機房空調制冷量計算方法

1、機房熱負荷計算，各系統累加法

（1）設備熱負荷：

Q1=P×η1×η2×η3（KW）

Q1：計算機設備熱負荷

P：機房內各種設備總功耗（KW）

η1：同時使用系數

η2：利用系數

η3：負荷工作均勻系數

通常，η1、η2、η3取0.6～0.8之間，考慮制冷量的冗余，通常η1×η2×η3取值為0.8。

（2）機房照明熱負荷：

Q2=C×S（KW）

C：根據國家標準《計算站場地技術要求》要求，機房照度應大于2001x，其功耗大約為20W/M。以后的計算中，照明功耗將以20W/M為依據計算。

S：機房面積

（3）建筑維護結構熱負荷

Q3=K×S/1000（KW）

K：建筑維護結構熱負荷系數（50W/m機房面積）

S：機房面積

（4）人員的散熱負荷：

Q4=P×N/1000（KW）

N：機房常有人員數量

P：人體發熱量，輕體力工作人員熱負荷顯熱與潛熱之和，在室溫為21℃和24℃時均為130W/人。

（5）新風熱負荷計算較為復雜，我們以空調本身的設備余量來平衡，不另外計算。

以上五種熱源組成了機房的總熱負荷，即機房熱負荷Qt=Q1+Q2+Q3+Q4。由于上述（3）（4）（5）計算復雜，通常是采用工程查表予以確定。但是因為數據中心的規劃與設計階段，非常難以確定，所以實際在數據中心中通常采用設計估算與事后調整法。

2、機房熱負荷計算方法二：設計估算與事后調整法

數據中心機房主要的熱負荷來源于設備的發熱量及維護結構的熱負荷。

因此，要了解主設備的數量及用電情況以確定機房專用空調的容量及配置。根據以往經驗，除主要的設備熱負荷之外的其他負荷，如機房照明負荷、建筑維護結構負荷、補充的新風負荷、人員的散熱負荷等，如不具備精確計算的條件，也可根據機房設備功耗及機房面積，按經驗進行測算。

采用“功率及面積法”計算機房熱負荷。

Qt=Q1+Q2

其中，Qt總制冷量（KW）

Q1室內設備負荷（=設備功率×1.0）

Q2環境熱負荷（=0.12～0.18KW/m×機房面積），南方地區可選0.18，而北方地區通常選擇0.12

方法二

是對復雜科學計算的工程簡化計算方法。這種計算方法下，通常容易出現計算熱量大于實際熱量的情況，因為機房專用空調自動控制溫度并決定運行時間，所以多余的配置可以作為冗余配置，對機房專用空調的效率與耗電量不大。本文以方法二推導數據中心機房專用空調配置與能效計算。

數據中心機房專用空調配置

設定數據中心的IT類設備為100kW，并且固定不變。根據上述方法二，還需要確定機房的面積。

再假定數據中心的熱負荷密度為平均熱負荷密度，即4kW/機柜。也就是說平均每個機柜為4kW的熱負荷。

數據中心的機柜數量為：100kW/4kW=25臺機柜

按國家標準GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》有關機柜占地面積計算方法，當電子信息設備尚未選形時，可按下式計算：

A=FN

式中F——單臺設備占用面積，可取3.5~4.5（m/臺）

N——計算機主機房內所有設備的總臺數。

取每個機柜的占地面積為中間值4m/臺，那么數據中心的面積為：

25臺機柜×4m/臺=100m

假定環境熱負荷系數取0.15kW/m，則數據中心機房總熱負荷為：

Qt=Q1+Q2=100kW+100×0.15=115kW

數據中心送風方式選擇：按國家標準要求，采用地板下送風，機柜按冷熱通道布置。

機房專用空調選擇：機房空調通常分為DX（直接制冷）與非直接制冷（包括各類水制冷系統等），先討論直接制冷系統的機房空調。不同廠家有不同型號的機房專用空調，以某品牌的機房空調為例，應配置的機房空調為：

兩臺某系列機房空調，在24℃相對濕度50%工況下，每臺制冷量為60.6kW，兩臺空調的總制冷量為121.2kW，略大于115kW的計算熱負荷。

根據國家標準GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》的數據中心空調配置建議，數據中心通常建議采用N+M（M=1，2，…）配置形式，提供工作可靠性與安全性。

假設本數據中心采用N+1方式配置，即為2+1方式配置3臺該系列的機房空調，實現兩用一備工作。