数据中心空调设计参数及负荷计算
机房空调负荷计算
中心机房空调负荷计算一、机房热负荷计算1、方法一机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。
因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定机房专用空调的容量及配置。
根据以往经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等。
如不具备精确计算的条件，也可根据机房设备功耗及机房面积，按经验进行测算。
按照机房热负荷各组成部分精确计算。
●设备热负荷（计算机及机柜热负荷）；●机房照明热负荷；●建筑维护结构热负荷；●补充的新风热负荷；●人员的散热负荷等。
（1）设备热负荷：Q 1=P×η1×η2×η3（kW）Q1：计算机设备热负荷P：机房内各种设备名义总功耗（kW）η1：同时使用系数η2：利用系数η3：负荷工作均匀系数通常，η1、η2、η3取0.7～0.8之间，考虑制冷量的冗余，通常η1×η2×η3取值为0.8。
如果设备总功耗为实际运行总功率，根据《邮电建筑设计规范YD/T 5003-2005》相关规定，此时设备运行总功率按照全部转化为设备热负荷计算。
（2）机房照明热负荷：Q2=C×S （kW）C：根据国家标准《计算站场地技术要求》要求，机房照度应大于2001x，其功耗大约为20W/m2。
以后的计算中，照明功耗将以20 W/m2为依据计算。
S：机房面积（3）建筑维护结构热负荷Q3=K×S/1000（kW）K：建筑维护结构热负荷系数（50～60W/m2机房面积）S：机房面积（4）人员的散热负荷：Q4=P×N/1000（kW）N：机房常有人员数量P：人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃和24℃时均为130W/人。
（5）新风热负荷主要按照人员所需新风负荷量计算，一般较小，一般用机房空调设计冗余量进行平衡。
则，机房热负荷Qt = Q1+Q2+ Q3+ Q42、计算方法二机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。
数据中心机房空调制冷量计算方法
到达用户机房场地来了解机房面积多少，机房服务器数量多少及多种路由器、交换机之类网络产品，机房机柜集中，设备密度大，发热量较集中而且偏大，中央空调和民用空调基于送风量、风速限制，整个机房温度不够均匀，温、湿度控制精度不高。精细空调产品，补充冷量，加速空气循环，到达较好控制机房温度、湿度、洁净度的要求，为机房设备提供更好的运行环境。
5）新风热负荷计算较为复杂，在此方案中，我们以空调本身的设备余量来平衡，不另外计算。
6）其他热负荷除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。Q5=860xP2、机房总的热符合Q＝Q1+Q 2+Q3+Q4+Q 5
机房风量计算
按照空调设计中负荷计算的要求，准确空调负荷确实定方法如下：
1机房主要热量的来源
1）设备负荷（计算机及机柜热负荷）；
2）机房照明负荷；
3）建筑维护构造负荷；
4）补充的新风负荷；
5）人员的散热负荷等。
6）其他
2热负荷分析
1）计算机设备热负荷：Q1=860xPxη1η2η1Kcal/h
Q1：计算机设备热负荷P：机房内各种设备总功耗η1：同时使用系数
电子产品及仪表车间、精细加工车间（300-350W/m2）
保准检测室、校准中心（250-300W/m2）
Ups和电池室、动力机房（300-500W/m2）
医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室（200-250W/m2）
仓储室（博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品）（150-200W/m2）
UPS机房空调选项计算
例如数据室的面积为50m2，则所需的制冷量约为25kW。选用3台单机制冷量8.6kW的空调，外加一台冗余机组，共4台。当数据机房设备、维护构造确定后，对设备的发热量、维护面积的热量核算，调整空调的配置。电力室估算：电力室中主要的发热量来之UPS、电源等设备，其热容量较低，可以选择两台单机制冷量为8.6kW的空调冗余布置
