机房空调设计计算工具与数据库.
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数据中心机房空调制冷量计算方法随着IT技术的发展,数据中心的建设与运维越来越得到关注。
数据中心作为企业、政府机关等组织中极为重要的信息化基础设施,承载着企业、政府机关等单位的信息化系统、数据及应用,对数据中心的可靠性、可用性、稳定性、可持续性等方面的要求也越来越高。
而在数据中心建设中,机房空调的制冷量计算是一个非常重要的环节。
因此,本文将从实际应用角度,介绍数据中心机房空调制冷量计算方法。
一、数据中心机房空调制冷量计算的背景机房内的IT设备不断更新迭代,其功耗也在不断上升,为了保证数据中心的正常运行,需要足够的制冷量来保持机房的温度,确保设备处于正常工作范围内。
而随着数据中心规模的不断扩大、密度的不断提高,机房空调的需求量也随之增加。
因此,在数据中心设计和建设过程中,制冷量的准确计算尤为重要。
二、数据中心机房空调制冷量计算的基本原理机房空调的制冷量是指空调制冷剂在单位时间内对空气中热量的吸收能力。
数据中心机房空调的制冷量计算原理可以分为两部分。
第一部分,计算机房机柜的散热功率,即IT 设备的总功率。
因为机房的温度往往由机柜中的IT 设备产生的热量累积而成,所以计算机柜的散热功率可以直接作为计算机房空调制冷量的基础。
第二部分,计算机房的热量负荷。
机房的热量负荷包括IT 设备的散热、灯光、人员活动等多种因素,需要综合计算才能得到准确的数值。
三、数据中心机房空调制冷量计算的步骤1. 计算IT设备的总功率机房空调的制冷量应该由机柜中的IT 设备产生的热量作为基础。
因此,首先需要计算IT 设备的总功率。
这个功率可以通过查看机柜中IT 设备的标签或者说明书来获得,也可以通过在机柜中安装功率监控装置来实时测量。
2. 计算机房的热量负荷计算机房的热量负荷需要考虑多种因素,包括IT 设备、环境和人员活动等。
具体分析如下:(1) IT 设备的热量负荷IT 设备的散热是机房最大的热量来源。
为了计算IT 设备热量负荷,需要知道机房内IT 设备的功耗和数量,然后将其转化为热量单位。
一冷量单位〉千瓦(kw)—国际单位制,把制冷量统一到功率相同单位,是现在制冷界努力的方向〉大卡(kcal/h)一习惯使用单位,与kw的换算关系为1kcal/h=1.163w 1w=0.86kcal/h1万大卡=11.6千瓦〉冷吨(RT)----1吨0摄氏度的冰在24小时内变成0摄氏度水所吸收的热量。
1冷吨=3.517kw〉匹(HP)---又称马力、匹马力,即表示输入功率,也常表示制冷量。
表示功率时1HP=0.735KW〉表示制冷量时,实际含义为消耗1HP功率所产生的制冷量1HP - - -2.2KW二制冷量简便计算方法精密空调的负荷一般要根据工艺房间的实际余热余温以及状态的变化进行准确计算,但在条件不允许时也可计算,下面介绍两种简便的计算方法:方法一:功率及面积法Qt=Q1+Q2Qt总制冷量(kw)Q1室内设备负荷(=设备功率X0.8)Q2环境热负荷(=0.18KW/m2X机房面积)方法二:面积法(当只知道面积时)Qt=S x pQt总制冷量(kw)S 机房面积(m2)P 冷量估算指标三精密空调场所的冷负荷估算指标电信交换机、移动基站(350-450W/m2)金融机房(500-600W/m2)数据中心(600-800W/m2)计算机房、计费中心、控制中心、培训中心(350-450W/m2)电子产品及仪表车间、精密加工车间(300-350W/m2)保准检测室、校准中心(250-300W/m2)Ups 和电池室、动力机房(300-500W/m2)医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室(200-250W/m2)仓储室(博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品)(150-200W/m2)四其它场所的冷负荷估算指标办公室(160-200W/m2)住宅(220W/m2)火锅店(350-400W/m2)服装店(180-170W/m2)别墅(180W/m2)客厅(160W/m2)五ups机房空调选型计算公式1-1. BTU/小时= KCal×3.961-2. KCal = KVA×8601-3. BUT/小时= KVA(UPS容量)×860×3.96×(1-UPS效率) = KVA(UPS容量)×3400(1-UPS效率)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)二、IDC机房空调选型计算公式. 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m2。
