机房冷负荷计算

冷负荷计算：

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，其次是照明的传导热、辐射热等，这几项计算方法与一般空调房的负荷计算相同。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。

1.设备散热引起的冷负荷

外部设备发热量计算：Q ＝860Nrp（kcal／h）

因此，只能根据计算机的耗电量计算其发热量
式中：

N：用电量（kw）；

rp：同时使用系数（O．2～O．5）；

860：功的热当量，即1kw电能全部转化为热能所产生的热量。

Q=86O x P x rp x n x q3

式中，P：总功率（kw）；

rp：同时使用系数；

n：利用系数；

q3：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。

2.机房照明引起的冷负荷

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：

kcal／h
式中，P：照明设备的标称额定输出功率（W）；

C：每输出1w的热量（kcal／h. W），通常白炽灯为0．86，日光灯为1．0。

3.机房内的人员散热引起的冷负荷

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240C 时，其显热负荷为56kcal，潜热负荷为46kcal；当室温为21℃时，其显热负荷为65kcal，潜热负荷为37kcal。在两种情况下，其总热负荷均为102kcal。

4.建筑维护结构散热引起的冷负荷

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,计算：

Q＝KF（t0－t1）kcal／h

T1：机房内温度（OC）。

T0：机房外的计算温度（OC）。

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：

透过外玻璃窗进入室内的日射得热引起的冷负荷

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／m2。

透入系数K值取决于窗户的种类，通常职0．36～04。

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。

新风量的确定：

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进入室外的新鲜空气，这些新鲜空气也将成为热负荷。

依据有关国家标准规定新风量为30—60m3/h.人；换气次数每小时不少于2次，机房内气流应在0.15—0.3m/s以内；在机房空调总送风量中，因考虑5—10%的新风量，以保证维持室内正压（主机房与室外静压差不应小于9.8Pa）。实际计算新风量应取上述三项中的平均值或最大值。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。

特别是在原有建筑物中改建的计算机房，结构要素对空调方式的影响更为突出。

计算机房的空调除了解决计算机设备的散热要求外，还要满足人对工作环境的要求。计算机房操作人员的舒适程度对于提高工作效率，防止事故发生都是非常重要的。所以在确定空调气流组织方式时，还应从人的舒适方面去权衡。

特别需要值得注意的是要给操作人员提供足够的新风，并且不要让冷空气直接吹向操作人员经常工作的地方，一般送在操作人员附近，选用旋流活动风口送风较为合理。