计算机机房热负荷计算
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机房热负荷的计算方法:机房总热负荷包括以下几项:1.通过建筑围护结构传入的热量,包括屋顶、门窗、墙壁楼板等的传热;2.电子计算机或程控交换机本身的发热;3.照明发热;4.操作人员发热:以250~300 w/(1人.h)计算。
通常经过计算可知,以上发热量主要发热量是由计算机和程控交换机本身发出的,人员和其它辅助设备发热量很小。
下面列出程控交换机机房的热负荷匹配选型经验数据。
注:q外围*的取值范围在100 w/m2~150 w/m2之间,北方地区取小值,南方地区取大值。
根据机房的土建特性及主机设备不可知性,我们可以得知机房的热负荷存在如下两种估算方法:方法一:机房面积估算法机房外围特性:1.空调区域面积为100m2左右;2.考虑到计算机房在全年要求室温恒定在22o C 左右,比家用或商用空调都要求严格。
3.机房为全封闭式结构,通过门窗产生的渗入热负荷很小。
综合以上几点,再加上机房处地区位置,我们可以对机房的总热负荷进行如下取值:在外围热负荷的基础上加上一个100 w/m 2设备发热量修正系数。
北方地区(黄河以北):取‘外围制冷密度’q外围 = 100 w/m 2‘总制冷密度’ q总 =q外围 + 100 w/m 2 = 200 w/m 2 ,依此估算出机房的总热负荷值南方地区(黄河以南):取‘外围制冷密度’q外围 = 150 w/m 2‘总制冷密度’q总 = q外围 + 100 w/m 2 = 250 w/m 2,依此估算出机房的总热负荷值故,Q北方= 100 m2 * 200(w/m 2 ) = 20000(w)= 20kw。
Q南方= 100 m2 * 250(w/m 2 ) = 25000(w)= 25kw。
方法二:机房外围结构热负荷与电子设备发热量估算法考虑到机房处地区位置,根据‘方法一’的方法可得出机房外围热负荷的值:南方地区(黄河以南)取q外围 = 150 w/m 2来估算出机房外围热负荷的值北方地区(黄河以北)取q外围 = 100 w/m 2来估算出机房外围热负荷的值故,Q北方-外围= 100 m2 * 100(w/m 2 ) = 10000(w)= 10kw。
机房空调热负荷计算方法整理1.传热负荷计算方法:传热负荷是机房空调热负荷计算的核心内容,它包括传导、对流和辐射三种途径的热量传递。
传热负荷可采用以下公式计算:Q=U*A*ΔT其中,Q为传热负荷(单位为瓦特W),U为传热系数(单位为瓦特/平方米/摄氏度W/m²·℃),A为传热面积(单位为平方米m²),ΔT为温度差(单位为摄氏度℃)。
2.人体热负荷计算方法:机房内工作人员也会产生一定的热量。
每个人体的热负荷不同,一般可以采用下面的公式计算:Q=60*P其中,Q为人体热负荷(单位为瓦特W),P为人的数量。
3.设备热负荷计算方法:机房内的设备也会产生热量。
每个设备的热负荷不同,可以通过以下公式计算:Q=(P+PL)*CF其中,Q为设备热负荷(单位为瓦特W),P为设备功率(单位为瓦特W),PL为设备功率余量(单位为瓦特W),CF为修正系数,考虑设备的运行时间和负荷特点。
4.日照热负荷计算方法:机房内的日照热负荷主要来自于阳光直射,可以通过以下公式计算:Q=AC*(N*AF+D*AT)其中,Q为日照热负荷(单位为瓦特W),AC为透光面积(单位为平方米m²),N为正常白天的太阳辐射量(单位为W/m²),AF为透射系数,D为日照时间(单位为小时h),AT为修正系数,考虑日照的角度、方向等因素。
5.其他热负荷计算方法:还可以考虑机房内其他因素产生的热负荷,如墙体导热负荷、天花板导热负荷、地板导热负荷等。
这些热负荷可以通过测量或计算得到。
综上所述,机房空调热负荷计算方法包括传热负荷、人体热负荷、设备热负荷、日照热负荷和其他热负荷等几个方面。
在计算时需要考虑各项因素,并结合实际情况进行调整。
通过正确计算机房空调热负荷,可以为机房提供合适的温度和湿度,提高机房的工作效率和设备的使用寿命。
同时,还可以降低能源消耗,减少对环境的影响。