根据现有资料计算机房空调按如下比较简易有理:所需空调的热负荷为Q;Q=Q1+Q2Q1:设备热负荷,设备热负荷一般为设备总功耗的60%-80%作为发热。
(一般按80%计算)Q2:为环境热负荷,一般取值为120-180W/每平方米同时考虑设备的主备则可按1+1模式设置。
算出即是空调所需的功率。
其中机房热负荷计算方法还有:概略计算(也称为估算)在机房初始设计阶段,为了较快的选定空调机的容量,可采用此方法,即以单位面积所需冷量进行估算。
计算机房(包括程控交换机房):1kcal/h(大卡/小时)=1.163W楼层较高时,250~300kcal/m2h楼层较低时,150~250kcal/m2h (根据设备的密度作适当的增减)办公室(值班室):90kcal/m2h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。
否则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l kW电能全部转化为热能所产生的热量。
b. 主机发热量计算Q=860× P× h 1×h 2 ×h 3 式中,P:总功率(kW);h 1:同时使用系数;h 2:利用系数;h 3: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。
【设计】机房精密空调设计,制冷量快速计算方法机房精密空调制冷量如何计算?本文将进行详细的阐述。
一:机房制冷量简便计算方法方法一:功率及面积法Qt=Q1+Q2Qt: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)方法二:面积法(当只知道面积时)Qt=S x pQt:总制冷量(kw)S:机房面积(m2)P:冷量估算指标(不同机房场所冷量估算指标如下)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)二: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;第二步:各热量来源热负荷分析1、计算机设备热负荷:Q1=860xPxη1η2η3Kcal/hQ1: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/hP: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/hN: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/hK: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。
机房散热用精密空调。
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:依据经验采用“功率及面积法”计算机房冷负荷。
Q t=Q1+Q2其中,Q t总制冷量(KW)Q1室内设备负荷(=设备功率×0.8)Q2环境冷负荷(=0.12~0.18kW/m2 ×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。
1、机房设备: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;2、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;3、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:(一) 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(二) 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通风机分类如下:通风机—排气压力低于112700Pa;鼓风机—排气压力在112700Pa~343000Pa之间;压缩机—排气压力高于343000Pa以上通风机高低压相应分类如下(在标准状态下)低压离心通风机:全压P≤1000Pa中压离心通风机:全压P=1000~5000Pa高压离心通风机:全压P=5000~30000Pa低压轴流通风机:全压P≤500PaN =N(轴功率)×K(电机贮备系数)=电机所需功率注:0.8是风机效率,是一个变数,0.98是一个机械效率也是一个变数(A型为1,D、F型为0.98,C、B型为0.95)2、风机全压:(未在标准情况下修正)P1=P2×式中:P1=工况全压(Pa)、P2=设计标准压力(或表中全压Pa)、B=当地大气压(mmHg)、T2=工况介质温度℃、T1= 表中或未修正的设计温度℃、760mmHg=在海拔0m,空气在20℃情况下的大气压。
