只要是電子設(shè)備，在工作過程中都會產(chǎn)生熱量，在數(shù)據(jù)中心機房計算機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，為了避免設(shè)備溫度升高至無法接受的程度，必須使這些熱量擴散掉，否則熱量的積累將會導(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。
機房顯熱量來源:透過外窗進人室內(nèi)的太陽輻射熱量、通過圍護結(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，其熱負荷應(yīng)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(dāng)室溫為24℃時，其顯熱負荷為56cal，潛熱負荷為46cal;當(dāng)室溫為21℃時，其顯熱負荷為65cal，潛熱負荷為37cal。在兩種情況下，其總熱負荷均為102cal。
計算步驟: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)定義進行發(fā)熱量計算，并將結(jié)果填寫到“發(fā)熱量分類匯總”列表中。將各分類匯總項相加，得到總發(fā)熱量。
數(shù)據(jù)定義:IT設(shè)備總負載功率(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，而顯熱又包括對流熱和輻射熱兩種成分，計算設(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?，因此，交流電源干線所消耗的能量基本上都會轉(zhuǎn)換為熱量，這樣一來，IT設(shè)備的發(fā)熱量就可以簡單地等同于該設(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(shè)備的新風(fēng)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(guān)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(fēng)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。
(2)圍護結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)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(dǎo)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(guān)的量。因此，要準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，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(dǎo)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(dāng)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(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，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(dāng)?shù)貧庀筚Y料。
(4)UPS熱量的產(chǎn)出由此公式計算得出:
產(chǎn)熱量(BTU/小時)=負載功率(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，它的產(chǎn)熱量會增加，但這是很正常的。UPS輸出的這些能量并不需要特別注意，無須計算在通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計容量中。
(5)工藝設(shè)備的散熱量計算公式為:
Q=1000n1n2n3n4SN/η(W)
Q---------工藝設(shè)備散熱總量
n1---------電機空量利用系數(shù)(安裝系數(shù)),即最大實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---------同時使用系數(shù)，即房間內(nèi)電動機同時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---------負荷系數(shù)，每小時的平均實耗功率與設(shè)計最大實耗功率之比，它反映了平均負荷達到一個新的水平最大負荷的程度，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)，即電機散熱的最大瞬時負荷與每小時實耗功率之比，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---------電動機的額定功率(安裝功率);
η---------電動機效率(一般取85);
那么，現(xiàn)在我想請問:如果有一個潔凈無排風(fēng)潔凈室，二班工作制，室內(nèi)有兩臺工藝設(shè)備，同時工作，每臺設(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)?(因為是同時工作)，n3我們?nèi)?.5,n4我們?nèi)?(因為是無排風(fēng))，S我們?nèi)?.9。那么這個潔凈室工藝設(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(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=860Pl(kcal/h)式中，
860:功的熱當(dāng)量(kca1/h);
P:每米電纜的功耗(W);
l:電纜的長度(m)。
總之，機房熱負荷應(yīng)由上述a-h各項熱負荷之和來確定。
數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡(luò)機房散熱量計算案例
某數(shù)據(jù)中心個面積為465平方米，額定功率為250kW，內(nèi)有150個機架，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)備負載的1.5倍。
在本例中，總散熱量中數(shù)據(jù)中心內(nèi)各項所占的百分比，請注意，由于該系統(tǒng)功率僅為額定功率的30%，所以對UPS和配電系統(tǒng)在總發(fā)熱量中所占比例的估計要高于其實際值。如果系統(tǒng)以滿負荷運轉(zhuǎn)，電源系統(tǒng)的效率將提高，它在整個系統(tǒng)發(fā)熱量中所占的比例將降低。如果對系統(tǒng)進行過度規(guī)劃，那么將付出效率大幅降低的高昂代價。