前言:只要是电子设备,在工作过程中都会产生热量,在数据中心机房计算机处理信息的仪器中交流电源的能量几乎全转化成热量了,也就是说,从设备的电源消耗就可推算出热量的产生量,为了避免设备温度升高至无法接受的程度,必须使这些热量扩散掉,否则热量的积累将会导致故障,选择适合的通风或冷却系统,首先需要知道设备的产热量和散热空间。
1机房显热量来源:透过外窗进人室内的太阳辐射热量、通过围护结构传人室内的热量、设备散热量、人体散热量、照明散热量、新风散热量。
机房潜热量来源:工作人员人体散热量、渗透空气及新风换气散热量,人体内的热是通过皮肤和呼吸器官放出来的,这种热因含有水蒸汽,其热负荷应是显热和潜热负荷之和,人体发出的热随工作状态而异。
机房中工作人员可按轻体力工作处理。
当室温为24℃时,其显热负荷为56cal,潜热负荷为46cal;当室温为21℃时,其显热负荷为65cal,潜热负荷为37cal。
在两种情况下,其总热负荷均为102cal。
计算步骤:首先收集“所需数据”列表中要求的信息。
然后根据下面的数据定义进行发热量计算,并将结果填写到“发热量分类汇总”列表中。
将各分类汇总项相加,得到总发热量。
数据定义:IT设备总负载功率(W)—所有IT设备电源输入功率之和,电源系统额定功率—UPS系统的额定功率。
如果使用了冗余系统,请勿包括冗余UPS的功率。
2根据性质不同,得热量又分为显热和潜热,而显热又包括对流热和辐射热两种成分,计算设备或其他IT设备通过数据线传输的能量可以忽略不计,因此,交流电源干线所消耗的能量基本上都会转换为热量,这样一来,IT设备的发热量就可以简单地等同于该设备的电力消耗量(均以瓦特为单位)。
(1)换气及室外侵入的热负荷为了给在计算机房内工作人员不断补充新鲜空气,以及用换气来维持机房的正压,需要通过空调设备的新风口向机房送入室外的新鲜空气,这些新鲜空气也将成为热负荷。
通过门、窗缝隙和开关而侵入的室外空气量,随机房的密封程度,人的出入次数和室外的风速而改变。
计算机机房热负荷计算作者:冯志强简介:在实际工作中,计算机机房热负荷的计算一般采取概略估算和简易热负荷计算两种方式,初步确定对空调机制冷能力的要求。
关键字:计算机房热负荷导热系数一、概略计算(也称为估算)根据国内外机房热指标情況:美国:计算机设备230~280(kcal/m2.h)人工照明(kcal/m2.h)工作人员(kcal/m2.h)围护结构(kcal/m2.h)合计300~350(kcal/m2.h)设备产热量占热量的百分数77~80%換气次数51~109次英国:计算机设备216(kcal/m2.h)人工照明(kcal/m2.h)工作人员(kcal/m2.h)围护结构(kcal/m2.h)合计354(kcal/m2.h)设备产热量占热量的百分数61%換气次数51~80次日本:计算机设备300(kcal/m2.h)人工照明20~30(kcal/m2.h)工作人员2(kcal/m2.h)围护结构30(kcal/m2.h)合计350~450(kcal/m2.h)換气次数40次根据以上国外资料,计算机房负荷按約300kcal/m2.h计算。
按照1kW(千瓦)=860kca1/h(千卡/时),计算机房热负荷按約0.3kw/m2计算。
但对于小型机机房需要进行单独计算。
二、简易热负荷计算计算机房空调负荷,主要来自计算机设备、外部设备及机房设备的发热量,大约占总热量的80%以上,其次是照明热、传导热、辐射热等,这几项计算方法与一般空调房间负荷计算相同。
计算机制造商,一般能提供设备发热量的具体数值。
而有些计算机制造商,不能提出这方面的数据,因此,只能根据计算机的耗电量计算其发热量。
a.外部设备发热量计算Q=860N¢(kcal/h)式中,N:用电量(kW);¢:同时使用系数(0.2~0.5);860:功的热当量,即lkW电能全部转化为热能所产生的热量。
b.主机发热量计算Q=860P*h1*h2*h3式中,P:总功率(kW);h1:同时使用系数;h2:利用系数;h3:负荷工作均匀系数。
计算机机房热负荷计算计算机机房热负荷计算是指对计算机机房内产生的热量进行测算和评估,以确定机房所需的制冷和空调系统的能力。
这对于确保机房内部的温度和湿度控制是非常重要的,因为高温和湿度可能会对计算机和其他设备的正常运行产生负面影响。
