数据中心(IDC机房)暖通系统相关计算

IDC机房暖通专业相关计算汇总

IDC机房设置有大量电子设备，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。从设备的电源消耗可推算出IDC机房热量的产生量，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，才可进行制冷系统设备的设计。

本文以某数据中心为例进行示例讲解。一数据中心设计单模块174个6kW 机柜，总共6个模块机房。单模块设置10台冷冻水型精密空调，八用二备，单台精密空调显冷量为140kW，循环风量为36000m³/h，送风温差为12℃。制冷系统设置为4台750冷吨（2637kW）离心式冷水机组，三用一备。

1、冷水机组制冷量的确定

冷水机组制冷量可按照IT负荷*1.2（包含建筑负荷）来计算。IT负荷为6264kW，则单台冷机制冷量为6264*1.2/3/3.517=712冷吨，最终选择为750冷吨。

2、末端精密空调显冷量的确定

精密空调制冷量可按照IT负荷*1.05（包含机房的建筑负荷等）来计算。单模块机房IT负荷为1044kW，取单台精密空调显冷量140kW，则精密空调数量为1044*1.05/140=7.83，向上取整得出空调数量为8，空调数量/4=2向上取整得出备用空调数量为2，空调+备用=规划空调数量10台。

3、末端精密空调循环风量的确定

可按照以下公式来计算

根据上述公式可得精密空调循环风量为3600*140/1.18/1.01/12=35240m³/h。最终选择36000m³/h。

4、蓄冷罐容量的选型

选型原则：根据机房IT负荷Q计算冷冻水流量需求，蓄冷罐放冷时间15分钟来确定。

V=[Q*1.2/(ΔT*1.163)] *15/60

例：IT负荷6264KW，供/回水温度,12/18℃，蓄冷供冷时间15分钟。

计算结果为V=[6264*1.2/(6*1.163)] *15/60=270m³。

蓄冷罐有效容积一般为实际容积的85%~90%，乘以系数则V=300m³。

最终设置为2个150m³蓄冷罐并联运行。

5、水泵选型

循环水泵扬程主要考虑管路设备（冷机，板换等）的水阻损失，与楼层高度无直接关联管阻估算：沿程阻力一般是200pa/m，局部阻力是沿程的50%，冷机阻力7~9m，板换5m，冷却塔5m，蓄冷罐3~5m。

水泵功率计算公式P=（Q*H*k）/（6.12*η ）（Q为流量，m³/min ；H为扬程；k为裕度系数一般取1.05~1.2 ；η为水泵功率系数取0.8~0.85）例：流量555m³/h，扬程35m，k取1.05，η取0.85

P=【（555/60）*35*1.05】/（6.12*0.85）=65KW

6、管路系统

流量确定后，流速最大取2.5m/s，估算管径。

7、冷热通道、地板设计规划：

采用半开放式机柜，机架冷通道（面对面）间距为1200mm～1500mm之间，机架热通道（背对背）间距为1000mm～1200mm之间；空调风向平行设备列，空调覆盖长度不超过15米。单独设置电源列配套网络列，交流配电柜分别从主备UPS引入两路电源，服务器列没列设置一个列头柜，列头柜主备两路引电。

地板高度单机架功率不小于3.2kW 时，活动地板高度不宜小于500mm；单机架功率不小于4kW 时，活动地板高度不宜小于600mm；单机架功率不小于4.8kW 时，活动地板高度不宜小于700mm。