液体冷却 液体を運用のためにエンティティに供給する必要がある場合として定義されます。この定義は冷却液を水に制限しないことに留意することが重要です。冷却ループの一部で蒸気相にある可能性のある液体を含む、さまざまな液体を用途に対応させることができます。
- 空冷は、運用のために空気のみをエンティティに供給する必要がある場合を定義します。
- 空冷ラックは、操作のためにラックまたはキャビネットに空気のみを提供する必要がある場合を定義します。
- 空冷データコム機器は、操作のためにデータコム機器に空気のみが提供される場合を定義します。
- 空冷エレクトロニクスは、他の形の熱伝達なしに冷却のためにエレクトロニクスに直接空気が提供される場合を定義します
熱的に通信しない個別の冷却ループ内で液体が使用される場合、システムは空冷であると見なされます。最も明白な図は、今日の多くのデータセンターの周辺に通常展開される冷水cracsをカバーしています。スケールのもう一方の端では、コンピューター内のヒートパイプまたはポンピングループの使用は、サーバー内の閉ループ内に液体が残っており、空冷電子機器としても資格があります。
選択できる液体冷却のさまざまな実装があります。以下はいくつかのシナリオです。
1つのオプションでは、データコム機器に取り付けられた空冷冷蔵システムを使用して、冷蔵冷媒をプロセッサに取り付けた液体冷用のコールドプレートに届けます。この実装では、液体間熱交換器（すなわち、コンデンサー）からの加熱空気は、データセンター環境に直接使い果たされます。データセンターの観点からは、液体ラインがラックエンベロープを横切ることがないため、ラックと電子機器は空冷と見なされます。
別の実装では、ラックの上、下、または後部または後部に取り付けられた液体間熱交換器を使用する場合があります。この場合、熱交換器は、最終的にデータセンターに排出される空気からラックの廃熱のかなりの部分を除去します。この実装は、電子機器に必要な体積気流率を低下させるものではありませんが、データセンターに排出される空気の温度を低下させます。この例では、液体ラインがラックエンベロープを横切るため、液体冷却ラックについて説明しています。下の図。
さらに別の実装では、施設の水に廃熱を拒否する液体から液体の熱交換器によって冷却された水、誘電体、または他のタイプのクーラントを使用する液化冷却板を使用します。施設の水に対する廃熱の拒絶は、最終的に外部冷却塔またはチラープラントで終了する1つ以上の追加の液体ループを介して発生する可能性があります。液体冷却のこの実装により、施設の周囲に拒否された廃熱の量が減少し、ラックの電子機器が必要とする体積空気の流量も減少します。データセンターの観点から見ると、この実装は、液体ラインがラックエンベロープを越え、またサーバー自体に渡るため、液化ラックと電子機器について説明しています。このシステムを以下の図に示します。
液体冷却システム
データコム機器冷却システム（DEC）
このシステムは、ITラックを超えて拡張されません。ラック内のループであり、熱産生コンポーネント（CPU、メモリ、電源など）からITラック内に含まれる流体冷却熱交換器への熱伝達を実行することを目的としています。一部の構成では、このループを排除し、クーラント分布ユニット（CDU）からの流体が荷重に直接流れる場合があります。このループは、熱パイプ、サーモシフォン、ポンプ液、および/または蒸気抑制サイクルによって促進される単相または2相熱伝達モードで機能する場合があります。通常、データコム装置で使用される液には、水、エチレングリコールまたはプロピレングリコール、および水混合物、冷媒、または誘電体が含まれます。少なくとも、データコム機器冷却システムには、熱収集熱交換器と熱排出熱交換器が含まれ、コンプレッサー/ポンプ、制御バルブ、電子制御などのアクティブコンポーネントでさらに強化される場合があります。
テクノロジー冷却システム（TCS）
このシステムは、通常、IT空間の境界を越えて拡張しません。例外は、CDUがデータセンターの外側にある構成です。データコム機器冷却システムから冷水システムへの熱伝達を実行することを目的とした専用ループとして機能します。データコム機器冷却システム内の熱交換器が必要とするように、温度、純度、および圧力に関する特定の流体の品質の問題に対処するために必要なため、このループを強くお勧めします。通常、テクノロジー冷却ループで使用される液には、水、エチレングリコールまたはプロピレングリコール、および水混合物、冷媒、または誘電体が含まれます。このループは、単期または2相熱伝達モードによっても機能し、熱パイプ、サーモシフォン、ポンプ液、および/または蒸気圧縮サイクルによる移動を促進する場合があります。少なくとも、テクノロジー冷却システムには、熱収集熱交換器（データコム機器冷却システムの積分コンポーネントの可能性が高い）、熱拒絶熱交換器、および配管の相互接続が含まれます。このシステムは、コンプレッサー/ポンプ、コントロールバルブ、電子制御、フィルター、水素アクセサリーなどのアクティブコンポーネントでさらに強化される場合があります。
冷水システム（CHWS）
このシステムは通常、施設レベルにあり、ITスペース用の専用システムが含まれる場合があります。主に、データセンターチラーとCDUの間のシステムで構成されています。チルドウォーターシステムには、施設レベルでのチラープラント、ポンプ、水和アクセサリー、および必要な流通配管が含まれます。チラープラントは、通常、蒸気抑制サイクルを使用して、冷水供給温度（43°F〜48°F/6°C〜9°C）を大幅に屋内周囲温度（通常75°F/24°Cを超え、95°F/35°Cを超えるまで）を冷却します。チラーシステムは、チラー、冷却塔、ポンプなどの重要なコンポーネントにある程度の冗長性を提供する場合があります。
