Data Aire浅析机房空调的负荷计算

一、机房得热量及冷负荷

(一)机房得热量

在室表里热、湿扰量效果下，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。依据性质不同，得热量又分为显热和潜热，而显热又包含对流热和辐射热两种成分。

1.机房显热量来历

(1)透过外窗进人室内的太阳辐射热量。

(2)经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．机房潜热量来历

(1)作业人员人体散热量。

(2)浸透空气及新风换气散热量。

(二)机房冷负荷

在某一时刻为坚持房间具有安稳的温度、湿度，需求向房间空气中供给的冷量称为冷负荷。相反，为补偿房间失热量而需向房间供给的热量称为热负荷。为维持室内相对湿度所需由房间除掉或添加的湿量称为湿负荷。

冷负荷与得热量在数量上有时持平，有时则不等。围护结构热工特性及得热量的类型决议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，它们当即构成瞬时负荷。机房内核算机的散热则大部分构成瞬时负荷，例如CPU散热片与CPU外表直接触摸，CPU外表的热量经过热传导传递给CPU散热片，散热电扇发生气流经过热对流将CPU散热片外表的热量带走i而机箱内空气的活动也是经过热对流将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，不能当即构成瞬时冷负荷，因为镭射热透过空气被室内各种物体的外表所吸收和贮存，这些物体的温度会升高，一旦其外表温度高于室内空气温度时，它们又以对流办法将贮存的热量散发给空气。

二、如何核算恒温恒湿机房内所需的冷量

为了断定空调机的容量，以满意机房温度、湿度、洁净度和送风速度的要求(简称四度要求)。有必要首要核算机房的热负荷。

机房的热负荷首要来自两个方面：

其一是机房内部发生的热量，它包含：室内核算机及外部设备的发热量，机房辅佐设备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)；

作业人员的发热(显热小、潜热大)；

因为水分蒸发、凝聚发生的热量(潜热)。

其二是机房外部发生的热量，它包含：

传导热。经过建筑物本体侵入的热量，如从墙面、房顶、间隔和地上传入机房的热量(显热)；放射热(也称辐射热)。因为太阳照耀从玻璃窗直接进入房间的热量(显热)；对流发生的热量。从门窗等缝隙侵入的高温室外空气(也包含水蒸气)所发生的热量(显热、潜热)；

为了使室内作业人员减少疲劳和有利于人体健康而引入的新鲜空气所发生的热量(包含显热和潜热)。

总归，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，也会添加室内的含湿量，因而需求除湿。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、会议室等潜热占有恰当大比例所不同的是，核算机、程控机机房内的热负荷是以显热负荷为主。因而关于热负荷情况不同的场合应选用不同类型的空调机。一般用显热比(SFH)作为空调机的重要指标。

概略核算(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，可采用此办法，即以单位面积所需冷量进行估算。

核算机房（包含程控交换机房）：

楼层较高时，250～300kcal/m2h

楼层较低时，150～250kcal/m2h（依据设备的密度作恰当的增减）

办公室（值班室）：90kcal/m2h

简易热负荷核算

核算机房空调负荷，首要来自核算机设备、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，这几项核算办法与一般空调房间负荷核算相同。核算机制造商，一般能供给设备发热量的详细数值。不然依据核算机的耗电量核算其发热量。

a.外部设备发热量核算

Q＝860N￠(kcal／h)

式中：N：用电量(kW)；￠：一起运用系数(0.2～0.5)；860：功的热当量，即lkW电能悉数转化为热能所发生的热量。

b.主机发热量核算Q＝860×P×h1×h2×h3

式中，P：总功率(kW)；

h1：一起运用系数；

h2：利用系数；

h3：负荷作业均匀系数。

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，但这些功耗并未悉数转换成热量，因而，有必要用以上三种系数来批改，这些系数又与核算机的体系结构、功用、用处、作业状况及所用电子元件有关。总系数一般取0.6～0.8之间为好

c.照明设备热负荷核算

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。照明设备的热负荷核算如下：

Q＝C×Pkcal／h

式中，P：照明设备的标称额外输出功率(W)；

C：每输出lW的热量(kcal／hW)，一般自炽灯0.86，日光灯1.0。

d.人体发热量

人体内的热是经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。

人体发出的热随作业状况而异。机房中作业人员可按轻体力作业处理。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37ca1。在两种情况下，其总热负荷均为102cal。

e.围护结构的传导热

经过机房房顶、墙面、间隔等围护结构进入机房的传导热是一个与时节、时刻、地理位置和太阳的照耀视点等有关的量。因而，要精确地求出这样的量是很杂乱的问题。

当室表里空气温度坚持必定的安稳状况时，由平面形状墙面传入机房的热量可按下式核算：

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：机房外的核算温度(℃)。

当核算不与室外空气直接触摸的围护结构如间隔等时，室表里核算温度差应乘以批改系数，其值一般取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℃)

一般混凝土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

当玻璃受阳光照耀时，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩余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，其间一部分经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核算：

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／m2h)。

透入系数K值取决于窗户的品种，一般取0.36～0.4。

太阳辐射热强度q随纬度、时节和时刻而不同，又随太阳照耀视点而改动。详细数值请参阅当地气候材料。

g.换气及室外侵入的热负荷

为了给在核算机房内作业人员不断弥补新鲜空气，以及用换气来维持机房的正压，需求经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。经过门、窗缝隙和开关而侵入的室外空气量，随机房的密封程度，人的收支次数和室外的风速而改动。这种热负荷一般都很小，如需求，可将其拆算为房间的换气量来断定热负荷。

h.其它热负荷

在机房中，除上述热负荷外，在作业中运用示被器、电烙铁、吸尘器等都将成为热负荷。因为这些设备的功耗一般都较小，可大略按其额外输入功率与功的热当量之积来核算。此外，机房内运用很多的传输电缆，也是发热体。其核算如下：

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)。

总归，机房热负荷应由上述a—h各项热负荷之和来断定。