弱电机房精密空调制冷量精确计算方法解析!!!

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弱电机房散热使用机房专用的精密空调，给机房提供一个恒温恒湿的环境，精密空调分为水冷和风冷，空调制冷量是根据机房冷负荷来确定的。举例，一个面积为85平米，UPS设计容量为120KVA的机房，其空调制冷量计算如下：

机房制冷量简便计算方法

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一、功率及面积法

Qt=Q1+Q2

Qt：总制冷量(kw)

Q1：室内设备负荷(=设备功率 x 0.8)

Q2：环境热负荷（=0.15kw~0.18kw/m2x 机房面积）

因为所有设备均通过UPS供电，所以可根据UPS的功率来确定整个机房的设备负荷。设计UPS的容量为120KVA，则室内设备冷负荷为：Q1 = 120*0.8*0.8*0.8=61.44KW（需要扣除设计时考虑的20%余量）

环境冷负荷为：Q2=0.1kw/平方米×85平方米＝8.5KW

则：Qt=Q1+Q2=61.44+8.5=69.94KW

注：电池发热量和UPS的发热量忽略不计。

这样，使用一个制冷量70KW左右的空调就足够了。为了安全起见，可以使用1+1备份。

二、面积法（当只知道面积时）

Qt=S x p

Qt：总制冷量(kw)

S：机房面积(m)

P：冷量估算指标

三、精密空调场所冷负荷估算指标

1、电信交换机、移动基站（350-450w/m2）

2、金融机房（500-600w/m2）

3、数据中心（600-800w/m2）

4、计算机房、计费中心、控制中心、培训中心（350-450w/m2）

5、电子产品及仪表车间、精密加工车间（300-350w/m2）

6、保准检测室、校准中心（250-300w/m2）

7、UPS和电池室、动力机房（300-500w/m2）

8、医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室（200-250w/m2）

9、仓储室、博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品（150-200w/m2）

四、机房制冷量精确计算方法

第一步：统计机房主要热量的来源

1、设备负荷（IT设备及其它设备热负荷）；

2、机房照明负荷；

3、建筑围护结构负荷；

4、补充的新风负荷；

5、人员的散热负荷等；

6、其他；

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第二步：各热量来源热负荷分析

1、计算机设备热负荷：Q1=860xPxη1η2η3Kcal/h

Q1：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，如考虑容量变化要求较小，则可取值为0.6；

2、照明设备热负荷：Q2=CxPKcal/h

P：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，所以照明功耗可以20W/M2为依据计算；

3、人体热负荷：Q3=PxNKcal/h

N：机房常有人员数量；

P：人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃和24℃时均为102Kcal；

4、围护结构传导热：Q4=KxFx(t1-t2)Kcal/h

K：围护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5；

F：围护结构面积；

t1：机房内内温度℃；

t2：机房外的计算温度℃；

一般计算中，t1-t2定为10℃计算；

5、Q5=860xP2

其他热负荷除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。

最后将以上计算结果汇总得：

机房总热负荷：Q＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5；

五、UPS机房空调选项计算

1-1. BTU/小时= KCal×3.96

1-2. KCal= KVA×860

1-3. BUT/小时= KVA(UPS容量)×860×3.96×(1-UPS效率)

= KVA(UPS容量)×3400(1-UPS效率)

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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）

六、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110KW;

0.8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0.7

80-200是每平方米的环境发热量，单位是W;

S为机房面积，单位是m。

七、例如：机房预计放置15台服务器机柜，5台刀片服务器机柜，4台存储设备机柜，2台网络机柜；

1、机房负荷

服务器机柜功率=15台*3.5KW/台=52.5KW；

刀片服务器机柜功率=5台*9 KW/台=45KW；

存储设备机柜功率=4台*5 KW/台=20KW；

网络机柜功率=3台* 2KW/台=6KW；

机房设备总功率为：123.5KW；实际使用功率取功率系数0.8，为UPS可以考虑配120KVA；

2、空调用电负荷

空调及照明总功率为：50KW；

机房总用电功率为：173.5KW；

考虑25%余量，实际配电总功率为216KW

防区的体积（容积）*海拔修正系数*设计浓度/七氟丙烷x°（环境温度）时的过热蒸气比容*（100-设计浓度）得出涉及用量如下例 体积为100m3。正常环境温度为25℃，设计浓度为8.3，海拔修正系数为1 那么计算公式如下：

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（1）七氟丙烷25℃时的过热蒸气比容，按下式计算：

S=K1+K2×T=0.1269+0.000513×25= 0.140 m3/Kg

（2）防护区灭火设计用量或惰化设计用量按下式计算：

W=K*V*C/S(100-C)=1.0×100×8.30/0.140×(100-8.30)= 64.78 Kg得出用量为64.78kg

八、根据不同情况确定制冷量

1、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/m ，部分高容量机房达到800w/m。

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。

2、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。

九、机房风量计算

根据标准机房空调选型风量计算是，风量除以房间体积等于每小时送风循环次数，一般选循环次数为３０－－４０次最好，这就是机房要求的大风量小焓差特殊性，但是在选循环次数时注意考虑到地板下面有线槽等阻碍送风速度所以实际循环次数比算得循环值偏小，循环次数多了不容易出现局部过热对散热有好处，近年为了节能，机房要求更高，也有地板下采用风道送风。或者不采用风道，但可以加一个封闭件同样也能达到节能效果！