数据中心负荷计算方法

（3）机房用电要求要大于35KW,三相单独的接入空开不小于63A（越

大越好。80,100最好），最低不能小于63A。35KW的电流计算方式

为：I=P/U1=35/根号三*0.38*0.9=59A所以三相空开不能/、、于

59A往上一级就是63A

三相电功率公式：P=V3*U*T*cosd）

式中：P代表功率，U代表线电压，I代表电流，cos。代表功率因素。

73=1.732

功率因素cos。对于阻性负载，取值1

功率因素cos巾对于感性负载，比如电机，取值0.8

计算机房用电不用总都知道耗电率高，就按目前来说，大型数据中心

机房用电量，机房用电分配是：TT占44%,制冷占38%以上（有甚至的

高达50%）,其余电源、照明占18%左右。可以看出制冷耗电是影响

PUE值的关键，空调冷是机房的耗电元凶。

01、机房工作站、存储等占地面积计算

机房面积计算公式：

A（主机房面积）=F单台占用面积3.5〜5.5m"台（取中间值

4.5）*N机柜总台数

主机房面积=4.5（nf/台）*30台:135nl2

02、UPS选型指标

(1)机房内设备的用电量。

例如机房计划安装30台机柜，每个机柜按照3KW功耗计算，机

房内机柜设备的耗电将在3KW*30台=90KW。

(2)机房内其它设备(消防、监控、应急照明)监控、应急照明和

消防设备耗电大约在8000W左右。

(3)不间断电源系统的基本容量可按下式计算:E21.2P式中

E—不间断电源系统的基本容量(不包含冗余不间断电源设备)

P—电子信息设备的计算负荷[(KW/KVA)]

P=l)+2)=90KW+8KW=98KW

E2L2PE2L2*98KWE^110.4KVA

考虑UPS运行在60%和70%之间是最佳状态，建议在上面的计算

结果除以0.7进行再一次放大。110.4KVA/0.6〜184KVA。

根据机型手册选择靠近功率的机型，因此选择200KVA的UFS。

为了电源端的安全可靠性，建议采用UPS机器配置1+1冗余方案，因

此需要两台200KVA的UPS。所以在选型上：选择两台200KVAUPS做

1+1并机。

KVA是容量单位，KW是负荷功率单位，一般选择

变压器容量是考虑功率因数，也就是如果电气设备额

定总功率100KW,考虑到功率因数按0.8计算，就要

选100/0.8=125KVA的变压器。

kva与kw的区别

KVA视在功率的单位，一般指变压器的容量，KW

有功功率的单位。在功率因数为1时，KVA等于KW,

KVA是视在功率的单位，包括有功功率(KW)和无功功

率(KVar)o

千伏安KVA是视在功率，其中包括有功功率和无

功功率。

千瓦KW是有功功率，千瓦(KW)=千伏安(KVA)乘

以功率因数。

也可以向外行人这样解释：用一瓶酒表示KVA,

能真正喝进嘴里的代表KW,喝完后的空酒瓶子是

KVaro一支烟是KVA,能抽的是KW,烟尼股是KVar。

kW和kVar之间的关系和换算还有一个概念-功率

因数cos①，有功功率kW=UIcos中、无功功率

kVar=UIsin①、而视在功率kVA=UI(U为电压、I为电

流)。在向供电局申请用电时应该填报你需要使用的有

功功率，也就是需要多少kw就行。如果你计算的建筑

总用电量合计为4500kW,象这样大的用电量，供电局

肯定要求你安装无功补偿置。

假定你补偿后的功率因数能达到0.9以上，以0.9

计算。那视在功率就45004-0.9=5000kVA,再考虑一

定的负荷余量及变压器的规格型号，恐怕最小得用

5600kVA的变压器才行。当然这只是计算，实际运用

中，还得看你的负荷的同时率等因素来考虑。

2.4数据中心的规模分析

数据中心的规模涉及三个因素：面积、电量、制

冷量，最终能够实际使用的规模取决于三者中的短板。

民用建筑规模的核心指标是面积，而数据中心规模三

因素中电量是核心指标。

2.4.1市电容量模型

涉及三个方面：

(1)IT关键负载，即IT设备的实际用电负载;

