計算機房空調負荷,主要來自計算機裝置、外部裝置及機房裝置的發熱量,大約佔總熱量的80%以上,其次是照明熱、傳導熱、輻射熱等,這幾項計算方法與一般空調房間負荷計算相同。計算機制造商,一般能提供裝置發熱量的具體數值。而有些計算機制造商,不能提出這方面的資料,因此,只能根據計算機的耗電量計算其發熱量。
a. 外部裝置發熱量計算
Q=860N¢(kcal/h)
式中:N:用電量(kW); ¢:同時使用係數(0.2~0.5); 860:功的熱當量,即l kW電能全部轉化為熱能所產生的熱量。
b. 主機發熱量計算 Q=860 P*′ h 1′ h 2′ h 3
式中,P:總功率(kW);
h 1:同時使用係數;
h 2:利用係數;
h 3:負荷工作均勻係數。
機房內各種裝置的總功率,應以機房內裝置的最大功耗為準,但這些功耗並未全部轉換成熱量,因此,必須用以上三種系數來修正,這些係數又與計算機的系統結構、功能、用途、工作狀態及所用電子元件有關。總係數一般取0.6~0.8之間為好
c. 照明裝置熱負荷計算
機房照明裝置的耗電量,一部分變成光,一部分變成熱。變成光的部分也因被建築物和裝置等所吸收而變成熱。照明裝置的熱負荷計算如下:
Q=CP kcal/h
式中, P:照明裝置的標稱額定輸出功率(W);
C:每輸出l W的熱量(kcal/h W),通常自熾燈為0.86,日光燈為1.0。
d. 人體發熱量
人體內的熱是透過面板和呼吸器官放出來的,這種熱因含有水蒸汽,其熱負荷應是顯熱和潛熱負荷之和。
人體發出的熱隨工作狀態而異。機房中工作人員可按輕體力工作處理。當室溫為24℃時,其顯熱負荷為56cal,潛熱負荷為46cal;當室溫為21℃時,其顯熱負荷為65cal,潛熱負荷為37ca1。在兩種情況下,其總熱負荷均為102cal。
e. 圍護結構的傳導熱
透過機房屋頂、牆壁、隔斷等圍護結構進入機房的傳導熱是一個與季節、時間、地理位置和太陽的照射角度等有關的量。因此,要準確地求出這樣的量是很複雜的問題。
當室內外空氣溫度保持一定的穩定狀態時,由平面形狀牆壁傳入機房的熱量可按下式計算:
Q=KF(t1-t2) kcal/h
式中, K:圍護結構的導熱係數(kcal/m2h℃);
F:圍護結構面積(m2);
t1:機房內溫度(℃);
t2:機房外的計算溫度(℃)。
當計算不與室外空氣直接接觸的圍護結構如隔斷等時,室內外計算溫度差應乘以修正係數,其值通常取0.4~0.7。常用材料導熱係數如下表所示:
常用材料導熱係數
材料 導熱係數 (kcal/m2h℃)
普通混凝土 1.4~1.5 石膏板 0.2
輕型混凝土 0.5~0.7 石棉水泥板 1
砂漿 1.3 軟質纖維板 0.15
熟石膏 0.5 玻璃纖維 0.03
磚 1.1 鍍鋅鋼板 38
玻璃 0.7 鋁板 180
木材 0.1~0.25
f. 從玻璃透入的太陽輻射熱
當玻璃受Sunny照射時,一部分被反射、一部分被玻璃吸收,剩下透過玻璃射入機房轉化為熱。被玻璃吸收的熱使玻璃溫度升高,其中一部分透過對流進入機房也成為熱負荷。
透過玻璃進入室內的熱量可按下式計算:
Q=KFq (kcal/h )
式中, K:太陽輻射熱的透入係數;
F:玻璃窗的面積(m2);
q:透過玻璃窗進入的太陽輻射熱強度(kcal/m2h)。
透入係數K值取決於窗戶的種類,通常取0.36~0.4。
太陽輻射熱強度q隨緯度、季節和時間而不同,又隨太陽照射角度而變化。具體數值請參考當地氣象資料。
g. 換氣及室外侵入的熱負荷
為了給在計算機房內工作人員不斷補充新鮮空氣,以及用換氣來維持機房的正壓,需要透過空調裝置的新風口向機房送入室外的新鮮空氣,這些新鮮空氣也將成為熱負荷。 透過門、窗縫隙和開關而侵入的室外空氣量,隨機房的密封程度,人的出入次數和室外的風速而改變。這種熱負荷通常都很小,如需要,可將其拆算為房間的換氣量來確定熱負荷。
h. 其它熱負荷
在機房中,除上述熱負荷外,在工作中使用示被器、電烙鐵、吸塵器等都將成為熱負荷。由於這些裝置的功耗一般都較小,可粗略按其額定輸入功率與功的熱當量之積來計算。 此外,機房內使用大量的傳輸電纜,也是發熱體。其計算如下:
Q=860 Pl (kcal/h)
式中, 860:功的熱當量(kca1/h);
P:每米電纜的功耗(W); l:電纜的長度(m)。
結束語:
總之,機房熱負荷應由上述各項熱負荷之和確定後,可以初步確定對空調機制冷能力的要求。對於中高檔機房應優先選用模組化機房專用空調,這樣對於機房將來的擴容和改造將十分有利。