DX機器は、冷水システムでも使用できます。 DX機器は、大気への直接熱散逸を提供するため、その設計方法の最後のループです。制限には、分割システムの距離と運用コストが含まれます。一般的に、ほとんどの地域では、システムは400トンの冷蔵で経済的に損益分岐点になります。他の状況がより広範なDX展開を保証しない限り、より大きなシステムは非DX設計を支持します。このループ設計内の個別または特別なケースには、より小さなサーマルライドスルーデバイスを導入できます。
コンデンサー水システム（CWS）
このシステムは、冷却塔とデータセンターチラーの間の液体ループで構成されています。また、通常は施設レベルにあり、ITスペース用の専用システムを含める場合と含まない場合があります。コンデンサーウォーターループは、通常、湿球ベースまたは乾燥球ベースのシステムという2つの基本的なカテゴリのいずれかに分類されます。湿球ベースのループは、蒸発プロセスで機能し、湿潤球状の温度が低いことを利用して、より冷たいコンデンサーの水温を提供します。乾燥球ベースのループは、コンデンサー水ループ温度と周囲の乾燥球温度の違いに基づいて機能します。乾燥球ベースのシステムで熱伝達を可能にするために、コンデンサー水ループは、コンデンサー水から屋外の周囲空気への適切な熱伝達を可能にするために、周囲の乾燥球温度を大幅に上回る温度にある必要があります。これらのループには、通常、屋外熱除去装置（冷却塔または乾燥液クーラー）、ポンプ、拡張タンク、水和アクセサリー、配電配管が含まれます。
流動冷却ラックとキャビネット
液体をラックまたはキャビネットと操作のために循環させる必要がある場合、ラックまたはキャビネットは液体冷却されると見なされます。次の図は、ラック/キャビネットレベルでの冷却を示しています。 1つ目は、基本的な空冷ラックです。残りの数字は、液体冷却または空気冷却と液体冷却の組み合わせを利用する他のオプションを示しています。このセクションの数値はすべて、上昇した床の下のクーラントの供給と戻り線を示しています。その他の施設の実装により、そのようなラインを床の上または天井からルーティングできる場合があります。ラック/キャビネットのクーラントの供給と返品接続は、ベース、サイド、または上からのものです。
図2は、CHWSまたはCWSループ内のある時点から冷やした作動流体を直接受けることができる組み合わせの空冷式と液体冷却ラックまたはキャビネットを示しています。 1つの実装では、エレクトロニクスが空冷され、クーラントがリアドアの熱交換器を介して大部分の廃熱を除去することができます。別の実装では、クーラントがプロセッサスポットクーラー（何らかの形のコールドプレート）に配信され、電子機器のバランスが空冷されています。
図3は、純粋に液体冷却されたラックまたはキャビネットを示しています。このような実装の1つの例では、すべての電子機器がラックまたはキャビネットの伝導をコールドプレートを介して伝導することができます。この冷却方法では、水、冷媒、またはその他の誘電体冷却剤を作動液として展開できます。別の実装では、すべての電子機器が液体フロースルー（たとえば、強制流量の沸騰）、ジェット衝突、スプレー冷却、または誘電体冷却剤を展開して電子機器を直接冷却する別の方法で冷却される場合があります。さらに別の実装には、空気を作動液として使用する完全に囲まれたラックと空気から液体の熱交換器が含まれます。
図4は、外部CDUを使用した空冷式と液体冷却ラックまたはキャビネットの組み合わせを示しています。 CDUは、名前が示すように、さまざまなマナーでテクノロジー冷却システム（TCS）またはデータコム機器冷却システム（DECS）クーラントを条件付けし、TCSまたはDECループを介してラック、キャビネット、またはデータコム機器に循環します。この実装は、施設（CHWSまたはCWS）レベルの冷却液とラックまたはキャビネットの間にCDUがあることを除いて、図2の実装と類似しています。この実装により、CDUは、施設の露点の上の温度までラックまたはキャビネットに届けられたクーラントを調整できます。
図5は、純粋に流動冷却されたラックまたはキャビネットの実装を示しています。この実装は、図3の実装と、外部CDUが含まれている図4と同様です。
図6と7は、このセクションで説明する最終実装です。これらの実装は、それぞれ図4と5の実装と多くの共通点があります。明らかな違いの1つは、図6および7に示されているラックまたはキャビネットが、現在、専用のCDU、すなわち内部CDUを持っているという事実です。 CDUはラックの下部に表示されますが、他の構成には、ラックの側面または上部にそれらを含めることができます。この実装は、ラックまたはキャビネットがワークロードまたは内部の電子機器の関数として、クーラントを大きく異なる条件に調整できるようになるという点で、Datacom Centerオペレーターにより柔軟性を提供します。別の利点は、さまざまなクーラント（水、冷媒、誘電体など）を、ワークロードまたはエレクトロニクスタイプの関数として、さまざまなラックに展開できるようになることです。
データコム機器センターの液体冷却ガイドライン - アシュレーとTC 9.9との協力、ミッションクリティカルファシリティ、テクノロジースペース、電子機器。
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