如何配置计算机房空调制冷量计算机房空调制冷量的配置是非常重要的,它直接关系到计算机房内温度的控制、设备的稳定运行和能源的消耗。
本文将详细介绍如何配置计算机房空调制冷量。
一、计算机房空调制冷量概述计算机房空调制冷量是指空调系统需要提供的冷量,以保持计算机房内合适的温度。
计算机房空调制冷量的计算需要考虑到计算机设备产生的热量和房间的热负荷。
计算机设备的热量主要来自于计算机主机、服务器和其他外围设备的功耗产生的热量。
计算机房内的热负荷可以分为两种类型:人员带来的热负荷和设备带来的热负荷。
人员带来的热负荷通常可以按每人100-150W来计算,设备带来的热负荷需要根据设备的功耗来计算。
二、计算机设备的热量计算计算机设备的热量主要来自于设备的功耗。
假设计算机设备的功耗为P,每台设备的热功率为Q=P×f,其中f为设备功耗的热功率系数,通常取值在0.8-0.9之间。
计算机房内的设备数量为N,计算机设备的总热负荷为QT=ΣQ。
三、空气质量的要求计算机房对空气质量的要求比较高,一般要求温度在20-25℃之间,湿度在40%-60%之间。
温度过高会增加设备故障的风险,湿度过高会导致设备腐蚀和电气故障的可能性增加。
四、计算机房空调制冷量的计算计算机房空调制冷量的计算可以采用经验公式,也可以采用热负荷计算法。
1.经验公式法经验公式法是一种简化的计算方法,根据计算机设备的总功耗来估计空调制冷量。
根据经验公式法,计算机房空调制冷量Qc=QT×C,其中C为经验公式系数,通常范围在2-3.5之间。
这种方法的优点是简单易懂,但不够准确,适用于较小规模的计算机房。
2.热负荷计算法热负荷计算法是一种较为精确的计算方法,需要综合考虑计算机设备的功耗、人员带来的热负荷、外界温度等因素。
热负荷计算法的计算过程较为复杂,需要考虑的因素较多,但计算结果相对准确,适用于大规模的计算机房。
3.软件辅助计算现代科技的发展使得计算机软件可以提供有效的辅助计算。
一冷量单位〉千瓦(kw)—国际单位制,把制冷量统一到功率相同单位,是现在制冷界努力的方向〉大卡(kcal/h)一习惯使用单位,与kw的换算关系为1kcal/h=1.163w 1w=0.86kcal/h1万大卡=11.6千瓦〉冷吨(RT)----1吨0摄氏度的冰在24小时内变成0摄氏度水所吸收的热量。
1冷吨=3.517kw〉匹(HP)---又称马力、匹马力,即表示输入功率,也常表示制冷量。
表示功率时1HP=0.735KW〉表示制冷量时,实际含义为消耗1HP功率所产生的制冷量1HP - - -2.2KW二制冷量简便计算方法精密空调的负荷一般要根据工艺房间的实际余热余温以及状态的变化进行准确计算,但在条件不允许时也可计算,下面介绍两种简便的计算方法:方法一:功率及面积法Qt=Q1+Q2Qt总制冷量(kw)Q1室内设备负荷(=设备功率X0.8)Q2环境热负荷(=0.18KW/m2X机房面积)方法二:面积法(当只知道面积时)Qt=S x pQt总制冷量(kw)S 机房面积(m2)P 冷量估算指标三精密空调场所的冷负荷估算指标电信交换机、移动基站(350-450W/m2)金融机房(500-600W/m2)数据中心(600-800W/m2)计算机房、计费中心、控制中心、培训中心(350-450W/m2)电子产品及仪表车间、精密加工车间(300-350W/m2)保准检测室、校准中心(250-300W/m2)Ups 和电池室、动力机房(300-500W/m2)医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室(200-250W/m2)仓储室(博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品)(150-200W/m2)四其它场所的冷负荷估算指标办公室(160-200W/m2)住宅(220W/m2)火锅店(350-400W/m2)服装店(180-170W/m2)别墅(180W/m2)客厅(160W/m2)五ups机房空调选型计算公式1-1. BTU/小时= KCal×3.961-2. KCal = KVA×8601-3. BUT/小时= KVA(UPS容量)×860×3.96×(1-UPS效率) = KVA(UPS容量)×3400(1-UPS效率)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)二、IDC机房空调选型计算公式. 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m2。