空调散热量计算方法

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)UPS机房空调选项计算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.瓦(W)IDC机房空调选项计算公式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0.780-200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。

根据不同情况确定制冷量情况一(没有对机房设备等情况考察之下)数据室估算:在一个小型的金融机房中,数据设备室通常的面积小于50平方,在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前,可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估:500w~600w/m² ,部分高容量机房达到800w/m²。

例如数据室的面积为50 m2 ,则所需的制冷量约为:25kw。

选用3台单机制冷量8.6kw的DataMate空调,外加一台冗余机组,共4台。

当数据机房设备、维护结构确定后,对设备的发热量、维护面积的热量核算,调整空调的配置。

电力室估算:电力室中主要的发热量来之UPS、电源等设备,其热容量较低,可以选择两台单机制冷量为8.6kw的空调冗余布置在一个中型的金融机房中,数据设备室通常的面积小于200平方,在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前,可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估:500w~600w/m2 ,部分高容量机房达到800w/m2。

例如数据室的面积为200m2 ,则所需的制冷量约为:100kw。

选用2台单机制冷量58.4kw的PEX2060空调,总制冷量为116.8kw,满足要求。

为保证设备的工作可靠性,增加一台冗余机组,共3台。

当机房设备、维护结构确定后,对设备的发热量、维护面积的热量核算,调整空调的配置。

电力室估算:电力室中主要的发热量来之UPS、电源等设备,其热容量较低,可以选择2台单机制冷量为19.1kw的PEX1020空调1+1冗余布置。

情况二(对机房设备等情况考察之下)到达用户机房场地情况了解机房面积多少,机房服务器数量多及多种路由器、交换机之类网络产品,机房机柜集中,设备密度大,发热量较集中而且偏大,中央空调和民用空调基于送风量、风速限制,整个机房温度不够均匀,温、湿度控制精度不高。

精密空调产品,补充冷量,加速空气循环,达到较好控制机房温度、湿度、洁净度的要求,为机房设备提供更好的运行环境。

2:热负荷分析:(1)计算机设备热负荷:Q1=860xPxη1η2η3 Kcal/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,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=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以后的计算中,照明功耗将以20 W/M2 为依据计算。

[机房设备发热量计算] 设备发热量如何计算

机房热量计算 一、机房得热量及冷负荷 (一) 机房得热量 在室内外热、湿扰量作用下,某一时刻进入一个空调房间的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。

如果得热量为负值时称为耗热量。

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。

1. 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。

2.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。

(二) 机房冷负荷 在某一时刻为保持房间具有稳定的温度、湿度,需要向房间空气中供应的冷量称为冷负荷。

相反,为补偿房间失热量而需向房间供应的热量称为热负荷。

为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。

冷负荷与得热量在数量上有时相等,有时则不等。

围护结构热工特性及得热量的类型决定了得热和负荷的关系。

在瞬时得热中的潜热得热及显热得热中的对流成分是直接散放到房间空气中的热量,它们立即构成瞬时负荷。

机房内计算机的散热则大部分构成瞬时负荷,例如CPU 散热片与CPU 表面直接接触,CPU 表面的热量通过热传导传递给CPU 散热片,散热风扇产生气流通过热对流将CPU 散热片表面的热量带走i 而机箱内空气的流动也是通过热对流将CPU 散热片周围空气的热量带走,直到机箱外。

而显热得热中的辐射成分,如外窗的瞬时日射得热及照明辐射热,不能立即构成瞬时冷负荷,因为镭射热透过空气被室内各种物体的表面所吸收和储存,这些物体的温度会升高,一旦其表面温度高于室内空气温度时,它们又以对流方式将储存的热量散发给空气。

二、如何计算恒温恒湿机房内所需的冷量 为了确定空调机的容量,以满足机房温度、湿度、洁净度和送风速度的要求(简称四度要求) 。

必须首先计算机房的热负荷。

机房的热负荷主要来自两个方面: 其一是机房内部产生的热量,它包括:室内计算机及外部设备的发热量,机房辅助设施 和机房设备的发热量(电热、蒸气水温及其它发热体) 。

这些发热量显热大、潜热小;照明发热(显热) ; 工作人员的发热(显热小、潜热大) ; 由于水分蒸发、凝结产生的热量(潜热) 。

其二是机房外部产生的热量,它包括: 传导热。

通过建筑物本体侵入的热量,如从墙壁、屋顶、隔断和地面传入机房的热量(显热) ;放射热(也称辐射热) 。

由于太阳照射从玻璃窗直接进入房间的热量(显热) ;对流产生的热量。

从门窗等缝隙侵入的高温室外空气(也包含水蒸气) 所产生的热量(显热、潜热) ; 为了使室内工作人员减少疲劳和有利于人体健康而引入的新鲜空气所产生的热量(包括显热和潜热) 。

总之,人体放出的热量、缝隙风侵入的热量和换气带进的热量,不仅使室温升高,也会增加室内的含湿量,因此需要除湿。

这部分热负荷称为潜热负荷,而机房内所有设备散发的热量只是室内的温度升高,这种热负荷称为显热负荷。

与一般宾馆、办公室、会议室等潜热占有相当大比例所不同的是,计算机、程控机机房内的热负荷是以显热负荷为主。

因此对于热负荷状况不同的场合应选用不同类型的空调机。

通常用显热比(SFH)作为空调机的重要指标。

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): 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 =860×P×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 =C×Pkcal/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/hW) ,通常自炽灯0.86,日光灯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37cal 。

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: 材料导热系数(kcal/m2h℃) 材料导热系数(kcal/m2h℃) 普通混凝土1.4~1.5石膏板0.2 轻型混凝土0.5~0.7石棉水泥板1 砂浆1.3软质纤维板0.15 熟石膏0.5玻璃纤维0.03 砖1.1镀锌钢板38 玻璃0.7铝板180 木材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/m 2h) 。

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)。

总之,机房热负荷应由上述a—h各项热负荷之和来确定。

散热功率和风量大约呈什么样的比例关系?

不同的情况有不同的计算方法,例如对于整机的鼓风冷却有一种比较保守的计算公式:Qf=Φ/(ρ×Cp×Δt)Qf—通风量(m3/s)Φ—总损耗功率(热流量,W)ρ—空气的密度(kg/m3)Cp—空气的比热(J/kg.℃)Δt—冷却空气的出口和进口温差,(公式引自《电子设备结构设计原理》,P.57)从式中可见,因为有多个变量,Qf与Φ并不是正比的关系。

实际设计时情况比这个要复杂。

如何计算冷负荷
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