数据中心相关数据计算
数据中心建设数值参数计算一、机房系统占地面积计算在机房建设中单台机柜含各种配套面积按照单台3.5～5.5m2／台进行计算，具体计算公式如下：A（主机房面积）=F单台占用面积3.5～5.5m2／台（取中间值4.5）*N机柜总台数例：50台机柜的主面积=4.5(m2／台)X50=225 m2二、UPS计算1.机房内设备的用电量机房计划安装50台机柜，每个机柜按照4kw功耗计算，机房内机柜设备的耗电将在4kw*50台=200kw。
2.机房内其它设备（消防、监控、应急照明）监控、应急照明和消防设备耗电大约在10kw左右。
3.UPS电源系统的基本容量可按下式计算：E≥1.2P➢上诉公式中E——UPS电源系统的基本容量(不包含冗余不间断电源设备)➢P——电子信息设备的计算负荷[(kW／kV.A)]。
继续上例P=机柜总耗电+机房内其他设备=200kw+10kw=210KWE≥1.2P=1.2*210KW=252KVA➢但还需考虑UPS运行在60%和70%之间是最佳状态，建议在上面的计算结果除以0.7进行再一次放大。
252KVA/0.7≈360KVA。
根据机型手册选择靠近功率的机型，因此选择2400KVA 的UPS。
为了电源端的安全可靠性，建议采用UPS机器配置1+1冗余方案，因此需要两台400KVA的UPS。
所以在选型上:选择两台200KVA UPS做1+1并机。
4.电池配置方法1)根据负载核算出UPS的功率大小；例：UPS 选用400KVA2)选定UPS品牌，这里要查一个外接电池电压参数；例：外接电池电压384V（正负192V）3)确定后备延时，与客户沟通；例：后备1小时4)最后一步通过计算方法确定电池组的数量；（注意：这里的一组是指32只为一组；因为外接电池电压384V，选用UPS电池一般是12V每只，即12×32=384）5)计算方法：AH=P×T/外接电池电压=400000×1/384=1042 （虽然400KVA，不能等同于有功功率，这里就不做细算了，具体情况时可以用400KVA乘功率因数，再进行计算。
数据中心空调制冷量的计算
数据中心空调制冷量的计算数据中心是一个拥有大量服务器和网络设备的场所，这些设备在运行过程中会产生大量热量。
为了保持设备的正常工作温度，必须利用空调系统进行冷却。
因此，数据中心空调制冷量的计算对于确保设备的正常运行至关重要。
首先，计算数据中心的热负荷是很重要的一步。
数据中心的热负荷代表了设备产生的热量总量。
计算热负荷可以根据设备的功率和服务器的密度来进行。
设备的功率可以通过查看设备的技术规格或询问生产厂商来获取。
服务器的密度可以通过计算设备数量与机架数量的比例来得到。
可以使用下面的公式计算数据中心的热负荷：热负荷=设备功率×服务器密度接下来，计算数据中心的制冷量。
制冷量是指空调系统需要提供的冷却能力。
制冷量的计算可以根据数据中心的热负荷来进行。
通常，计算制冷量可以使用下面的公式：制冷量=热负荷×1.2这里的1.2是一个修正系数，考虑了空调系统的效率和其他冷却损失因素。
通常情况下，数据中心的制冷量应稍微大于热负荷，以确保空调系统可以有效地冷却设备。
在实际计算中，还需要考虑数据中心的运行模式和环境因素。
例如，如果数据中心采用了冷热通道隔离的架构，则需要将热负荷分开计算，并计算两个通道各自的制冷量。
此外，还需要考虑数据中心的维护和冗余需求，以确保冷却系统可以在设备故障或维护时继续运行。
除了以上的计算方法，一些企业也采用了模拟软件来计算数据中心的制冷量。
这些软件可以模拟数据中心的热流动和空气传输，以更准确地计算制冷量。
总之，数据中心空调制冷量的计算是确保设备正常运行的关键因素。
通过计算数据中心的热负荷并应用适当的修正系数，可以确定所需的制冷量。
在实际应用中，还需要考虑数据中心的运行模式和环境因素，以确保冷却系统的有效性和可靠性。
机房总热负荷的计算及空调配置选型
机房总热负荷的计算及空调配置选型机房主要的热负荷来源于设备的发热量及环境维护结构的热负荷。
