前言：

        只要是電子設(shè)備，在工作過程中都會(huì)產(chǎn)生熱量，在數(shù)據(jù)中心機(jī)房計(jì)算機(jī)處理信息的儀器中交流電源的能量幾乎全轉(zhuǎn)化成熱量了，也就是說，從設(shè)備的電源消耗就可推算出熱量的產(chǎn)生量，為了避免機(jī)房機(jī)柜設(shè)備溫度升高至無法接受的程度，必須使這些熱量擴(kuò)散掉，否則熱量的積累將會(huì)導(dǎo)致故障，選擇適合的通風(fēng)或冷卻系統(tǒng)，首先需要知道設(shè)備的產(chǎn)熱量和散熱空間。

        機(jī)房顯熱量來源：透過外窗進(jìn)人室內(nèi)的太陽輻射熱量、通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳人室內(nèi)的熱量、設(shè)備散熱量、人體散熱量、照明散熱量、新風(fēng)散熱量。

        機(jī)房潛熱量來源：工作人員人體散熱量、滲透空氣及新風(fēng)換氣散熱量，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(fù)荷應(yīng)是顯熱和潛熱負(fù)荷之和，人體發(fā)出的熱隨工作狀態(tài)而異。機(jī)房中工作人員可按輕體力工作處理。當(dāng)室溫為24℃時(shí)，其顯熱負(fù)荷為56cal，潛熱負(fù)荷為46cal；當(dāng)室溫為21℃時(shí)，其顯熱負(fù)荷為65cal，潛熱負(fù)荷為37cal。在兩種情況下，其總熱負(fù)荷均為102cal。

        計(jì)算步驟：首先收集“所需數(shù)據(jù)”列表中要求的信息。然后根據(jù)下面的數(shù)據(jù)定義進(jìn)行發(fā)熱量計(jì)算，并將結(jié)果填寫到“發(fā)熱量分類匯總”列表中。將各分類匯總項(xiàng)相加，得到總發(fā)熱量。

        數(shù)據(jù)定義：IT設(shè)備總負(fù)載功率（W）—所有IT設(shè)備電源輸入功率之和，電源系統(tǒng)額定功率—UPS系統(tǒng)的額定功率。如果使用了冗余系統(tǒng)，請(qǐng)勿包括冗余UPS的功率。

        根據(jù)性質(zhì)不同，得熱量又分為顯熱和潛熱，而顯熱又包括對(duì)流熱和輻射熱兩種成分，計(jì)算設(shè)備或其他IT設(shè)備通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)哪芰靠梢院雎圆挥?jì)，因此，交流電源干線所消耗的能量基本上都會(huì)轉(zhuǎn)換為熱量，這樣一來，IT設(shè)備的發(fā)熱量就可以簡(jiǎn)單地等同于該設(shè)備的電力消耗量（均以瓦特為單位）。

        （1）換氣及室外侵入的熱負(fù)荷 

        為了給在計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)工作人員不斷補(bǔ)充新鮮空氣，以及用換氣來維持機(jī)房的正壓，需要通過空調(diào)設(shè)備的新風(fēng)口向機(jī)房送入室外的新鮮空氣，這些新鮮空氣也將成為熱負(fù)荷。通過門、窗縫隙和開關(guān)而侵入的室外空氣量，隨機(jī)房的密封程度，人的出入次數(shù)和室外的風(fēng)速而改變。這種熱負(fù)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(fù)荷。

        （2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)熱 

        通過機(jī)房屋頂、墻壁、隔斷等圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入機(jī)房的傳導(dǎo)熱是一個(gè)與季節(jié)、時(shí)間、地理位置和太陽的照射角度等有關(guān)的量。因此，要準(zhǔn)確地求出這樣的量是很復(fù)雜的問題。 當(dāng)室內(nèi)外空氣溫度保持一定的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由平面形狀墻壁傳入機(jī)房的熱量可按下式計(jì)算： 

        Q＝KF(t1-t2)kcal／h 式中，

        K：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)(kcal／m2h℃)；

        F：圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積(m2)；

        t1：機(jī)房?jī)?nèi)溫度(℃)；

        t2：機(jī)房外的計(jì)算溫度(℃)。 

        當(dāng)計(jì)算不與室外空氣直接接觸的圍護(hù)結(jié)構(gòu)如隔斷等時(shí)，室內(nèi)外計(jì)算溫度差應(yīng)乘以修正系數(shù)，其值通常取0.4～0.7。

        常用材料導(dǎo)熱系數(shù)如下表所示： 材料導(dǎo)熱系數(shù)(kcal/m2h℃)材料導(dǎo)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

        （3）從玻璃透入的太陽輻射熱 

        當(dāng)玻璃受陽光照射時(shí)，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩下透過玻璃射入機(jī)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(duì)流進(jìn)入機(jī)房也成為熱負(fù)荷。 

