【暖通知识分享】详解机房空调功率计算与案例

一、冷量单位

千瓦(kw)—国际单位制，把制冷量统一到功率相同单位，是现在制冷界努力的方向

大卡(kcal/h)一习惯使用单位，与kw的换算关系为

1kcal/h=1.163w1w=0.86kcal/h

1万大卡=11.6千瓦

冷吨(RT)----1吨0摄氏度的冰在24小时内变成0摄氏度水所吸收的热量。

1冷吨=3.517kw

匹(HP)---又称马力、匹马力，即表示输入功率，也常表示制冷量。表示功率时1HP=0.735KW

表示制冷量时，实际含义为消耗1HP功率所产生的制冷量

1HP---2.2KW

二、制冷量简便计算方法

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：

方法一：功率及面积法

Qt=Q1+Q2

Qt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=Sxp

Qt总制冷量(kw)

S机房面积(m2)

P冷量估算指标

三、精密空调场所的冷负荷估算指标

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）

四、其它场所的冷负荷估算指标

办公室（160-200W/m2）

住宅（220W/m2）

火锅店（350-400W/m2）

服装店（180-170W/m2）

别墅（180W/m2）

客厅（160W/m2）

五、ups机房空调选型计算公式

BTU/小时=KCal×3.96

KCal=KVA×860

BUT/小时=KVA(UPS容量)×860×3.96×(1-UPS效率)=KVA(UPS容量)×3400(1-UPS效率)

例：10KVAUPS一台整机效率85%其散热量计算如下：

10KVA×3400×(1-0.85)=5100BTU/小时

1英热单位/时（Btu/h）=0.293071瓦（W）

六、IDC机房空调选型计算公式

.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0.7

.80-200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。

七、根据不同的情况确认制冷量

情况一（没有对机房设备等情况考察之下）

       数据室估算：在一个小型的金融机房中，数据设备室通常的面积小于50平方，在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前，可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估：500w～600w/m2，部分高容量机房达到800w/m2。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DataMate空调，外加一台冗余机组，共4台。当数据机房设备、维护结构确定后，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。

        在一个中型的金融机房中，数据设备室通常的面积小于200平方，在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前，可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估：500w～600w/m2，部分高容量机房达到800w/m2。

         例如数据室的面积为200m2，则所需的制冷量约为：100kw。选用2台单机制冷量58.4kw的CM＋60空调，总制冷量为116.8kw，满足要求。为保证设备的工作可靠性，增加一台冗余机组，共3台。当机房设备、维护结构确定后，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2台单机制冷量为19.1kw的CM＋20空调1＋1冗余布置。

情况二

       到达用户机房场地情况了解机房面积多少，机房服务器数量多及多种路由器、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。精密空调产品，补充冷量，加速空气循环，达到较好控制机房温度、湿度、洁净度的要求，为机房设备提供更好的运行环境。

（一）符合机房设计标准

       精密机房属重要设备运行工作场所，机房内有严格的温、湿度要求，机房内按国标GB2887-89《计算机场地安全要求》的规定配置空调设备：

级别

项目       A级

夏季      冬季

22.2℃    20.2℃

相对湿度  45%~65%

温度变化率5℃/h并不得结露

同时，主机房区的噪声声压级小于68分贝

主机房内要维持正压，与室外压差大于9.8帕

送风速度不小于3米/秒

在表态条件下，主机房内大于0.5微米的尘埃不大于18000粒/升

为使机房能达到上述要求，应采用精密空调机组才能满足要求。

(二)、精确总热负荷的计算

按照空调设计中负荷计算的要求，精确空调负荷的确定方法如下：

1：机房主要热量的来源

设备负荷（计算机及机柜热负荷）；

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。

其他

热负荷分析：

（1）计算机设备热负荷：

Q1=860xPxη1η2η3Kcal/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

η2：利用系数

η3：负荷工作均匀系数

通常，η1η2η3取0.6—0.8之间，

本设计考虑容量变化要求较小，取值为0.6。

（2）照明设备热负荷：

Q2=CxPKcal/h

P：照明设备标定输出功率

C：每输出1W放热量Kcal/hw（白炽灯0.86口光灯1）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20W/M2为依据计算。

（3）人体热负荷

Q3=PxNKcal/h

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102Kcal。

（4）围护结构传导热

Q4=KxFx(t1-t2)Kcal/h

K：转护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5

F：转护结构面积

t1：机房内内温度℃

t2：机房外的计算温度℃

在以后的计算中，t1-t2定为10℃计算。

屋顶与地板根据修正系数0.4计算。

（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=860xP

2、机房总的热符合

Q＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

       根据多年的机房空调安装经验机房空调选型风量计算是，风量除以房间体积等于每小时送风循环次数，一般选循环次数为３０－－４０次最好，这就是机房要求的大风量小焓差特殊性，但是在选循环次数时注意考虑到地板下面有线槽等阻碍送风速度所以实际循环次数比算得循环值偏小，循环次数多了不容易出现局部过热对散热有好处，近年为了节能，机房要求更高，也有地板下采用风道送风。或者不采用风道，但可以加一个封闭件同样也能达到节能效果！

往期精彩内容回顾：