【必藏篇】数据中心机房设备发热量精确计算方法.pdfVIP

前言：

只要是电子设备，在工作过程中都会产生热量，在数据中心机房计算机处理信息的仪器

中交流电源的能量几乎全转化成热量了，也就是说，从设备的电源消耗就可推算出热量的产

生量，为了避免设备温度升高至无法接受的程度，必须使这些热量扩散掉，否则热量的积累

将会导致故障，选择适合的通风或冷却系统，首先需要知道设备的产热量和散热空间。

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机房显热量来源：透过外窗进人室内的太阳辐射热量、通过围护结构传人室内的热量、设备

散热量、人体散热量、照明散热量、新风散热量。

机房潜热量来源：工作人员人体散热量、渗透空气及新风换气散热量，人体内的热是通过皮

肤和呼吸器官放出来的，这种热因含有水蒸汽，其热负荷应是显热和潜热负荷之和，人体发

出的热随工作状态而异。机房中工作人员可按轻体力工作处理。当室温为24℃时，其显热

负荷为56cal，潜热负荷为46cal；当室温为21℃时，其显热负荷为65cal，潜热负荷为37cal。

在两种情况下，其总热负荷均为102cal。

计算步骤：首先收集“所需数据”列表中要求的信息。然后根据下面的数据定义进行发热量

计算，并将结果填写到“发热量分类汇总”列表中。将各分类汇总项相加，得到总发热量。

数据定义：IT设备总负载功率（W）—所有IT设备电源输入功率之和，电源系统额定功率

—UPS系统的额定功率。如果使用了冗余系统，请勿包括冗余UPS的功率。

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根据性质不同，得热量又分为显热和潜热，而显热又包括对流热和辐射热两种成分，计

算设备或其他IT设备通过数据线传输的能量可以忽略不计，因此，交流电源干线所消耗的

能量基本上都会转换为热量，这样一来，IT设备的发热量就可以简单地等同于该设备的电力

消耗量（均以瓦特为单位）。

（1）换气及室外侵入的热负荷

为了给在计算机房内工作人员不断补充新鲜空气，以及用换气来维持机房的正压，需要

通过空调设备的新风口向机房送入室外的新鲜空气，这些新鲜空气也将成为热负荷。通过门、

窗缝隙和开关而侵入的室外空气量，随机房的密封程度，人的出入次数和室外的风速而改变。

这种热负荷通常都很小，如需要，可将其拆算为房间的换气量来确定热负荷。

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（2）围护结构的传导热

通过机房屋顶、墙壁、隔断等围护结构进入机房的传导热是一个与季节、时间、地理位

置和太阳的照射角度等有关的量。因此，要准确地求出这样的量是很复杂的问题。当室内外

空气温度保持一定的稳定状态时，由平面形状墙壁传入机房的热量可按下式计算：

Q＝KF(t1-t2)kcal／h式中，

K：围护结构的导热系数(kcal／m2h℃)；

F：围护结构面积(m2)；

t1：机房内温度(℃)；

t2：机房外的计算温度(℃)。

当计算不与室外空气直接接触的围护结构如隔断等时，室内外计算温度差应乘以修正系

数，其值通常取0.4～0.7。

常用材料导热系数如下表所示：材料导热系数(kcal/m2h℃)材料导热系数(kcal/m2h℃)

普通混凝土1.4～1.5、石膏板0.2、轻型混凝土0.5～0.7、石棉水泥板1、砂浆1.3、软质纤

维板0.15、熟石膏0.5、玻璃纤维0.03、砖1.1、镀锌钢板38、玻璃0.7、铝板180、木材0.1~0.25

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（3）从玻璃透入的太阳辐射热

当玻璃受阳光照射时，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩下透过玻璃射入机房转化

为热。被玻璃吸收的热使玻璃温度升高，其中一部分通过对流进入机房也成为热负荷。

透过玻璃进入室内的热量可按下式计算：Q＝KFq(kcal／h)

式中，K：太阳辐射热的透入系数；

F：玻璃窗的面积(m2)；

q：透过玻璃窗进入的太阳辐射热强度(kcal／m2h)。

透入系数K值取决于窗户的种类，通常取0.36～0.4。

太阳辐射热强度q随纬度、季节和时间而不同，又随太阳照射角度而变化。具体数值请

参考当地气象资料。

（4）UPS热量的产出由此公式计算得出：

产热量（BTU/小时）=负载功率（瓦特）x无用功比例（由表1查出）x3.41（BTU

转换常数）注意：当UPS工作在电池放电模式或正在给电池充电时，它的产热量会增加，