        透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的熱量可按下式計(jì)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(jìn)入的太陽輻射熱強(qiáng)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(qiáng)度q隨緯度、季節(jié)和時(shí)間而不同，又隨太陽照射角度而變化。具體數(shù)值請(qǐng)參考當(dāng)?shù)貧庀筚Y料。

        （4）UPS熱量的產(chǎn)出由此公式計(jì)算得出：  

        產(chǎn)熱量（BTU/小時(shí)） = 負(fù)載功率（瓦特）x 無用功比例（由表1查出）x 3.41 （BTU轉(zhuǎn)換常數(shù)）  注意：當(dāng)UPS工作在電池放電模式或正在給電池充電時(shí)，它的產(chǎn)熱量會(huì)增加，但這是很正常的。UPS輸出的這些能量并不需要特別注意，無須計(jì)算在通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容量中。

        （5）工藝設(shè)備的散熱量計(jì)算公式為:  

        Q=1000n1n2n3n4SN/η （W） 

        Q---------工藝設(shè)備散熱總量   

        n1---------電機(jī)空量利用系數(shù)(安裝系數(shù)),即最大實(shí)耗功率與安裝功率之比,它反映了客定功率N的利用程度,一般為0.7~0.9 ； 

        n2---------同時(shí)使用系數(shù)，即房間內(nèi)電動(dòng)機(jī)同時(shí)使用的安裝功率與總安裝功率之比，根據(jù)工藝過程的設(shè)備使用情況而定，一般為0.5~0.8；   

        n3---------負(fù)荷系數(shù)，每小時(shí)的平均實(shí)耗功率與設(shè)計(jì)最大實(shí)耗功率之比，它反映了平均負(fù)荷達(dá)到一個(gè)新的水平最大負(fù)荷的程度，一般可取0.5左右；

        n4---------考慮排風(fēng)帶走熱量的系數(shù)，一般可取0.5；  

        S---------蓄熱系數(shù)，即電機(jī)散熱的最大瞬時(shí)負(fù)荷與每小時(shí)實(shí)耗功率之比，三班班工作制取0.95,二班工作制取0.9,一班工作制取0.80；  

        N---------電動(dòng)機(jī)的額定功率（安裝功率）；  

        η---------電動(dòng)機(jī)效率（一般取85）； 

        那么，現(xiàn)在我想請(qǐng)問：如果有一個(gè)潔凈無排風(fēng)潔凈室，二班工作制，室內(nèi)有兩臺(tái)工藝設(shè)備，同時(shí)工作，每臺(tái)設(shè)備的安裝功率（N）都是6KW，n1(0.7~0.9)我們?nèi)?.8，n2（0.5~0.8）我們?nèi)?（因?yàn)槭峭瑫r(shí)工作），n3我們?nèi)?.5, n4我們?nèi)?(因?yàn)槭菬o排風(fēng))，S我們?nèi)?.9。那么這個(gè)潔凈室工藝設(shè)備的總散熱量應(yīng)為： 

        Q=1000n1n2n3n4SN/η   

        Q=1000×0.8×1×0.5×1×0.9×(6×2)/85  

        Q=360×12/85

        Q=50.82 (W)

        （6）其它熱負(fù)荷 

        在機(jī)房中，除上述熱負(fù)荷外，在工作中使用示被器、電烙鐵、吸塵器等都將成為熱負(fù)荷。由于這些設(shè)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(dāng)量之積來計(jì)算。此外，機(jī)房?jī)?nèi)使用大量的傳輸電纜，也是發(fā)熱體。其計(jì)算如下： 

        Q＝860Pl(kcal／h) 式中，

        860：功的熱當(dāng)量(kca1／h)； 

        P：每米電纜的功耗(W)；

        l：電纜的長(zhǎng)度(m)。 

        總之，機(jī)房熱負(fù)荷應(yīng)由上述a—h各項(xiàng)熱負(fù)荷之和來確定。

        數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡(luò)機(jī)房散熱量計(jì)算案例
 

        某數(shù)據(jù)中心個(gè)面積為465平方米，額定功率為250kW，內(nèi)有150個(gè)機(jī)架，最多有20位人員。在本例中，按照慣例假設(shè)該數(shù)據(jù)中心的功率負(fù)載為額定功率的30%，即75kW.在上述條件下，數(shù)據(jù)中心的總發(fā)熱量為108kW，約為IT設(shè)備負(fù)載的1.5倍。
 

        在本例中，總散熱量中數(shù)據(jù)中心內(nèi)各項(xiàng)所占的百分比，請(qǐng)注意，由于該系統(tǒng)功率僅為額定功率的30%，所以對(duì)UPS和配電系統(tǒng)在總發(fā)熱量中所占比例的估計(jì)要高于其實(shí)際值。如果系統(tǒng)以滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，電源系統(tǒng)的效率將提高，它在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)熱量中所占的比例將降低。如果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行過度規(guī)劃，那么將付出效率大幅降低的高昂代價(jià)。