計算機房空調負荷,主要來自計算機裝置、外部裝置及機房裝置的發熱量,大約佔總熱量的80%以上,其次是照明熱、傳導熱、輻射熱等,這幾項計算方法與一般空調房間負荷計算相同。計算機制造商,一般能提供裝置發熱量的具體數值。而有些計算機制造商,不能提出這方面的資料,因此,只能根據計算機的耗電量計算其發熱量。
a. 外部裝置發熱量計算
Q=860N¢(kcal/h)
式中:N:用電量(kW); ¢:同時使用係數(0.2~0.5); 860:功的熱當量,即l kW電能全部轉化為熱能所產生的熱量。
b. 主機發熱量計算 Q=860 P*′ h 1′ h 2′ h 3
式中,P:總功率(kW);
h 1:同時使用係數;
h 2:利用係數;
h 3:負荷工作均勻係數。
機房內各種裝置的總功率,應以機房內裝置的最大功耗為準,但這些功耗並未全部轉換成熱量,因此,必須用以上三種系數來修正,這些係數又與計算機的系統結構、功能、用途、工作狀態及所用電子元件有關。總係數一般取0.6~0.8之間為好
c. 照明裝置熱負荷計算
機房照明裝置的耗電量,一部分變成光,一部分變成熱。變成光的部分也因被建築物和裝置等所吸收而變成熱。照明裝置的熱負荷計算如下:
Q=CP kcal/h
式中, P:照明裝置的標稱額定輸出功率(W);
C:每輸出l W的熱量(kcal/h W),通常自熾燈為0.86,日光燈為1.0。
d. 人體發熱量
人體內的熱是透過面板和呼吸器官放出來的,這種熱因含有水蒸汽,其熱負荷應是顯熱和潛熱負荷之和。
人體發出的熱隨工作狀態而異。機房中工作人員可按輕體力工作處理。當室溫為24℃時,其顯熱負荷為56cal,潛熱負荷為46cal;當室溫為21℃時,其顯熱負荷為65cal,潛熱負荷為37ca1。在兩種情況下,其總熱負荷均為102cal。
e. 圍護結構的傳導熱
透過機房屋頂、牆壁、隔斷等圍護結構進入機房的傳導熱是一個與季節、時間、地理位置和太陽的照射角度等有關的量。因此,要準確地求出這樣的量是很複雜的問題。
當室內外空氣溫度保持一定的穩定狀態時,由平面形狀牆壁傳入機房的熱量可按下式計算:
Q=KF(t1-t2) kcal/h
式中, K:圍護結構的導熱係數(kcal/m2h℃);
F:圍護結構面積(m2);
t1:機房內溫度(℃);
t2:機房外的計算溫度(℃)。
當計算不與室外空氣直接接觸的圍護結構如隔斷等時,室內外計算溫度差應乘以修正係數,其值通常取0.4~0.7。常用材料導熱係數如下表所示:
常用材料導熱係數
材料 導熱係數 (kcal/m2h℃)
普通混凝土 1.4~1.5 石膏板 0.2
輕型混凝土 0.5~0.7 石棉水泥板 1
砂漿 1.3 軟質纖維板 0.15
熟石膏 0.5 玻璃纖維 0.03
磚 1.1 鍍鋅鋼板 38
玻璃 0.7 鋁板 180
木材 0.1~0.25
f. 從玻璃透入的太陽輻射熱
當玻璃受Sunny照射時,一部分被反射、一部分被玻璃吸收,剩下透過玻璃射入機房轉化為熱。被玻璃吸收的熱使玻璃溫度升高,其中一部分透過對流進入機房也成為熱負荷。
透過玻璃進入室內的熱量可按下式計算:
Q=KFq (kcal/h )
式中, K:太陽輻射熱的透入係數;
F:玻璃窗的面積(m2);
q:透過玻璃窗進入的太陽輻射熱強度(kcal/m2h)。
透入係數K值取決於窗戶的種類,通常取0.36~0.4。
太陽輻射熱強度q隨緯度、季節和時間而不同,又隨太陽照射角度而變化。具體數值請參考當地氣象資料。
g. 換氣及室外侵入的熱負荷
為了給在計算機房內工作人員不斷補充新鮮空氣,以及用換氣來維持機房的正壓,需要透過空調裝置的新風口向機房送入室外的新鮮空氣,這些新鮮空氣也將成為熱負荷。 透過門、窗縫隙和開關而侵入的室外空氣量,隨機房的密封程度,人的出入次數和室外的風速而改變。這種熱負荷通常都很小,如需要,可將其拆算為房間的換氣量來確定熱負荷。
h. 其它熱負荷
在機房中,除上述熱負荷外,在工作中使用示被器、電烙鐵、吸塵器等都將成為熱負荷。由於這些裝置的功耗一般都較小,可粗略按其額定輸入功率與功的熱當量之積來計算。 此外,機房內使用大量的傳輸電纜,也是發熱體。其計算如下:
Q=860 Pl (kcal/h)
式中, 860:功的熱當量(kca1/h);
P:每米電纜的功耗(W); l:電纜的長度(m)。
結束語:
總之,機房熱負荷應由上述各項熱負荷之和確定後,可以初步確定對空調機制冷能力的要求。對於中高檔機房應優先選用模組化機房專用空調,這樣對於機房將來的擴容和改造將十分有利。