(2)总用电负载，即数据中心的总用电负载，包

括IT设备、空调、照明等的负载；(3)市电进线

容量，即向供电局申请的用电容量。

如果IT关键负载为lOOOkW,在一个比较节能

(PUE=1.6)的绿色数据中心，总用电负载为1000X

1.6=1600kW,吉电进线容量需求大约为1600/0.9%

1800kVA,考虑适当容量冗余，向供电局申请的市电进

线容量为2000kVA,高等级数据中心要申请两路各

2000kVA的单独进线。

在实际建设中，应根据安装设备IT关键负载来预

估市电容量。

2.4.2面积测算模型

(1)工作区：IT设备区占用的面积，信息机房、

通信机房等；

(2)第一类辅助区：机电设备区面积，即高低压

配电间、不间断电源室、蓄电池室、空调机室、冷冻

机房、发电机室、气体钢瓶室、监控室等设备占用的

面积；

(3)第二类辅助区：资料室、维修室、技术人员

办公室等。

(4)第三类辅助区：储存室、缓冲间、技术人员

休息室、盥洗室、会客间、备品备件室等。

将以下两种方法结合测算数据中心面积：

(1)公式法

S=K*A

式中：

S——IT设备区的面积，单位平方米(打)；

K——系数，一般取值2.0球/台（架）〜5.0m/

台（架）；

A------机房内的所有设备台（架）总数。

（2）经验法

功率密度是一个与电量和面积有关的概念，是IT

关键负载与IT设备区面积的比值，其数值越高表示单

位面积的耗电越高，计算能力也越强。在实践中，新

建数据中心的常见功率密度在1-2.5kW/m2,专门设

计的高密度数据中心可达到5kW/nr以上。级别越高、

功率密度越高，机电设备区面积也要越大。一个功率

密度为IkW/nf的A级的数据中心，IT与机电区面积的

常见比值为1：3（经验值），即1000近的IT设备区

面积，需要3000rtf的机电设备区面积。

2.5绿色数据中心指标PUE

PUE为数据中心能源效率（PowerUsage

Effectiveness）,计算公式：PUE=中心总用电量/

IT设备用电量。输入到数据中心的电量经过供电系统

的损耗之后，有部分供给了空调系统，还有照明、电

梯等楼宇设施的用电，真正被IT设备使用的电量只

是总电量中的一部分。

PUE=1时意味着数据中心所有的电量都供给IT

设备使用（理论上的最高能效），

PUE=2时意味着IT设备每用1度电，非IT设备

也要用1度电。常见的PUE值在2.2以上，甚至高达

3.0,而绿色数据中心的PUE值可达到1.6甚至更低。

低PUE的获得主要依赖于空调系统的设计和散热的

气流组织，需要综合采用各种节能技术，包括自然冷

却技术。

以下表为例说明低PUE设计的价值：这是一个分

两期实施的大型数据中心，一总电量约为13NW,PUE

为2.20时最大IT负载约为6MW,而PUE为1.55时

最大IT负载约为8MW,在总电量不变的情况下能够比

前者多安装5000台标准服务器。当IT负载达到6MW

时，两者每年的电赛差异就高达近2500万元（电费

常常接近数据口心总运行成本的一半）。

表：某大型数据中心的能耗

PUE=2.20时PUE=1.55时

IT负载达到6MW时每年的电费（元/年）（加权平均电价=0.6256元/kWh）

IT负载=6MW时8540305160764077

节省24638974

数据中心一期设计容量为13MW,达到此容量时需要启动二期建设

IT负载临界点约6MW约8MW

折合标准服务器数1.5万台2万台

可扩容能力5000台

蓄电池

1、计算蓄电池容量方法一:

蓄电池容量计算方法一恒电流法好看才

用于铅酸电池，容■大于0.5h.

