(shù)據(jù)中心通常建議采用N+M（M=1，2，）配置形式，提供工作可靠性與安全性

12、。 假設(shè)本數(shù)據(jù)中心采用N+1方式配置，即為2+1方式配置3臺(tái)該系列的機(jī)房空調(diào)，實(shí)現(xiàn)兩用一備工作。空調(diào)制冷量該怎么計(jì)算所謂的空調(diào)“匹”數(shù)，原指輸入功率，包括壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)及電控部分，制冷量以輸出功率計(jì)算。 一般來說，1匹的制冷量大致為2000大卡，換算成國際單位應(yīng)乘以1.162，故1匹之制冷量應(yīng)為2000大卡×1.162=2324（）,這里的（瓦)即表示制冷量，則1.5匹的應(yīng)為2000大卡×1.5×1.162=3486（），以此類推。根據(jù)此情況，則大致能判定空調(diào)的匹數(shù)和制冷量，一般情況下，2200W-2600W都可稱為1匹，4500(）-5100（）可稱為2匹，3

13、200W-3600W可稱為1.5匹。 制冷量確定后，即可根據(jù)實(shí)際情況估算制冷量，選擇合適的空調(diào)機(jī)。家用電器要消耗制冷量的較大部分，電視、電燈、冰箱等每（瓦）功率要消耗制冷量1（），門窗的方向也要消耗一定的制冷量，東面窗150W/m2，西面窗280/m2，南面窗180W/m2，北面窗100W/m2，如果是樓頂及西曬可考慮適當(dāng)增加制冷量。空調(diào)知識(shí)探討！春意臨教你選空調(diào)一、 空調(diào)基本常識(shí)1. 制冷循環(huán)的方式：制冷常見方式有電動(dòng)機(jī)械制冷（常見的家用空調(diào)和冰箱都采用電動(dòng)機(jī)械制冷）和吸收式制冷。由于電動(dòng)機(jī)械制冷系統(tǒng)精確、效率高（參見制冷系數(shù)和制熱系數(shù)）、環(huán)保等特點(diǎn)占據(jù)了95%以上的市場(chǎng)份額：而吸收式制冷系

14、統(tǒng)由于安全性差、效率低下等缺點(diǎn)逐漸退出市場(chǎng)。2. 制冷系數(shù)制熱系數(shù)1） 制冷系數(shù)、制熱系數(shù)是空調(diào)機(jī)組制冷及制熱的效率的體現(xiàn)。2） 制冷系數(shù)=空調(diào)制冷量（）÷輸入功率（）3） 制熱系數(shù)=空調(diào)制熱量（）÷輸入功率（）4） 輸入功率包括壓縮機(jī)輸入功率、室內(nèi)機(jī)室外機(jī)組的風(fēng)機(jī)功率。5） 制冷或制熱系數(shù)越大則機(jī)組工作效率越高。3. 常規(guī)電制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)家用、商用中央空調(diào)常用的壓縮機(jī)形式有活塞式、旋轉(zhuǎn)式（也稱轉(zhuǎn)子式）、渦旋式三種。1） 壓縮機(jī)的輸入功率：1馬力(HP)=735W最常見的功率單位是英制單位馬力。經(jīng)常用1匹、1.5匹等來區(qū)分壓縮機(jī)。2） 活塞式壓縮機(jī)：使用歷史時(shí)間最長的壓縮機(jī)

15、，工作效率低、抗液擊性能差、振動(dòng)噪音大；已逐漸退出市場(chǎng)。3） 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)：工作效率高、抗液擊性能好、振動(dòng)噪音小;是三匹及以下功率最常用的壓縮機(jī)。4） 渦旋式壓縮機(jī)：工作效率高、抗液擊性能好、振動(dòng)噪音小;是四匹及以上功率最常用的壓縮機(jī)。4. 單冷型、熱泵型空調(diào)的用途1） 單冷型空調(diào)機(jī)組是指只能實(shí)現(xiàn)單一制冷功能的空調(diào)機(jī)組主要適用于中國的華南等冬季氣候溫暖的地區(qū)。2） 熱泵型空調(diào)機(jī)組時(shí)指能實(shí)現(xiàn)夏季制冷、冬季制熱的多功能空調(diào)機(jī)組廣泛適用于中國絕大多數(shù)夏季炎熱、冬季寒冷地區(qū)的需要。5. 制冷劑制冷劑是機(jī)械制冷循環(huán)中通過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)膨脹等物理過程實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的工作物質(zhì)。目前的通用制冷劑是R22。但由于R22對(duì)大氣臭氧層的破壞作用，在歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)開始禁用，目前在歐洲廣泛使用的是環(huán)保型制冷劑R407C（R22在我國將在2015年開始逐步禁止使用）。額定功率1077w的空調(diào)一小時(shí)耗電1.077度.額定制冷量是指空調(diào)在正常制冷工作時(shí)所產(chǎn)生的制冷量，其單位為大卡，匹的制冷量為2000大卡，換算成國際單位應(yīng)乘以1.162，故1匹之制冷量為2000大卡×1.1622324（w）,這里的w（瓦)即表示制冷量，特別需要說明的是，這里的（w）是指制冷量，與電功率的（w）是兩個(gè)概念