機(jī)房空調(diào)制冷量計(jì)算方法

1、機(jī)房熱負(fù)荷計(jì)算，各系統(tǒng)累加法

（1）設(shè)備熱負(fù)荷：

Q1=P×η1×η2×η3（KW）

Q1：計(jì)算機(jī)設(shè)備熱負(fù)荷

P：機(jī)房?jī)?nèi)各種設(shè)備總功耗（KW）

η1：同時(shí)使用系數(shù)

η2：利用系數(shù)

η3：負(fù)荷工作均勻系數(shù)

通常，η1、η2、η3取0.6～0.8之間，考慮制冷量的冗余，通常η1×η2×η3取值為0.8。

（2）機(jī)房照明熱負(fù)荷：

Q2=C×S（KW）

C：根據(jù)國(guó)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/M。以后的計(jì)算中，照明功耗將以20W/M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/m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(lái)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，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(lái)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（=0.12～0.18KW/m×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(jiǎn)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(shuō)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/4kW=25臺(tái)機(jī)柜

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)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3.5~4.5（m/臺(tái)）

N——計(jì)算機(jī)主機(jī)房?jī)?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4m/臺(tái)，那么數(shù)據(jù)中心的面積為：

25臺(tái)機(jī)柜×4m/臺(tái)=100m

假定環(huán)境熱負(fù)荷系數(shù)取0.15kW/m，則數(shù)據(jù)中心機(jī)房總熱負(fù)荷為：

Qt=Q1+Q2=100kW+100×0.15=115kW

數(shù)據(jù)中心送風(fēng)方式選擇：按國(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)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。

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。