機房空調(diào)制冷量計算方法

1、機房熱負(fù)荷計算，各系統(tǒng)累加法

（1）設(shè)備熱負(fù)荷：

Q1=P×η1×η2×η3（KW）

Q1：計算機設(shè)備熱負(fù)荷

P：機房內(nèi)各種設(shè)備總功耗（KW）

η1：同時使用系數(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）機房照明熱負(fù)荷：

Q2=C×S（KW）

C：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《計算站場地技術(shù)要求》要求，機房照度應(yīng)大于2001x，其功耗大約為20W/M。以后的計算中，照明功耗將以20W/M為依據(jù)計算。

S：機房面積

（3）建筑維護結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷

Q3=K×S/1000（KW）

K：建筑維護結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷系數(shù)（50W/m機房面積）

S：機房面積

（4）人員的散熱負(fù)荷：

Q4=P×N/1000（KW）

N：機房常有人員數(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℃時均為130W/人。

（5）新風(fēng)熱負(fù)荷計算較為復(fù)雜，我們以空調(diào)本身的設(shè)備余量來平衡，不另外計算。

以上五種熱源組成了機房的總熱負(fù)荷，即機房熱負(fù)荷Qt=Q1+Q2+Q3+Q4。由于上述（3）（4）（5）計算復(fù)雜，通常是采用工程查表予以確定。但是因為數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃與設(shè)計階段，非常難以確定，所以實際在數(shù)據(jù)中心中通常采用設(shè)計估算與事后調(diào)整法。

2、機房熱負(fù)荷計算方法二：設(shè)計估算與事后調(diào)整法

數(shù)據(jù)中心機房主要的熱負(fù)荷來源于設(shè)備的發(fā)熱量及維護結(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房專用空調(diào)的容量及配置。根據(jù)以往經(jīng)驗，除主要的設(shè)備熱負(fù)荷之外的其他負(fù)荷，如機房照明負(fù)荷、建筑維護結(jié)構(gòu)負(fù)荷、補充的新風(fēng)負(fù)荷、人員的散熱負(fù)荷等，如不具備精確計算的條件，也可根據(jù)機房設(shè)備功耗及機房面積，按經(jīng)驗進行測算。

采用“功率及面積法”計算機房熱負(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

是對復(fù)雜科學(xué)計算的工程簡化計算方法。這種計算方法下，通常容易出現(xiàn)計算熱量大于實際熱量的情況，因為機房專用空調(diào)自動控制溫度并決定運行時間，所以多余的配置可以作為冗余配置，對機房專用空調(diào)的效率與耗電量不大。本文以方法二推導(dǎo)數(shù)據(jù)中心機房專用空調(diào)配置與能效計算。

數(shù)據(jù)中心機房專用空調(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/機柜。也就是說平均每個機柜為4kW的熱負(fù)荷。

數(shù)據(jù)中心的機柜數(shù)量為：100kW/4kW=25臺機柜

按國家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》有關(guān)機柜占地面積計算方法，當(dāng)電子信息設(shè)備尚未選形時，可按下式計算：

A=FN

式中F——單臺設(shè)備占用面積，可取3.5~4.5（m/臺）

N——計算機主機房內(nèi)所有設(shè)備的總臺數(shù)。

取每個機柜的占地面積為中間值4m/臺，那么數(shù)據(jù)中心的面積為：

25臺機柜×4m/臺=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：按國家標(biāo)準(zhǔn)要求，采用地板下送風(fēng)，機柜按冷熱通道布置。

機房專用空調(diào)選擇：機房空調(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)的機房空調(diào)。不同廠家有不同型號的機房專用空調(diào)，以某品牌的機房空調(diào)為例，應(yīng)配置的機房空調(diào)為：

兩臺某系列機房空調(diào)，在24℃相對濕度50%工況下，每臺制冷量為60.6kW，兩臺空調(diào)的總制冷量為121.2kW，略大于115kW的計算熱負(fù)荷。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(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臺該系列的機房空調(diào)，實現(xiàn)兩用一備工作。