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機(jī)房?jī)?nèi)所需的精密空調(diào)冷量如何計(jì)算
為了確定空調(diào)機(jī)的容量，以滿足機(jī)房溫度、濕度、潔凈度和送風(fēng)速度的要求(簡(jiǎn)稱四度要求)。必須首先計(jì)算機(jī)房的熱負(fù)荷。
機(jī)房的熱負(fù)荷主要來自兩個(gè)方面：
其一是機(jī)房?jī)?nèi)部產(chǎn)生的熱量，它包括：室內(nèi)計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備的發(fā)熱量，機(jī)房輔助設(shè)施和機(jī)房設(shè)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??；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(jī)房外部產(chǎn)生的熱量，它包括：
傳導(dǎo)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(jī)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(jìn)入房間的熱量(顯熱)；對(duì)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(fēng)侵入的熱量和換氣帶進(jìn)的熱量，不僅使室溫升高，也會(huì)增加室內(nèi)的含濕量，因此需要除濕。這部分熱負(fù)荷稱為潛熱負(fù)荷，而機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備散發(fā)的熱量只是室內(nèi)的溫度升高，這種熱負(fù)荷稱為顯熱負(fù)荷。與一般賓館、辦公室、會(huì)議室等潛熱占有相當(dāng)大比例所不同的是，計(jì)算機(jī)、程控機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)的熱負(fù)荷是以顯熱負(fù)荷為主。因此對(duì)于熱負(fù)荷狀況不同的場(chǎng)合應(yīng)選用不同類型的空調(diào)機(jī)。通常用顯熱比(SFH)作為空調(diào)機(jī)的重要指標(biāo)。
在機(jī)房初始設(shè)計(jì)階段，為了較快的選定空調(diào)機(jī)的容量，可采用此方法，即以單位面積所需冷量進(jìn)行估算。
計(jì)算機(jī)房（包括程控交換機(jī)房）：
樓層較高時(shí)，250～300kcal/m2h
樓層較低時(shí)，150～250kcal/m2h（根據(jù)設(shè)備的密度作適當(dāng)?shù)脑鰷p）
辦公室（值班室）：90kcal/m2h
簡(jiǎn)易熱負(fù)荷計(jì)算
計(jì)算機(jī)房空調(diào)荷，主要來自計(jì)算機(jī)設(shè)備、外部設(shè)備及機(jī)房設(shè)備的發(fā)熱量，大約占總熱量的80%以上，其次是照明熱、傳導(dǎo)熱、輻射熱等，這幾項(xiàng)計(jì)算方法與一般空調(diào)房間負(fù)荷計(jì)算相同。計(jì)算機(jī)制造商，一般能提供設(shè)備發(fā)熱量的具體數(shù)值。否則根據(jù)計(jì)算機(jī)的耗電量計(jì)算其發(fā)熱量。
a.外部設(shè)備發(fā)熱量計(jì)算
Q＝860N￠(kcal／h)
式中：N：用電量(kW)；￠：同時(shí)使用系數(shù)(0.2～0.5)；860：功的熱當(dāng)量，即lkW電能全部轉(zhuǎn)化為熱能所產(chǎn)生的熱量。
b.主機(jī)發(fā)熱量計(jì)算Q＝860×P×h1×h2×h3
式中，P：總功率(kW)；
h1：同時(shí)使用系數(shù)；
h2：利用系數(shù)；
h3：負(fù)荷工作均勻系數(shù)。
機(jī)房?jī)?nèi)各種設(shè)備的總功率，應(yīng)以機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的最大功耗為準(zhǔn)，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(jì)算機(jī)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(guān)。總系數(shù)一般取0.6～0.8之間為好
c.照明設(shè)備熱負(fù)荷計(jì)算
機(jī)房照明設(shè)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(shè)備等所吸收而變成熱。照明設(shè)備的熱負(fù)荷計(jì)算如下：
Q＝C×Pkcal／h
式中，P：照明設(shè)備的標(biāo)稱額定輸出功率(W)；
C：每輸出lW的熱量(kcal／hW)，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(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37ca1。在兩種情況下，其總熱負(fù)荷均為102cal。
e.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
f.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。
g.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。
h.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。
機(jī)房得熱量及冷負(fù)荷
(一)機(jī)房得熱量
在室內(nèi)外熱、濕擾量作用下，某一時(shí)刻進(jìn)入一個(gè)空調(diào)房間的總熱量和濕量稱為在該時(shí)刻的得熱量和得濕量。如果得熱量為負(fù)值時(shí)稱為耗熱量。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。
1.機(jī)房顯熱量來源
(1)透過外窗進(jìn)人室內(nèi)的太陽輻射熱量。
(2)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳人室內(nèi)的熱量。
(3)設(shè)備散熱量。
(4)人體散熱量。
(5)照明散熱量。
(6)新風(fēng)散熱量。
2．機(jī)房潛熱量來源
(1)工作人員人體散熱量。
(2)滲透空氣及新風(fēng)換氣散熱量。
(二)機(jī)房冷負(fù)荷
在某一時(shí)刻為保持房間具有穩(wěn)定的溫度、濕度，需要向房間空氣中供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷。相反，為補(bǔ)償房間失熱量而需向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負(fù)荷。為維持室內(nèi)相對(duì)濕度所需由房間除去或增加的濕量稱為濕負(fù)荷。
冷負(fù)荷與得熱量在數(shù)量上有時(shí)相等，有時(shí)則不等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工特性及得熱量的類型決定了得熱和負(fù)荷的關(guān)系。在瞬時(shí)得熱中的潛熱得熱及顯熱得熱中的對(duì)流成分是直接散放到房間空氣中的熱量，它們立即構(gòu)成瞬時(shí)負(fù)荷。機(jī)房?jī)?nèi)計(jì)算機(jī)的散熱則大部分構(gòu)成瞬時(shí)負(fù)荷，例如CPU散熱片與CPU表面直接接觸，CPU表面的熱量通過熱傳導(dǎo)傳遞給CPU散熱片，散熱風(fēng)扇產(chǎn)生氣流通過熱對(duì)流將CPU散熱片表面的熱量帶走i而機(jī)箱內(nèi)空氣的流動(dòng)也是通過熱對(duì)流將CPU散熱片周圍空氣的熱量帶走，直到機(jī)箱外。而顯熱得熱中的輻射成分，如外窗的瞬時(shí)日射得熱及照明輻射熱，不能立即構(gòu)成瞬時(shí)冷負(fù)荷，因?yàn)殍D射熱透過空氣被室內(nèi)各種物體的表面所吸收和儲(chǔ)存，這些物體的溫度會(huì)升高，一旦其表面溫度高于室內(nèi)空氣溫度時(shí)，它們又以對(duì)流方式將儲(chǔ)存的熱量散發(fā)給空氣。