因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。
根据以往经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等，如不具备精确计算的条件，也可根据机房的面积进行测算。
1、已知UPS容量，计算机房精密空调配置：例：UPS容量为100KVA，机房面积80m2，则机房设备热负荷Q1为：100kva（UPS容量）×0.8（功率因数）×0.8（带载率）×0.8（热转换）＝51.2KW主机房其他热负荷Q2为：80（面积）×0.1＝8KW则主机房总热负荷Q=Q1+Q2=51.2+8 = 59.2KW因此，我们推荐2台艾默生品牌PEX系列PEX60的机房空调，形成1主1备冗余工作，可满足主机房制冷需求。
2、已知负载功率，计算机房精密空调配置：例：负载功率为60KW，机房面积80m2，则机房设备热负荷Q1为：60KW（负载功率）×0.8（热转换）＝48KW机房其他热负荷Q2为：80（面积）×0.1＝8KW则机房总热负荷Q=Q1+Q2=48+8 = 56KW因此，我们推荐2台艾默生品牌PEX系列PEX60的机房空调，形成1主1备冗余工作，可满足机房制冷需求。
3、UPS室机房精密空调配置：例：UPS容量为400KVA，UPS室面积60m2，则UPS室设备热负荷Q1为：400kva（UPS容量）×0.8（功率因数）×0.08（热损耗）＝25.6KWUPS室其他热负荷Q2为：60（面积）×0.1＝6KW则机房总热负荷Q=Q1+Q2=25.6+6 = 31.6KW因此，我们推荐2台艾默生品牌PWX系列的PEX35机房精密空调，形成1主1备冗余工作，可满足UPS室制冷需求。
4、电池室机房精密空调配置：铅酸免维护蓄电池一般来说其寿命为3～5年，但是电池的使用环境和使用者对电池的日常维护保养，很大程度上影响到电池使用寿命的延长或缩短。
数据中心空调负荷计算
数据中心空调负荷计算
编号 房间名称 负荷分项
机柜（台）
机房面积（㎡）
1-4
接入间A
照明（㎡） 新风（m³/h）
结构（㎡）
人员
机柜（台）
机房面积（㎡）
1-5
接入间B
照明（㎡） 新风（m³/h）
结构（㎡）
人员
一层新风
一层空调
机柜（台）
机房面积（㎡）
2-1
2F-1机房
照明（㎡） 新风（m³/h）
3.64 1.10 0.02 0.011 0.06 0.00 0.20 1.00 0.00
0.85 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.06 1.00
0.011 0.06 0.00
1.00 1.00 1.00
3.64 1.10 0.02 0.011 0.06 0.00 0.20 1.00 0.00
141.00 397.00 467.00 2708.60 467.00
0.00 8.00 500.00 78.00 78.00 0.00 99.00 0.00 2708.60
141.00 397.00
单位负荷 （KW）
系数
1.50 0.00 0.02 0.011 0.06 0.00 1.50 0.00 0.02 0.011 0.06 0.00
结构（㎡）
83.00
0.06 1.00 4.98
人员
0.00
0.00 1.00 0.00
五层新风
2708.60
28.71
28.71
五层空调
541.01
机柜（台）
141.00 3.64 0.85 0.00
3-数据中心空调设计参数及负荷计算
3、空调负荷计算
三个基本概念： 1、得热量：某一时间片段，进入有限封闭空间的热量。 2、冷负荷：为维持有限封闭空间温度的恒定，在某一时间片段需要 抽取的热量（或提供中和的冷量）。 3、开机负荷：指空调系统开始供冷时，由于被空调空间温度高于设 定温度，其总负荷远大于房间处于目标温度的稳态下的负荷。开机负 荷包括稳态情况下的常规负荷和为降温到目标温度的负荷。降温负荷 随实际情况而不同，一般以最不利情况进行计算。大型系统，若开机 负荷计算不精确，会导致系统温度在开机后，很长时间达不到目标温 度，有些会长达数小时。
3、空调负荷的特点
设计冷量与得热负荷之间关系
3、空调负荷计算
