熱の観点から見ると、データセンターは電気を熱に変える機械です。サーバーに供給された電力は1キロワット残らず、年間で最も暑い週でも冬でも、24時間絶え間なく除去しなければなりません。ラック密度が高まり、液冷が一部の特殊な用途から主流へと移りつつある今、屋外の放熱設備は設計上の中心的な判断事項となっています。ラジエーターが活躍する場面は3つあります。液冷IT機器の排熱、チラーと組み合わせたフリークーリング、そして施設を守る非常用発電機の冷却です。
ダイレクト・トゥ・チップ方式やリアドア方式の冷却では、サーバーの熱を従来の冷水よりはるかに高い温度の水またはグリコールのループで運び出します。この比較的高温のループは、多くの場合、コンプレッサーを運転することなく、年間の大半、あるいは通年にわたって外気で冷却できます。その場合、電動ファン付きラジエーターが主たる放熱装置となります。ファンは負荷と外気条件が求める分だけの回転数で運転され、削減されたエネルギーはそのまま施設の効率向上につながります。
TECSは、多数のユニットを屋上やヤードに並べて設置するこのような用途に向けてV型ラジエーターを、レイアウトが許す場合には横型ラジエーターを設計しています。
チラーと組み合わせたフリークーリング
システムにチラーが残る場合でも、冷水回路または冷却水回路に設けたラジエーターが、外気温が十分に低いときにはいつでもチラーの負荷を肩代わりできます。これはフリークーリング、またはチラーエコノマイザーと呼ばれます。フリークーリングが可能な時間数は、気候、水温、制御シーケンスによって決まるため、ラジエーターは単一の設計点ではなく、現場の季節ごとの気象データに基づいて選定されます。
非常用発電機の冷却
本格的なデータセンターはどこも、系統電源に代わって電力を供給できるよう発電機セットを待機させています。そのエンジンには、最高設計外気温においてジャケット冷却水と給気の熱を全量放熱できるラジエーターが必要であり、多くの場合、多数の発電機セットが並んで同時に運転されます。リモートラジエーターを採用すれば発電機室をコンパクトかつ静かに保つことができ、LT/HT設計なら1台でエンジンの両回路を冷却できます。適用されるルールは他の発電所と同じです。エンジンメーカーが定める放熱量、流量、圧力損失の制限を守り、隣接ユニット間の再循環を現実的に評価することです。
仕様で定めるべき項目
- 熱負荷と流体 - 水またはグリコール、流量、往き・還り温度。
- 気象データ - ピーク負荷時の設計外気温と、フリークーリングのための年間温度プロファイル。
- 冗長性 - 負荷を満たしたまま停止を許容できるユニットまたはファンの台数。
- 騒音 - 敷地境界での規制値。都市部やエッジサイトでは特に重要です。
- 制御 - ファンの回転数制御、運転順序、ビル管理システムとのインターフェース。
- 設置環境 - フィンとケーシングに関わる腐食カテゴリー、粉塵、沿岸環境への曝露。
まとめ
データセンターが液冷化と高密度化へ向かうなか、ラジエーターによる屋外放熱は、より効率的になると同時に、より重要なものになっています。現場の実際の気候、冗長性、騒音規制に合わせてラジエーターを設計することで、IT負荷と非常用電源の両方の安全が確保されます。TECSのラジエーターがデータセンターでどのように活用されているかをご覧いただくか、当社エンジニアにお問い合わせください。
