計算設備或其他IT設備通過數(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設備的發(fā)熱量就可以簡單地等同于該設備的電力消耗量（均以瓦特為單位）。

確定整個系統(tǒng)的發(fā)熱量

一個系統(tǒng)的總發(fā)熱量等于它所有組件的發(fā)熱量之和。整個系統(tǒng)應包括IT設備及其他項，例如UPS、配電系統(tǒng)、精密空調(diào)、照明設施和人員等。不過，可以根據(jù)簡單的標準規(guī)則確定各項的發(fā)熱量。

UPS和配電系統(tǒng)的發(fā)熱量由兩部分組成：一部分是固定的損耗值，另一部分與負載功率成正比。對于不同品牌和型號的設備，可以認為它們的這兩部分熱量損耗是一致的，因此可以比較準確地估計它們的發(fā)熱量。照明設施和人員所產(chǎn)生的熱量也可以使用標準值進行估算。要確定整個系統(tǒng)的熱負荷，只需要一些很容易獲取的數(shù)值信息，例如地板面積（平方英尺）和電力系統(tǒng)的額定功率等。

空調(diào)裝置的風扇和壓縮機會產(chǎn)生相當多的熱量。不過這些熱量大部分會釋放到房間外部，不會給數(shù)據(jù)中心內(nèi)部帶來熱量負荷。但是它會降低空調(diào)系統(tǒng)的效率，因而在確定空調(diào)系統(tǒng)的功率時通常需要加以考慮。

可以使用數(shù)據(jù)中心內(nèi)各項的發(fā)熱量進行詳細的熱量分析，不過有一種更快的方法，即利用簡單規(guī)則進行估算，這樣所得的結(jié)果與復雜分析的結(jié)果相差不大。這種快速估算法的優(yōu)勢還在于不具備任何專業(yè)知識或未經(jīng)過專業(yè)培訓的任何人都可勝任這一工作。

表1為快速計算熱量負荷數(shù)據(jù)表。使用該數(shù)據(jù)表，可以迅速可靠地確定數(shù)據(jù)中心的總的熱負荷。該數(shù)據(jù)表的使用方法見表1后的計算步驟。

表1―數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡機房散熱量計算數(shù)據(jù)表

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設備總負載功率(W)—所有IT設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。

數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡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)各項所占的百分比如圖1所示。

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。

對其他熱源的計算

上述分析并沒有考慮周圍環(huán)境中的熱源，例如透過窗口照射進來的陽光和從墻外傳導進來的熱量。許多小型數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡機房沒有暴露在室外的墻或窗戶，這時則不需要考慮上述熱源。但是，對于墻或屋頂暴露在室外的大型數(shù)據(jù)中心而言，額外的熱量會進入數(shù)據(jù)中心，在設計空調(diào)系統(tǒng)制冷量時必須考慮這些熱量。建筑圍護的透熱量請參考連續(xù)橙色預警小心數(shù)據(jù)中心高溫并發(fā)癥一文。

加濕給空調(diào)系統(tǒng)帶來額外熱負荷

數(shù)據(jù)中心空調(diào)除了熱交換外，還應能控制房間相對濕度。在理想情況下，達到所需相對濕度時，系統(tǒng)將在水分含量穩(wěn)定的空氣中工作，這時不需要持續(xù)進行加濕。但不幸的是，在大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)中，其空氣制冷功能會造成水蒸氣大量凝結(jié)，從而使空氣相對濕度不夠。因此，需要進行補償性的加濕以維持所需的濕度。

補償性加濕會給空調(diào)系統(tǒng)帶來額外的熱量負荷，實際上降低了空調(diào)系統(tǒng)的制冷容量，在設計容量時需要考慮到這一點。

對于小型數(shù)據(jù)機房或較大的配線柜而言，空調(diào)系統(tǒng)通過管道隔離了送風與回風，不會造成冷凝，因此不需要持續(xù)進行補償性加濕。這樣空調(diào)的制冷能力可以得到充分利用，從而使制冷效率達到最高。

對于氣流大量混合的大型數(shù)據(jù)中心而言，空調(diào)系統(tǒng)必須提供溫度較低的空氣，以抵消設備釋放的熱空氣回流所造成的影響。這將導致空氣相對濕度顯著降低，因而需要進行補償性加濕。這使空調(diào)系統(tǒng)的性能和制冷能力受到較大影響。因此，在確定空調(diào)系統(tǒng)的制冷容量時，必須加大30%。

總之，在估計計算機機房空調(diào)系統(tǒng)的制冷容量時，需酌情增加：如果是通過管道隔離回風的小型系統(tǒng)，則無需增加；如果是室內(nèi)空氣混合程度很高的系統(tǒng)，則需增加30%。

確定空調(diào)系統(tǒng)制冷容量

在明確冷卻需求之后，就可以確定空調(diào)系統(tǒng)的制冷容量了。綜上所述，在明確了冷卻需求之后，確定空調(diào)系統(tǒng)的制冷容量時，需考慮下列因素：

• 設備（包括電源設備）的熱負荷

• 建筑物的傳導熱負荷

• 考慮加濕所需的額外熱負荷

• 支持冗余所需的額外熱負荷

• 未來所需的額外熱負荷

所有這些因素的熱負荷之和(W)即為總的熱量負荷。

結(jié)論

在確定服務器等IT系統(tǒng)的冷卻需求時，一般情況下，計算機房空調(diào)系統(tǒng)的額定功率必須是預期的IT額定負載及冗余負載之和的1.3倍。對于面積在400平方米以下的小型網(wǎng)絡機房，這一方法都是適用的。

對于規(guī)模更大的數(shù)據(jù)中心，在選擇空調(diào)系統(tǒng)時通常還要考慮冷卻需求之外的其他因素。一般而言，墻和屋頂之類的其他熱源和空氣回流等造成的影響不容忽視，必須針對具體情況加以考慮。

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• 文章標簽： 發(fā)熱量 機房 方法
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