实际上，热负荷一直是非稳 态的。而且是多种因素的叠 加，所以得热量不稳定。 空 调 冷负荷
平衡过程
房间
建筑得热 内部热量
冷量＞热量
降温
冷量＜热量
升温
冷量==热量
恒温
3、空调负荷计算
1、主设备散热量
以主设备的标称功率，直接进行计算。如服务器400W，1500台，其总功率 为：600KW ???!!! A： KW ≠KVA 功率因数？ B：设备功率与发热是什么关系？
对于有门窗的房间，如果透过门窗的辐射热超过50W/㎡（按建筑面积算）， 房间不需电灯即可满足室内照明的需要。所以，在设计计算时，太阳透光辐 射热大于50W/㎡时，一般不需要进行照明热负荷计算，但是对于跨度大的 建筑还是要计算照明负荷的。
4、人体散热量
静坐：108W 极轻劳动：134W 轻度劳动：180W 中等劳动：235W 重度劳动：407 W
地区不同，用户不同，参数一定不同！ 要以最不利条件进行计算。
2、室内、外空气设计参数（样板）
1.3 空调设计计算参数
机房空调制冷量计算方法
小草也长不出来的。
机房空调制冷量计算方法精密空调的负荷一般要根据工艺房间的实际余热余温以及状态的变化进行准确计算，但在条件不允许时也可计算，下面介绍两种简便的计算方法：制冷量简便计算方法：方法一：功率及面积法Qt=Q1+Q2Qt总制冷量(kw)Q1室内设备负荷(=设备功率X0.8)Q2环境热负荷（=0.18KW/m²X机房面积）方法二：面积法（当只知道面积时）Qt=S x pQt总制冷量(kw)S 机房面积(m²)P 冷量估算指标精密空调场所冷负荷估算指标•电信交换机、移动基站（350-450W/m²）•金融机房（500-600W/m²）•数据中心（600-800W/m²）•计算机房、计费中心、控制中心、培训中心（350-450W/m²）•电子产品及仪表车间、精密加工车间（300-350W/m²）•保准检测室、校准中心（250-300W/m²）•Ups 和电池室、动力机房（300-500W/m²）•医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室（200-250W/m²）•仓储室（博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品）（150-200W/m²）UPS机房空调选项计算1-1. BTU/小时= KCal×3.961-2. KCal= KVA×8601-3. BUT/小时= KVA(UPS容量)×860×3.96×(1-UPS效率)= KVA(UPS容量)×3400(1-UPS效率)例：10KVA UPS一台整机效率85%其散热量计算如下：10KVA×3400×(1-0.85)=5100 BTU/小时1英热单位/时（Btu/h）=0.293071瓦（W）小草也长不出来的。
IDC机房空调选项计算公式Q=W×0.8×(0.7---0.95)+｛(80---200)×S｝/1000.Q为制冷量，单位KW；W为设备功耗，单位KW；按用户需求暂按110KW;0.8为功率因数；0.7-0.95为发热系数，即有多少电能转化为热能；取0.780-200是每平方米的环境发热量，单位是W;S为机房面积，单位是m²。
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建筑综合负荷=面积×单面积估算值（100-150W/m2）
3、空调负荷计算
三个基本概念：
1、得热量：某一时间片段，进入有限封闭空间的热量。
2、冷负荷：为维持有限封闭空间温度的恒定，在某一时间片段需要 抽取的热量（或提供中和的冷量）。
3、开机负荷：指空调系统开始供冷时，由于被空调空间温度高于设 定温度，其总负荷远大于房间处于目标温度的稳态下的负荷。开机负 荷包括稳态情况下的常规负荷和为降温到目标温度的负荷。降温负荷 随实际情况而不同，一般以最不利情况进行计算。大型系统，若开机 负荷计算不精确，会导致系统温度在开机后，很长时间达不到目标温 度，有些会长达数小时。
对于有门窗的房间，如果透过门窗的辐射热超过50W/㎡（按建筑ห้องสมุดไป่ตู้积算）， 房间不需电灯即可满足室内照明的需要。所以，在设计计算时，太阳透光辐 射热大于50W/㎡时，一般不需要进行照明热负荷计算，但是对于跨度大的 建筑还是要计算照明负荷的。