。2〃x[l+ax(1-25)]

。一蓄电池容■（Ah）；

K—安全系数，取1.25；

I一负荷电流（A）；

T—放电小时数（h）；

「一放电容■系数，见下表；

t-实际电池所在地最低环境温度数值。所在地有采暧设备时，按15'C考虑，无采暧设备

时，按5C考虑。

。一电池温度系数（1/C）当放电小时率N10时，取a=0.006；当10＞放电小时率时,

计算式：Q^K*I*T/n*[l+a*(t-25)](Ah)

其中:

Q：蓄电池容量（Ah）

K：安全系数，取1.25（固定值）

I：负载电流（A）,通过预测所得的机房电流终期值

T：放电小时数（h）,参考局方要求

T1：放电容量系数取定参见右表一

t：最低环境温度数值，机房无采暖设施的按5t,机房有采暖电

a：电池温度系数（1/℃）,参见右表二

传输计算表（8小时）

参数输入

K1.25

I516.7

T5

K*I*T3229.375

n0.94

t15

a0.008

TI*[l+a*(t-25)]0.8648

计算结果Q23734.244912

表一

T1表

电池放电小时数0.512346810220

(h)

1.71.71.71.81.81.81.81.81.81.82

放电终止电压（V）

05500000001.85

防酸电0.30.30.50.40.60.70.70.80.91.0

1.00

池0000159840

n

阀控电0.40.40.50.40.60.70.70.80.91.0

1.00

池5055159810

表二a表

放电小时率a

2100.006

10>T^l0.008

<10.01

2、计算蓄电池容量方法二:

蓄电池容量计算方法一恒功率法》好看，

恒功率算法是指通过查找蓄电池厂家提供的“蓄电池恒功率放电数据表”中的相夫£据飞

算电池所提供的总功率值.

p=__■p,…尔xcos”

「电湎Nx[l+a(-25)]尸电池-〃xNx[l+a(，一25)]

式中：

P电池一2V电池单体的功率，kW；

K—安全系数，取1.25；

Pe一通信设备额定输出功率，kW；

N—2V电池单体串联数・・

t—实际电池所在地最低环境温度数值.所在地有采暖设备时，按15（考虑，无采暧

设备时，按5'C考虑.

S-UPS电源的标称输出功率，kVA；

cos。一负载的功率因数；

n一逆变器的效率；

。一电池温度系数（1/C）当放电小时率210时，取a=0.006；当10＞放电小时率2

1时，取（1=0.008；当放电小时率VI时，取a=0.01・

3、计算蓄电池容量方法三:

Q=CI

式中：

Q：蓄电池组容量(Ah)；

C：容量计算系数；

1：负荷电流(A)。

根据“设计规范”，在不同放电时间、不同环境温度

情况下得出蓄电池组容量计算系数(C),详见表。

在工程计算时，我们］可根据负荷电流及表3中的蓄电池

组容量计算系数(C)快速计算出蓄电池组的总容量。

寰3阀控式蛤酸蓄电池组容・计算系数(C)

放电环境温度放电环境温度放电环境温度放电环境温度

时间5c15c时间5c15€时间5c15c时间5c15c

0.5h*1.741.549h13.8112.6120h28.4126.606d204.55191.49

0.5h»1.951.74lOh14.2113.3021h29.8327.937d238.64223.40

1h・2.712.25llh115.6314.6322h31.2529.268d272.73255.32

12h117.05

lh・3.3】3.0215.9623h32.6730.599d306.82287.23

2h4gR4.4613h184717.2924h34.0031.91lOd340.91319.15

3h5.955.4414h19.8918.6230h42.6139.8912d409.09382.98

4h7.546.88I5h2L3I19.9536h51.1447.8714d477.27446.81

5h8.968.18I6h22.7321.2848h68.1863.8320d681.82638.30

6h10.159.26I7h24.1522.613d102.2795.7424d818.IS765.96

7h11.4510.4518h25.5723.944d136.36127.6628d954.55893.62

8h12.6711.5619h26.9925.275d170.45159.5730d1022.73957.45

注：A中帚•号格中.第一个0.5h.Ih分布站•电池放型终iJ•电技为I.7VHH.75V,«:个0.5h.Ih”阿制苔电能放电算止电压为1.75V.租)V.

