数据中心空调系统基础知识-制冷量与热量计算

机房空气与温度环境要求（GB50174-2017）


冷通道或机柜进风区域的温度	18℃~27℃	不得结露
冷通道或机柜进风区域的相对湿度和露点温度	露点温度宜为 5.5℃~15℃,同时相对湿度不宜大于 60%	不得结露
主机房环境温度和相对湿度(停机时)	5℃_45℃,8%80%,同时露点温度不宜大于 27℃	不得结露
主机房和辅助区温度变化率	使用磁带驱动时,应小于 5℃/h 使用磁盘驱动时,应小于 20℃/h	不得结露
辅助区温度、相对湿度(开机时)	18℃_28℃,35%75%	不得结露
辅助区温度、相对湿度(停机时)	5℃_35℃,20%80%	不得结露
不间断电源系统电池室温度	20℃~30℃	不得结露
主机房空气粒子浓度	应少于 1760000 粒	每立方米空气中粒径大于或等于 0.5m 的悬浮粒子数

快速估算机房空调制冷量的公式

方法一：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=Sxp
Qt总制冷量(kw)
S机房面积(m2)
P冷量估算指标

精密空调场所冷负荷估算指标
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）

对机房有详细了解的情况下可进行详细计算

机房热量分为显热和潜热两种

**显热：**显热是指当此热量加入或移去后，会导致物质温度的变化，而不发生相变。物质的摩尔量、摩尔热和温差三者的乘积为显热。
潜热：相变潜热的简称，指物质在等温等压情况下，从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。

相变：是指物质在外部参数（如：温度、压力、磁场等等）连续变化之下，从一种相（态）忽然变成另一种相，最常见的是冰变成水和水变成蒸气。然而，除了物体的三相变化（固态、液态、气态）自然界还存在许许多多的相变现象，例如日常生活中另一种较常见的相变是加热一块磁铁，磁铁的铁磁性忽然消失。

机房显热量来源：

(1)透过外窗进人室内的太阳辐射热量。
(2)通过围护结构传人室内的热量。
(3)设备散热量。
(4)人体散热量。
(5)照明散热量。
(6)新风散热量。

机房潜热量来源：

(1)工作人员人体散热量。
(2)渗透空气及新风换气散热量。

机房热负荷计算

（1）计算机设备热负荷：Q1=860Pη1η2η3Kcal/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，本设计考虑容量变化要求较小，取值为0.6。

（2）照明设备热负荷：Q2=C*PKcal/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以后的计算中，照明功耗将以20W/M2为依据计算。

（3）人体热负荷Q3=P*NKcal/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：转护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5
F：转护结构面积
t1：机房内内温度℃
t2：机房外的计算温度℃在以后的计算中，t1-t2定为10℃计算。屋顶与地板根据修正系数0.4计算。

（5）新风热负荷计算较为复杂，以空调本身的设备余量来平衡，不另外计算。

（6）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。
Q5=860xP2、机房总的热符合Q＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

总热负荷（kcal/h）×1.163＝制冷量（W）
1 kcal／h (大卡／小时) ＝ 1.163W，1 W ＝0.8598 kcal／h；