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データセンター用高効率冷却ユニット「グリーンアイル」を開発

データセンター用高効率冷却ユニット「グリーンアイル」を開発
〜従来の空調システムに対して約 34% の大幅な省エネを実現〜

「グリーンアイル」はICT(情報通信技術)機器から排出される高温空気が周りの空間に拡散する前に効率的に捕集して冷却することにより、ICT機器が適正に稼動可能運用空間を提供できる冷却ユニットシステムです。高性能ファン及び高効率熱交換器を搭載した天吊型の本冷却ユニットを利用することで、従来のデータセンター用床吹き出し空調システムに対して、約34%(注1)の大幅な空調エネルギー削減が可能となり、更なるデータセンターの省エネが期待できます。

データセンターで心配される漏水事故を考慮して、サーバ室内への冷媒供給はフロン冷媒(R134a)を採用しました。更に高温冷水利用を可能とし、処理空気の結露リスクの削減も図っています。

従来型データセンター用空調機とグリーンアイルの比較

背景

 データセンターでは大量のエネルギーが消費されており、さまざまな省エネルギーの取り組みが進められてきました。しかしながら、今後のデータセンターの需要拡大や、今般の厳しい電力事情を考えると、さらなるデータセンターの省電力化が必要とされています。

 データセンターでは、ICT機器だけでなく、ICT機器からの発熱を処理するための空調にも多くのエネルギーが消費されています。このため、データセンターで空調に多くのエネルギーを使用する場合、エネルギー利用効率の評価指標である PUE(電力使用効率、注2)が大きくなります。

 データセンターの省電力化という社会的要請に呼応して、ICT機器の動作保証温度の範囲を広げる動きが見られます。これは、室内の空調設定温度の緩和が、空調エネルギーの削減に大きく貢献することが認知されてきた結果の表れであると思われます。それに対応するように、多くのデータセンターで参照されているASHRAE(注3)のデータセンターの推奨温湿度範囲も、徐々に緩和されてきています。こうした設定温度の緩和により、外気の直接利用による省エネ化も可能になりますが、多湿なわが国では運用が難しく、適切に稼働しているデータセンターは少ないのが現状です。

開発した冷却ユニット、冷媒ポンプユニットの概要

 今回開発した冷却ユニット、冷媒ポンプユニットは、フリークーリングなど積極的な外気利用によって大幅な運用エネルギーを削減するために効果的なユニットです。ラック背面の上部に設置する冷却ユニット、サーバ室内や機械室などに設置して冷却ユニットをコントロールする冷媒ポンプユニットの組み合わせによる構成としました。

 冷却ユニットは、天吊型空調方式を採用しユニット底面にある高性能ファンを利用して、ICT機器から排気される高温空気が周囲空間に拡散する前に適切に捕集し、この捕集した熱と冷媒ポンプユニットから冷却ユニットに供給する冷媒とを熱交換させて、ICT機器が適切に稼働できる空間を提供します。

本ユニットの特長

 ICT機器の排熱を効率的に捕集する機構と、高性能ファン及び高効率熱交換器を採用することで送風動力を低減しました。また高温冷水利用(13℃)で熱源機の高効率運転が可能となるため、大幅な省エネルギー化を図りました。

 サーバ室内へは冷媒(R134a)を供給することで、漏水リスクを回避し安全性に配慮しました。冷媒の循環も冷媒ポンプ方式を採用することで、コンプレッサー方式よりも動力を低減できます。

 サーバラックと冷却ユニットを1対1で設置できることから、ICT機器の負荷変動に追従してラック単位で効率的に冷却できます。冷却ユニット1台で10.2kWの負荷を処理することができ、冷媒ポンプユニットは冷却ユニット8台まで接続可能です。

 省スペースおよび施工性の観点から、業界トップクラスの小型・軽量化を実現しました。また、天吊タイプとしたことで床面設置スペースおよび床下空間が不要となるため、ICT機器の設置スペース確保とメンテナンス性が向上します。増設および既存空調設備の増強にもフレキシブルに対応でき、建築工事・改修工事等のコスト低減にも寄与します。

今後の展開

 データセンターを運用されるお客様のニーズや運用形態に応じて、サーバ室内の局所的な熱問題の解決だけではなく、運用エネルギーの大幅な削減のために、新規、リニューアルを問わず、本冷却ユニットシステムによるデータセンターの空調ソリューションの展開を図ってまいります。

(注1)
弊社空冷直膨エアハン方式と比較

(注2)
PUE(Power Usage Effectiveness)
(データセンター全体の消費電力)/(IT機器の消費電力)で計算される。
PUEが1に近いほど空調や電源などの消費電力が小さく、電力効率がよいことを示す。

(注3)
ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)
アメリカ暖房冷凍空調学会

以 上

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