1.确定机房内部设备的热负荷:首先需要确定机房中所有设备(如服务器、交换机、存储设备等)产生的热负荷。
通常这些设备的热负荷数据可以在设备的技术规格书或制造商提供的信息中找到。
2.确定机房的热传导热负荷:除了设备本身产生的热负荷外,机房的墙壁、天花板、地板等也会对机房的热负荷产生影响。
这些是机房内部和外部环境之间热传导的结果。
3.确定机房的室外热负荷:机房的室外热负荷来自于周围环境的热传导、太阳辐射等因素。
这个因素通常是根据机房所在地的气候条件、季节和周围环境确定的。
4.确定人员活动热负荷:机房内的人员活动也会产生热量,并且对机房的热负荷产生影响。
因此,需要考虑机房内的人员数量以及他们的活动级别,如站立、行走等。
5.计算总热负荷:将以上各项热负荷进行综合计算,得出机房总的热负荷数据。
通常以单位时间(例如每小时)的热负荷进行计算。
计算机机房热负荷计算通常使用热负荷计算软件进行,该软件通常基于热平衡原理和传热学等相关原理进行计算,并可以根据实际情况进行各种参数的调整。
在进行计算时,需要准确的输入各项数据,并且通常需要考虑到机房的特定要求,如温度控制范围、湿度要求等。
除了计算机机房的热负荷,还需要根据计算结果来选择合适的制冷和空调设备,并进行适当的安装和维护。
根据机房的规模和需求,可能需要考虑到多个制冷系统以及备用系统。
在计算机机房建设和管理过程中,合理地计算和评估机房的热负荷对于维持机房的稳定运行和保障设备的寿命是非常重要的。
只有在掌握机房热负荷数据的基础上,才能选择合适的制冷系统,确保机房在适当的温度和湿度条件下正常运行。
因此,在计算机机房设计和运营中,对机房热负荷的计算和评估是不可忽视的重要环节之一。
机房热负荷计算方法
1、机房热负荷计算方法,各系统累加法
(1)设备热负荷:
Q1=P×η1×η2×η3 (KW)
Q1:计算机设备热负荷
P:机房内各种设备总功耗(KW)
η1:同时使用系数
η2:利用系数
η3:负荷工作均匀系数
通常,η1、η2、η3 取0.6~0.8之间,考虑制冷量的冗余,通常η1×η2×η3取值为0.8。
(2)机房照明热负荷:
Q2=C×S (KW)
C: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。
以后的计算中,照明功耗将以20 W/M2为依据计算。
S:机房面积
(3)建筑维护结构热负荷
Q3=K×S/1000 (KW)
K:建筑维护结构热负荷系数(50W/m2机房面积)
S:机房面积
(4)人员的散热负荷:
Q4=P×N/1000 (KW)
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130W/人。
(5)新风热负荷计算较为复杂,我们以空调本身的设备余量来平衡,不另外计算。
以上五种热源组成了机房的总热负荷,即机房热负荷Qt=
Q1+Q2+ Q3+ Q4。
由于上述(3)(4)(5)计算复杂,通常是采用工程查表予以确定。
但是因为数据中心的规划与设计阶段,非常难以确定,所以实际在数据中心中通常采用设计估算与事后调整法。
机房空调功率计算机房的空调功率计算是机房设计中非常重要的一项工作。
机房是一个密闭的环境,通常内部有大量的电子设备运行,产生大量的热量。
为了确保机房内的温度和湿度在合适的范围内,需配置适当的空调设备。
首先,我们需要了解机房的热负荷。
机房的热负荷主要包括两部分:一是设备本身的热负荷,即设备运行时产生的热量;二是机房的人员和照明所产生的热负荷。
设备本身的热负荷可以通过以下公式计算:Q1=∑(P×η)其中,Q1为设备本身热负荷(单位:W),P为各设备的额定功率(单位:W),η为设备的功率系数(通常取0.9)。
机房的人员和照明的热负荷可以通过以下公式计算:Q2=n×q其中,Q2为机房的人员和照明的热负荷(单位:W),n为机房内的人数,q为单个人员和照明的热负荷(通常取100-150W/m²)。
得到设备本身的热负荷和机房的人员和照明的热负荷后,两者相加即得到机房的总热负荷:Q=Q1+Q2机房冷却功率的计算公式如下:P=Q/COP其中,P为机房空调的功率(单位:W),COP为机房空调的性能系数(通常取2.5-3.5)。
