与常规暖通空调系统设计不同的是，HPC集群机房具有建筑围护结构密封、全年不间断运行、内部发热量大等特点，决定了HPC集群机房无须采用供暖措施，而必须建设不间断运行的高可靠、绿色节能型制冷系统。
按国标《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174-2008）的规定，A级数据中心机房不应安装供暖系统。对于已安装的供暖系统建议予以拆除，无法拆除的必须做好安全防范与漏水监控措施。
HPC集群机房制冷系统的前提是核算机房的空气调节系统的负荷。根据国标《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174-2008），HPC集群机房制冷系统的冷负荷包括计算机设备热负荷、建筑围护结构传导热、人体热负荷、照明设备热负荷、新风热负荷等。
5.1.5.1 HPC集群机房冷负荷的类型
HPC集群机房制冷系统的负荷包括：
（1）计算机设备热负荷。
Q1=P×η1η2η3（kW）
Q1：计算机设备热负荷。
P：机房内各种设备的总功耗。
η1：同时使用系数，可按主机η1=1.0，外部设备η1=0.8计算。
η2：利用系数，可按0.8～1.0计算。
η3：负荷工作均匀系数，可按0.8～1.0计算。
（2）照明设备热负荷。
Q2=P×η1η2（kW）
P：照明设备标定输出功率。
η1：同时使用系数，一般取0.5～0.9。
η2：蓄热系数，明装时η2=0.9，暗装时η2=0.85。
（3）人体热负荷。
Q3=PN（kW）
N：机房常有人员数量。
P：人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃～24℃时大约为0.0114kW。
（4）建筑围护结构传导热。
Q4=K×F×（t1-t2）（kW）
K：围护结构导热系数。
F：围护结构面积。
t1：机房内温度（℃）。
t2：机房外的温度（℃）。
在计算中，t1-t2可按10℃计算。
（5）新风热负荷。
新风热负荷计算较为复杂，并且新风量在空调系统比例非常小，根据国标《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174-2008），HPC集群机房内空调系统的新风量应取维持室内正压所需风量和保证工作人员工作环境（每人40m3/h）中的最大值。
空调新风热负荷按下式计算：
Q5=M×（h0-hR）
Q5：新风热负荷（kW）。
M：新风量kg/s。(www.xing528.com)
h0：室外空气的焓值（kJ/kg）。
hR：室内空气的焓值（kJ/kg）。
此外，对于HPC集群机房制冷系统，其新风热负荷量很小，设计中常以空调本身的设备余量来平衡，可不必另外计算。
（6）其他热负荷。
除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。
Q6=P（kW）
由前述分析可知，HPC集群机房热负荷Q可计算为：
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6Qt=Q1+Q2
5.1.5.2 HPC集群机房冷负荷工程的计算方法
上述HPC集群机房热负荷Q的计算过程比较复杂。考虑到HPC集群的特点在于机房内IT类设备的发热量是主要负荷来源，同时结合工程实际估算建筑维护结构的热负荷，是比较准确且便捷的方法。因此，可以根据服务器等IT设备的数量及用电情况，HPC集群机房的位置、面积等信息，来确定精密空调的容量及配置。工程设计中常采用功率面积法或面积法来估算机房空调的负荷容量。
（1）功率面积法。
根据大量的工程实践经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑围护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等，可根据计算机房的面积进行估算。
Qt：总制冷量（kW）。
Q1：室内设备热负荷（=设备功率×同时利用系数0.8～1.0）。
Q2：环境热负荷，Q2=K×S（kW）。
K：估算系数，可根据当地气候条件、机房位置、朝向等因素考虑取0.1～0.2kW/m2。
S：HPC集群机房面积。
（2）面积法。
服务器等计算机设备的热负荷计算是决定HPC集群机房空调系统容量的关键，但往往在设计阶段甚至在实施阶段，一直很难确定服务器等IT设备，很难精确计算其发热量，而且设备发热量与设备类型、型号、机房布置都有很大关系。因而只能根据机房的功能和面积粗略估算。
Qt=S×P
Qt：总制冷量（kW）。
S：机房面积（m2）。
P：冷量估算指标（根据不同用途机房的估算指标选取）。
以下是精密空调场所的冷负荷估算指标。
数据中心（HPC集群机房）：600～1000W/m2。
计算机房、计费中心、控制中心、培训中心：300W/m2左右。
电子产品及仪表车间、精密加工车间：300W/m2左右。
标准检测室、校准中心：250W/m2左右。
UPS和电池室、动力机房：300W/m2定右。
医院和检测室、生化培养室、洁净室、实验室：200W/m2左右。
仓储室（博物馆、图书馆、档案馆、烟草）：200W/m2左右。
需要说明的是，HPC集群机房设备布置密度大，设备发热密度高，机房发热量常按600～1000W/m2估算。如果是高密度计算的HPC集群机房，部分场地的发热量已达到甚至超过2000W/m2。
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