资本学院机房动力配套及蓄电池扩容配置方案

根据无线BBU建设周期和进度，本期规划新建11

台BBU,综合考虑机房内设备功耗及后备时长，本期

对资本学院机房内的动力配套及蓄电池进行扩容。

业务汇聚机房传输设备按后备时长8小时，无线

设备按后备时长3小时考虑，根据指导意见，传输和

无线专业共用一套开关电源，故建议开关电源总容量

可一次性配置到位，整流能力可按需扩容。

各专业设各功耗需求如下表所示:

前传波分数据设备

BBU功耗传输设备

设备功耗功耗(W)

(W)功耗(W)

(W)

100080010001000

一、建设存在难点及需注意问题:

1、进行蓄电池组割接前，需开启移动油机以保障

设备用电。

2、由于割接是带电操作，割接时需做好绝缘防护

措施。

3、考虑业务汇聚机房空间有限，机房划分的动力

区只能满足2组1000AH铅酸蓄电池的部署，开关电源

容量为保证建设后期无线BBU满配的情况，故需将总

容量600A的组合式开关电源扩容，总负载可能会超过

150A的门限值，需保证维护应急油机能够满足发电要

求。

4、业务汇聚机房外电容量需满足建设终期各类设

备的功耗用电需求，故建议机房外电容量不小于

35KWO

二、割接建议配置：

1、设备排列和功耗测算

开关电源系统配套满足设备建设需求所需的实际

负载，具体如

总功

单子架典耗W

分类细项数量

型功耗（W）（直

流）

10GE接入层

传输设PTN（具备100GE8001800

备扩展功能）

小计11800

前传波OSN1800100022000

分设备小计222000

数据设OLT100011000

备小计311000

无线设BBU（功耗）10001212000

备小计41212000

通信设备耗电量小计15800

支撑设1000AH*2,10小

电池充电10700

备时充电时间

合计26500

3台3P空调,N+1

空调220534410

配置

照明、动

按3000W/个300013000

环等

合计27410

外电总容量(合计1+合计2).33910

由以上推算过程可知，根据蓄电池容量计算公式:

Q^KIT/TI[1+a(t-25)],

无线和前传波分设备蓄传输和数据设备蓄电池

蓄电池总容量配置

电池配置配置

传输

无线传输设

无线设无线设设备设备蓄

设备备蓄电传输设电池

备蓄电备蓄电蓄电电池总电池配

总电池后备备总电配置

池后备池容量池容容量置(组)

流时长流(A)(Ah)

时长(h)(Ah)量(Ah)

(A)(h)

(Ah)

32621424834394181821000

传输和数据设备功耗约1.8KW,按后备时长8小

时，电流约34A,计算蓄电池容量约为394AH；前传波

分和尢线设备功耗约为14KW,按后备时长3小时，计

算蓄电池容量约为1424AH；蓄电池容量合计为

1818AH,故业务汇聚机房需配置2组1000AH的蓄电池

组，替换现有的2组500AH蓄电池组；用于满足1台

传输PTN设备、1台数据0LT设备、2台前传波分设备、

12台BBU设备后备时长，外电容量不小于35KW。

2、开关电源、空调系统及动环监控配置：

本期需对开关电源系统内蓄电池组进行替换，具体

配置如下表。

开关电源整流模块数量按N+1配置（整流模块计算:

15800/53.5150+1000*2/10150+2=12）,建议本期扩容

4块50A整流模块。

同K原配置容量的计算方法

3）电池均充电流

4）总输出电流

5）整流模块数H

d注：对于1000A以上的系铳,标上个模块兀余一个）

I一模块额定电流

CEIL—向上一整（如3.3-4）

本方案传输和无线专业共用开关电源系统，输出

界面具备二次下电功能；其中传输专业占用二次下电

输出端子，无线专业占用一次下电输出端子。

蓄电池

蓄电

机房建设

数量池容电源系统备注

名称方案

（组）量

（AH）

扩容组合式开将一次将原有

资本开关1000A关电源，容下电的2*500AH

2

学院电源H量600A,配5个63A铅酸蓄

系统置600A（利的空开电池更

旧，本期扩端子更换为

容4块整流换为2*1000A

模块，型号100A,H铅酸蓄

为型号为电池

DZY-48H)CHNT

3、投资估算

业务汇聚机房动力配套需进行开关电源系统扩容

和原电池拆除等，此部分投资不超过10万元（不含

税）。

电池组配置

电源法(通信行业标准YD/T5040)；第一步计算出电池放电电流：1=ExPF/(qxU)