4、人体散热量
静坐：108W 极轻劳动：134W 轻度劳动：180W 中等劳动：235W 重度劳动：407 W
冬季
主要风向
夏季
冬季
大气压力 hPa
夏季
冬季
34.4
30.8
-2.2
27.9
75
3.0
2.6 东南风 西北风 1005.4 1025.4
2） 室内设计参数
房间名称
通信机房 电力电池室
温度℃
夏季
冬季
21～25
21～25
18～28
18～28
相对湿度%
40～70 <80
备注
不得结露、温度变化率＜5℃/h 不得结露、温度变化率＜10℃/h
3、空调负荷的特点
设计冷量与得热负荷之间关系
3、空调负荷计算
平衡过程
实际上，热负荷一直是非稳 态的。而且是多种因素的叠 加，所以得热量不稳定。
空 冷负荷 房间
调
建筑得热
内部热量
冷量＞热量 降温 冷量＜热量 升温 冷量==热量 恒温
3、空调负荷计算
1、主设备散热量
以主设备的标称功率，直接进行计算。如服务器400W，1500台，其总功率 为：600KW ???!!! A： KW ≠KVA 功率因数？ B：设备功率与发热是什么关系？
室外参数：民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012
夏季空调室外计算干球温度，应采用历年平均不保证50小时的干球温度。 × 夏季空调室外计算湿球温度，应采用历年平均不保证50小时的湿球温度。 × 夏季空调室外计算日平均温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度。 冬季空调室外计算温度，应采用历年平均不保证1天的日平均温度。 冬季空调室外计算相对湿度，应采用累年最冷月平均相对湿度。 夏季太阳辐射照度应根据当地的地理纬度、大气透明度和大气压力，按7月21 日的太阳赤纬计算确定。
3、空调负荷计算
5、通风换气耗热（冷）量 Qｈ = L×V×（C ×TW－TN）
L――换气量（ｍ3/ｈ） V――空气容积热容，夏季按0.46W·ｈ/（ｍ3·℃），冬季按0.4W·ｈ/（ｍ3·℃） TW——室外计算温度（℃） TN——室内计算温度（℃）
6、通过门窗的太阳辐射热 QY = C·λ·S
λ――太阳辐射热（直接辐射+散射辐射） S――门窗面积（㎡） C――遮阳系数
地区不同，用户不同，参数一定不同！ 要以最不利条件进行计算。
2、室内、外空气设计参数（样板）
1.3 空调设计计算参数
1） 室外气象参数
室外计算温度 。C
湿球温度。C
室外计 算相对 湿度%
室外风速m/s
夏季空 气调节
夏季空气调 节日平均
冬季空 气调节
夏季室外平均每 年不保证50小时
冬季空 气调节
夏季
数据中心空调设计参数及负荷 计算
1、空调负荷的特点 2、室内、外空气设计参数 3、空调负荷计算
1、空调负荷的特点
1. 数据中心的热负荷连续，不允许中断，需要高保障。 2. 机房是分级别的，对环境的要求不同，需要分别对待。 3. 热源集中，容易出现局部热点。设备热量占主导，为全热量的80%以上。 4. 热负荷大，湿负荷小或没有。 5. 与民用建筑有明显区别，热负荷对外界环境（气候）不是非常敏感。 6. 机楼投产后，设备负荷逐步上载，但很多终生达不到预期负荷。需要考虑
2、围护结构传热量
QR = K × （C × TW-TN） × S
QR——围护结构传热量（W） K ——围护结构传热量（W/㎡·℃） C——室外计算温度修正系数（冬季取1）
TW——室外计算温度（℃） TN——室内计算温度（℃） S ——围护结构外表面积（㎡）
3、空调负荷计算
3、照明热负荷
如果按照以往资料，多数办公室照明负荷大于20W/㎡，但是采用节能灯照 明负荷一般小于5 W/㎡，所以应参考照明设计进行计算。
一次建成还是分步建设。
2、室内、外空气设计参数
室内参数：
温度：根据规范或用户需求，不同等级不同用户的要求不一样。相邻房间 的温差需要考虑。 湿度：干燥地区需要重点确定。沿海地区可用放松。一般20-80%。 洁净度：看城市情况。不涉及纯新风，要求可放宽。 正压：与洁净度相关，如洁净度保证，正压很少考虑。