在实际工程设计中,我们还需要考虑一些额外的因素,如机房的综合能效、冷却系统的效率等。
因此,以上计算只是初步的估算,具体的功率计算还需要结合实际情况进行。
在确定机房空调功率后,我们还需要选择合适的空调设备。
一般来说,机房空调设备应具备以下几个特点:1.能够提供足够的冷却能力,使机房内的温度保持在合适的范围内。
2.具备稳定可靠的性能,能长时间运行并保持稳定的温度。
3.具备高效节能的性能,能够尽可能地降低能耗并减少对环境的影响。
4.具备智能控制的功能,能够根据机房内的热负荷实时调节温度。
在选择空调设备时,我们还需要考虑机房的布局和空调的安装位置,以确保空调设备的冷风能够均匀地分布到机房各个角落。
总结起来,机房空调功率计算是机房设计中非常重要的环节。
通过合理计算机房的热负荷,并选择合适的空调设备,可以确保机房内的温度和湿度在合适的范围内,提供一个良好的工作环境。
计算机机房热负荷计算
摘要:在实际工作中,计算机机房热负荷的计算一般采取概略估算和简易热负荷计算两种方式,初步确定对空调机制冷能力的要求。
关键字:计算机房热负荷导热系数
一、概略计算(也称为估算)
根据国内外机房热指标情况:
美国:
计算机设备230~280(kcal/m2.h)
人工照明(kcal/m2.h)
工作人员(kcal/m2.h)
围护结构(kcal/m2.h)
合计300~350(kcal/m2.h)
设备产热量占热量的百分数77~80%
换气次数51~109次
英国:
计算机设备216(kcal/m2.h)
人工照明(kcal/m2.h)
工作人员(kcal/m2.h)
围护结构(kcal/m2.h)
合计354(kcal/m2.h)
设备产热量占热量的百分数61%
换气次数51~80次
日本:
计算机设备300(kcal/m2.h)
人工照明20~30(kcal/m2.h)
工作人员2(kcal/m2.h)
围护结构30(kcal/m2.h)
合计350~450(kcal/m2.h)
换气次数40次
根据以上国外资料,计算机房负荷按约300kcal/m2.h计算。
按照1kW(千瓦)=860kca1/h(千卡/时),计算机房热负荷按约0.3kw/m2计算。
但对于小型机机房需要进行单独计算。
二、简易热负荷计算
计算机房空调负荷,主要来自计算机设备、外部设备及机房设备的发热量,大约占总热量的80%以上,其次是照明热、传导热、辐射热等,这几项计算方法与一般空调房间负荷计算相同。
计算机制造商,一般能提供设备发热量的具体数值。
而有些计算机制造商,不能提出这方面的数据,因此,只能根据计算机的耗电量计算其发热量。
a.外部设备发热量计算
Q=860N¢(kcal/h)
式中,
N:用电量(kW);
¢:同时使用系数(0.2~0.5);
860:功的热当量,即lkW电能全部转化为热能所产生的热量。
b.主机发热量计算
Q=860P*h1*h2*h3
式中,
P:总功率(kW);
h1:同时使用系数;
h2:利用系数;
h3:负荷工作均匀系数。
机房内各种设备的总功率,应以机房内设备的最大功耗为准,但这些功耗并未全部转换成热量,因此,必须用以上三种系数来修正,这些系数又与计算机的系统结构、功能、用途、工作状态及所用电子元件有关。
总系数一般取0.6~0.8之间为好。
c.照明设备热负荷计算
机房照明设备的耗电量,一部分变成光,一部分变成热。
变成光的部分也因被建筑物和设备等所吸收而变成热。
照明设备的热负荷计算如下:
Q=CP kcal/h
式中,P:照明设备的标称额定输出功率(W);
C:每输出lW的热量(kcal/h.W),通常自炽灯为0.86,日光灯为1.0。
d.人体发热量
人体内的热是通过皮肤和呼吸器官放出来的,这种热因含有水蒸汽,其热负荷应是显热和潜热负荷之和。
人体发出的热随工作状态而异。
机房中工作人员可按轻体力工作处理。
当室温为24℃时,其显热负荷为56cal,潜热负荷为46cal;当室温为21℃时,其显热负荷为65cal,潜热负荷为37ca1。
在两种情况下,其总热负荷均为102cal。
e.围护结构的传导热