I一电池放电电流，A；E—UPS容量；

PF—UPS输出功率因数；U—电池组工作电压；

n-ups逆变效率。

第二步将放电电流代入容量公式：

电源法-蓄电池容量计算

1台80KVAUPS后备时间30min；选用DCF126-12系列电池.计算电池容是？

台达NT80KVAUPS直流电压为348V电池组选用29只12V电池故N=29,n=6.UPS的功率因

数Pf=08：逆变器转换效率n=0.95。

l=ExPF/(pU)=(80*1000*0.8)/(0.95*348)=193.6A

C=KIT/q[1+a(t-25)]=(1.25*193,6*0.5)/045[1+0.01(5-25)]=336AH

即选择12Vl20ah电池3组，即可满足使用。昭美(武汉)智能科技叁返回搜狐，造看更多

C140fx=2*500*5**54/1000

1LEVEL1外电16-2OKW

2J机房：各2组BBU（2G、4GW5G）

配?E5®

用电项5)ft(KW)合计（KW）

3（台）

4SPN111

5<5«FO(OSN1800)100

6OLT0.810.8

7小计121.8

5GBBU224

无线功吒4GBBU0.5521.1

26BBU0.621工

小计266.3

照明、插座.如不监笠学212

机房配春

3匹空调2.224.4

2・500AH«电池（充电茎数

宜流电源配套2.712.7

5%）

15外电军求（K*）17

16最任AC-相交开3s求（A）36

】、SFWQF喊备6］安妾在综合柜

内：

17空间*求（库合机柜养）22、无线机凭采用2K标准机架，可安

占用1个1

3、0口机架占用0.5个标准机架

18负我电流（A）169

19整总模块（个）（50A/个）5按N4有份，辐1个后爸模块

蓄电池容量效玄0.9

外电转换效率85%

1、充电时间计算方法

电池容量除以充电电流，再乘以系数1.2,时间单位

为小时。

说明：一般电池容量大小都在电池上注明，以毫安为

单位，数值越大容量越大。例如：1200mAh就是表示

电池的容量是1200毫安。同时，充电器一般也标有充

电电流，同样以毫安为单位。

举例：电池容量为1200毫安，充电器充电电流为600

毫安，充电时间即为（1200毫安/600毫安）XL2=2.4

小时，那么这块电池使用这个充电器的充电时间就为

2.4小时。

注意：以上计算方法不适用于新电池。

电池的充电时间可以用公式：电池容量/充电电流*60,

如的电池是2500mA,充电电流为500mA,则可以计算

出2500/500*60=300分钟，实际上，这只是理论的时

间，可能要充更长的时间，因为这种充电器并不是恒

流充电的，就是说，随着充电时间越长，则充电电流

会相对减少。一般来说，充电8个小时不会有什么问

题，充电时，可以用手摸一下电池外表，会有轻微发

热，这说明电池充电良好。1.2V的镁氢电池最高的充

电电压为L4V左右，可用万用表测一下有没有充满。

另，的这种充电器充一节和充多节电池所用的时间是

一样的，因为其输出是彼此独立的。看一看输出

1.2V-500mA*4AA500mA*2AAA，这说明这充电器有四路

500mA的独立输出。

电池容量通常月“安/时”表示。如:20A/H,就是放电

1安培，可以维持20小时，放电2安培可以维持10

小时。有的标有最大放电电流，如：10A,12V电瓶

*10A=120W.用电器只要不大于这个功率就能带动。

200w负载,48V电池的电流为200/48=4.2A你要四个

小时，所以容量应该大于4.2A*4H=16.8AH一楼的正

解

型号120是指电池容量为120安时，充电电流为12安，充电电压大

于电池电压，且调整到电流12安。需要的充电器功率估测：120

安时6伏电瓶需要的充电器的功率约：12*6*1.5=110瓦120安时

12伏电瓶需要的充电器的功率约：12*12*1.5=216瓦120安时24

伏电瓶需要的充电器的功率约：12*24*1.5=432瓦

机房空调负荷计算表：

序号名称教值

1懒交麴瓶(KW)'00

「用蛭拗蛙(W)

235000糜减35%牌

M婿

333250

4懒酢(n?)239

5豺发糖储(阳23900知00W/M战

6蝴武阳57150赂冷储+就躺射苟

75P翱懒解量(W)12000

8鲁更的5P空调镰5就储/5P空调懒鞅量tt

9N+1#6

______________________

如何计算制冷量与空调功率的关系

1.空调制冷量与功率的关系：以35的为例与能效比

的高低有直接关系的。

2.如用一级能效比、以制冷量是3500W的空调的、它

的制冷功率只是要输入1020w［瓦］,制冷