400Hz中频电源机房空调余量选取方法

400Hz中频电源在机房中连续运行时，功率器件、变压器、滤波电感、母线排等部位产生大量热量。发热量与电源输入功率、转换效率、负载率直接相关。空调选型时，制冷量不能简单等于发热量。机房围护结构传热、太阳辐射、照明散热、人员散热都会叠加到热负荷中。空调运行一段时间后制冷量也会衰减。余量留少了，夏季高温时机房温度超标，电源可能降频或跳闸。余量留多了，空调压缩机频繁启停，湿度波动大，耗电量增加。因此余量需要按具体工况确定，不能套用一个固定比例。

一、400Hz中频电源的发热特点

400Hz中频电源采用交-直-交变换，整流桥和IGBT逆变器中的开关损耗占比高。大功率设备电流大，连接电缆和电抗器产生阻性损耗，低频谐波还会造成铁芯发热。电源内部热量分布不均匀，功率模块周围温度最高，电容器和母线排区域次之，控制电路发热量较小。若空调回风口布置不当，机柜顶部热量积聚，上部和下部温差可能超过5℃。发热量随负载率变化明显：空载时开关管和辅助电源仍有静态损耗，大约为额定发热量的15%到20%；满载时发热量达到最大值。机房内其他设备同时运行时，发热量还要叠加计算。

二、余量的常规计算方法

设电源输入功率为P，电源效率为η，电源发热量Q=P×(1-η)。例如输入功率500kW，效率0.91，则发热量约45kW。空调总制冷量N=Q×k，k为余量系数。k值包含围护结构负荷、空调冷量衰减、温度控制精度、送风损失等。常规机房中，k取1.2到1.3。发热量计算偏小时，比如忽略了导线损耗和整流桥损耗，k需要取上限。电源发热量计算不准确时，可参照同类设备的实测温升数据反向推算。

三、不一样的工况下的余量取值

下表列出长期运行中较为可靠的余量系数。选型时按不利工况取较大值。

四、余量选择中的附加条件

气流组织对余量很大。采用下送上回方式时，冷风先经过电源下层发热区，换热效果比上送风好。若采用上送风，冷风与顶部热空气混合后温度升高，实际制冷量利用率下降，余量系数应增加0.1。空调送风距离超过6米时，风管阻力和漏风会造成风量损失，余量系数同样要增加。中频电源出风口温度通常较高，如果电源自带风机且排风方向固定，空调需要配合该气流方向布置才有效。

空调的标称制冷量是在回风干球温度27℃、湿球温度19℃工况下测定的。机房实际回风温度低于21℃时，蒸发温度降低，制冷量衰减。若机房设计温度为23℃，同样一台空调的实际制冷量比标称值低5%到8%。精密空调显热比要匹配。400Hz中频电源属于显热负荷大的设备，潜热很小。显热比低于0.85的空调会产生较多除湿量，造成湿度偏低，而且消耗一部分冷量。选型时应优先采用显热比0.9以上的机房专用空调。

五、选型核对方法

先按电源铭牌参数计算基础发热量。额定功率乘以（1减去效率）得到额定发热量，再乘负载率修正。然后根据机房围护结构面积和隔热情况计算附加冷负荷。用总发热量乘以余量系数，得到空调总制冷量。多台空调配置时按N+1冗余设置，同一时刻有一台空调检修或故障时，其余空调的总制冷量仍应满足要求。

风量校核同样重要。空调送风温差取5℃时，带走1kW热量约需要310立方米每小时的送风量。若实测电源出风口与回风口温差大于8℃，说明风量偏小，冷空气没有充分吸收热量。这时需要通过调整送风方向或增加内部循环风机来改善。冷却水或室外机安装位置也会空调实际制冷量，冷凝器进风温度每升高1℃，制冷量减少约2%。

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