機房的熱負荷主要來自兩個方面:
其一是機房內(nèi)部產(chǎn)生的熱量,它包括:
室內(nèi)計算機及外部設備的發(fā)熱量,機房輔助設施和機房設備的發(fā)熱量(電熱、蒸氣水溫及其它發(fā)熱體)。
這些發(fā)熱量顯熱大、潛熱?。?/span>
照明發(fā)熱(顯熱);
工作人員的發(fā)熱(顯熱小、潛熱大);
由于水分蒸發(fā)、凝結(jié)產(chǎn)生的熱量(潛熱)。
其二是機房外部產(chǎn)生的熱量,它包括:
傳導熱。
通過建筑物本體侵入的熱量,如從墻壁、屋頂、隔斷和地面?zhèn)魅霗C房的熱量(顯熱);
放射熱(也稱輻射熱)。
由于太陽照射從玻璃窗直接進入房間的熱量(顯熱);
對流產(chǎn)生的熱量。
從門窗等縫隙侵入的高溫室外空氣(也包含水蒸氣)所產(chǎn)生的熱量(顯熱、潛熱);
為了使室內(nèi)工作人員減少疲勞和有利于人體健康而引入的新鮮空氣所產(chǎn)生的熱量(包括顯熱和潛熱)。
總之,人體放出的熱量、縫隙風侵入的熱量和換氣帶進的熱量,不僅使室溫升高,也會增加室內(nèi)的含濕量,因此需要除濕。
這部分熱負荷稱為潛熱負荷,而機房內(nèi)所有設備散發(fā)的熱量只是室內(nèi)的溫度升高,這種熱負荷稱為顯熱負荷。
與一般賓館、辦公室、會議室等潛熱占有相當大比例所不同的是,計算機、程控機機房內(nèi)的熱負荷是以顯熱負荷為主。
因此對于熱負荷狀況不同的場合應選用不同類型的空調(diào)機。
通常用顯熱比(SFH)作為空調(diào)機的重要指標。
概略計算(也稱為估算)
在機房初始設計階段,為了較快的選定空調(diào)機的容量,可采用此方法,即以單位面積所需冷量進行估算。
計算機房(包括程控交換機房):
樓層較高時,250~300kcal/m2h
樓層較低時,150~250kcal/m2h(根據(jù)設備的密度作適當?shù)脑鰷p)
辦公室(值班室):
90kcal/m2h
簡易熱負荷計算
計算機房空調(diào)負荷,主要來自計算機設備、外部設備及機房設備的發(fā)熱量,大約占總熱量的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(diào)房間負荷計算相同。
計算機制造商,一般能提供設備發(fā)熱量的具體數(shù)值。
否則根據(jù)計算機的耗電量計算其發(fā)熱量。
a. 外部設備發(fā)熱量計算
Q=860N¢(kcal/h)
式中:
N:
用電量(kW);
¢:
同時使用系數(shù)(0.2~0.5);
860:
功的熱當量,即l kW電能全部轉(zhuǎn)化為熱能所產(chǎn)生的熱量。
b. 主機發(fā)熱量計算 Q=860× P× h 1×h 2 ×h 3
式中,P:
總功率(kW);
h 1:
同時使用系數(shù);
h 2:
利用系數(shù);
h 3:
負荷工作均勻系數(shù)。
機房內(nèi)各種設備的總功率,應以機房內(nèi)設備的最大功耗為準,但這些功耗并未全部轉(zhuǎn)換成熱量,因此,必須用以上三種系數(shù)來修正,這些系數(shù)又與計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、用途、工作狀態(tài)及所用電子元件有關。
總系數(shù)一般取0.6~0.8之間為好
c. 照明設備熱負荷計算
機房照明設備的耗電量,一部分變成光,一部分變成熱。
變成光的部分也因被建筑物和設備等所吸收而變成熱。
照明設備的熱負荷計算如下:
Q=C×P kcal/h
式中, P:
照明設備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0.86,日光燈1.0。
d. 人體發(fā)熱量
人體內(nèi)的熱是通過皮膚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(fā)出的熱隨工作狀態(tài)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(jié)構(gòu)的傳導熱
通過機房屋頂、墻壁、隔斷等圍護結(jié)構(gòu)進入機房的傳導熱是一個與季節(jié)、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復雜的問題。
當室內(nèi)外空氣溫度保持一定的穩(wěn)定狀態(tài)時,由平面形狀墻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(jié)構(gòu)的導熱系數(shù)(kcal/m2h℃);
F:
圍護結(jié)構(gòu)面積(m2);
t1:
機房內(nèi)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(jié)構(gòu)如隔斷等時,室內(nèi)外計算溫度差應乘以修正系數(shù),其值通常取0.4~0.7。
常用材料導熱系數(shù)如下表所示:
材料 導熱系數(shù) (kcal/m2h℃)材料 導熱系數(shù) (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(zhì)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
當玻璃受陽光照射時,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(zhuǎn)化為熱。
被玻璃吸收的熱使玻璃溫度升高,其中一部分通過對流進入機房也成為熱負荷。
透過玻璃進入室內(nèi)的熱量可按下式計算:
Q=KFq (kcal/h)
式中, K:
太陽輻射熱的透入系數(shù);
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)。
透入系數(shù)K值取決于窗戶的種類,通常取0.36~0.4。
太陽輻射熱強度q隨緯度、季節(jié)和時間而不同,又隨太陽照射角度而變化。
具體數(shù)值請參考當?shù)貧庀筚Y料。
g. 換氣及室外侵入的熱負荷
為了給在計算機房內(nèi)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,需要通過空調(diào)設備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。
通過門、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(shù)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。
由于這些設備的功耗一般都較小,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(nèi)使用大量的傳輸電纜,也是發(fā)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)。
總之,機房熱負荷應由上述a—h各項熱負荷之和來確定