通过机房屋顶、墙壁、隔断等围护结构进入机房的传导热是一个与季节、时间、地理位置和太阳的照射角度等有关的量。
因此,要准确地求出这样的量是很复杂的问题。
当室内外空气温度保持一定的稳定状态时,由平面形状墙壁传入机房的热量可按下式计算:
Q=KF(t1-t2)kcal/h
式中,
K:围护结构的导热系数(kcal/m2h℃);
F:围护结构面积(m2);
t1:机房内温度(℃);
t2:机房外的计算温度(℃)。
当计算不与室外空气直接接触的围护结构如隔断等时,室内外计算温度差应乘以修正系数,其值通常取0.4~0.7。
常用材料导热系数如下表所示:
f.从玻璃透入的太阳辐射热
当玻璃受阳光照射时,一部分被反射、一部分被玻璃吸收,剩下透过玻璃射入机房转化为热。
被玻璃吸收的热使玻璃温度升高,其中一部分通过对流进入机房也成为热负荷。
透过玻璃进入室内的热量可按下式计算:
Q=KFq(kcal/h)
式中,
K:太阳辐射热的透入系数;
F:玻璃窗的面积(m2);
q:透过玻璃窗进入的太阳辐射热强度(kcal/m2h)。
透入系数K值取决于窗户的种类,通常取0.36~0.4。
太阳辐射热强度q随纬度、季节和时间而不同,又随太阳照射角度而变化。
具体数值请参考当地气象资料。
g.换气及室外侵入的热负荷
为了给在计算机房内工作人员不断补充新鲜空气,以及用换气来维持机房的正压,需要通过空调设备的新风口向机房送入室外的新鲜空气,这些新鲜空气也将成为热负荷。
通过门、窗缝隙和开关而侵入的室外空气量,随机房的密封程度,人的出入次数和室外的风速而改变。
这种热负荷通常都很小,如需要,可将其拆算为房间的换气量来确定热负荷。
h.其它热负荷
在机房中,除上述热负荷外,在工作中使用示被器、电烙铁、吸尘器等都将成为热负荷。
由于这些设备的功耗一般都较小,可粗略按其额定输入功率与功的热当量之积来计算。
此外,机房内使用大量的传输电缆,也是发热体。
其计算如下:
Q=860Pl(kcal/h)
式中,
860:功的热当量(kca1/h);
P:每米电缆的功耗(W);
l:电缆的长度(m)。
结束语:
总之,机房热负荷应由上述各项热负荷之和确定后,可以初步确定对空调机制冷能力的要求。
对于中高档机房应优先选用模块化机房专用空调,这样对于机房将来的扩容和改造将十分有利。
材料普通混凝土石膏板轻型混凝土石棉水泥板砂浆软质纤维板熟石膏玻璃纤维砖镀锌钢板玻璃铝板木材
导热系数(kcal/m2h℃) 1.4~1.5 0.2 0.5~0.7 1 1.3 0.15 0.5 0.03 1.1 38 0.7 180 0.1~0.25
f.从玻璃透入的太阳辐射热
当玻璃受阳光照射时,一部分被反射、一部分被玻璃吸收,剩下透过玻璃射入机房转化为热。
被玻璃吸收的热使玻璃温度升高,其中一部分通过对流进入机房也成为热负荷。
透过玻璃进入室内的热量可按下式计算:
Q=KFq(kcal/h)
式中,
K:太阳辐射热的透入系数;
F:玻璃窗的面积(m2);
q:透过玻璃窗进入的太阳辐射热强度(kcal/m2h)。
透入系数K值取决于窗户的种类,通常取0.36~0.4。
太阳辐射热强度q随纬度、季节和时间而不同,又随太阳照射角度而变化。
具体数值请参考当地气象资料。
g.换气及室外侵入的热负荷
为了给在计算机房内工作人员不断补充新鲜空气,以及用换气来维持机房的正压,需要通过空调设备的新风口向机房送入室外的新鲜空气,这些新鲜空气也将成为热负荷。
通过门、窗缝隙和开关而侵入的室外空气量,随机房的密封程度,人的出入次数和室外的风速而改变。
这种热负荷通常都很小,如需要,可将其拆算为房间的换气量来确定热负荷。
h.其它热负荷
在机房中,除上述热负荷外,在工作中使用示被器、电烙铁、吸尘器等都将成为热负荷。
由于这些设备的功耗一般都较小,可粗略按其额定输入功率与功的热当量之积来计算。
此外,机房内使用大量的传输电缆,也是发热体。
其计算如下:
Q=860Pl(kcal/h)
式中,
860:功的热当量(kca1/h);
P:每米电缆的功耗(W);
l:电缆的长度(m)。
结束语:
总之,机房热负荷应由上述各项热负荷之和确定后,可以初步确定对空调机制冷能力的要求。
对于中高档机房应优先选用模块化机房专用空调,这样对于机房将来的扩容和改造将十分有利。