省エネデータセンターご担当者 様

⽇⽴⾦属チルドタワーHICSシリーズ
PUE=1.1を実現する技術関係者外秘

15MW_AB系(30MW)
データセンター排熱設備
デザイン検討 2_2
2022.3.3
株式会社 LXスタイル CEO 杉⽥正
https://LXS.jp
32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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４．サーバーラック制御検討

関係者外秘

１．冷却リアドアへの流量を定流量弁により制限。
２．冷却リアドアに流れる⾵量は、サーバー消費電⼒に⽐例させファンコントロール。
安全率1.5~1.8 1KVAx150CFM（255m3/h)以上とする。
３．サーバー温度傾斜
冷却リアドア⼊⼝温度は、25℃〜28℃を想定。
排熱温度は30℃から38℃を想定
４．ラック内部に調圧バッファエリア
外部上下に調圧ブラシ
５．別途⼤型AHU（エアーハンドラユニット）
ホットアイルからコールドアイル再調整
加湿機能付き32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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Google インターネットで公開されているデータセンター内部
熱交換コイル
ラック背後のファン群ホットアイル

床下から冷却水
ホットアイルは気温が高く、メンテナンス作業に適さず、作業出来ない構造になっている。
隙間が空いている
3ラックで1クラスタを構成？

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3冷却リアドア制御⽅式

Google式より熱拡散が少ないので⾼温排⽔が出る①メーカーCDU ⾼価でチルドタワーに不適 客は買わない
空調サブコンでは、責任を機器メーカーに押し付け可能
25℃︖低い排⽔温度

排気不良対策制御は必要変化する排⽔温度

CDU
20℃
過⼤な⽔量

②マイクロソフト式

CDUが⼀括制御流量と温度を調整

台湾DELTA社（⾮公開）

CDU⽅式より⾼い排⽔温度

電磁弁による個別制御

ポンプ制御不明③産総研スパコンABCICDU⽅式より⾼い排⽔温度

定流量弁による流量制御無し
35℃〜38℃以上 ファンによる個別制御

省エネポンプ、⾼め圧⼒でポンプ制御容易、電磁弁寿命に問題無し 28℃から30℃可
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関係者外秘キャッピング＆⾃動調圧
排気エリア 30℃〜40℃ 熱交換機で取り切れなかった熱量でホットエリアとなる※過⼤なコールドアイルーホットアイル微差圧が出ないように⾃動調圧ブラシを使う

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5省エネを実現する 最新2020年発⾏
JEITAガイドライン

JEITAより有償で配布されています。
⽶国暖房冷房空調学会ASHRAEガイドラインは外気導⼊に対応して10年前に改訂されている。
省エネ優先として、50年以上昔に設定された安全規格には適合していない。
サーバー吸気耐熱温度は40℃以上となっている。
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冷たい空気を出来るだけ多くサーバーに送るキャッピング

サーバー前⾯
吸気温度が30℃でもサーバー稼働
許容温度
50℃10,000時間とか20年前のカーナビもスマホも無かった頃の話
サーバー室の温度を上げましょう。
27℃から28℃がお勧め

IECにて、規格化が進んでいます。引⽤先：篠原電機株式会社

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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５a.ラック配置検討 1.2MW データセンター 1系統426KW 32ラック
⽔冷冷却ドア 稼働率50% 25KVAx0.5=12.5KVA
必要排熱設備 12.5KVAx32ラック＝400KW
コールドエリア

関係者外秘AHU
エアーハンドラーユニット
キャッピング壁

7.0m
ホットエリアコールドエリア

ラック
冷却リアドア

14.0m
7.0m

ホットエリア17.0m

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

8５b.ラック配置検討 1.2MW データセンター 1系統426KW 48ラック
⽔冷冷却ドア付き 稼働率50% 25KVAx0.5=12.5KWx18=225KW
⽔冷冷却ドア無し 稼働率50% 10KVAx0.5=5KWx36=180KW
必要排熱設備 225+180=405KW
コールドエリア

ホットエリアコールドエリア

7.0m

AHU
エアーハンドラーユニット
キャッピング壁

7.0m

6.0m
20.0m

関係者外秘ラック冷却リアドアホットエリアホットエリアコールドエリア
17.0m
32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

9関係者外秘室内断⾯ ⾼熱伝導パネルによる無動⼒排熱（案）AHUに戻る排熱を窓から捨てる。
排熱回収
⾼熱伝導パネルによる排熱

ホットアイル

狭いとハンチングする

軽量天井

キャッピング壁
ケーブルラック

断熱材

コールドアイル

狭いとハンチングする

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

10間接外気冷却機国内実績 12MW 東京新宿
pPUE=1.1以下
５層上昇気流を使う
直⾓ラック配置で静圧を制御
コールドアイル・ホットアイル間の微差圧も⼤きいおそらく間接外気冷却機を使う
データセンターとして、省エネ世界⼀チルドタワーより⼤型機にため屋上に排熱量10MWしか設置出来ない。
32MWPUE=1.1データセンター技術資料
2022030311

サーバー前⾯を横切る⾵速は1m/secを越えるとサーバーは吸気出来ず、発熱します。
⼤型AHUによる横吹で⾼密度ラック排熱は出来ません。
ラック設置⽅法、AHU、PDUについてはお問い合わせください。
sugi@LXS.jp 杉⽥正32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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関係者外秘（参考）AHU【室内機】
中央電子株式会社製 Cool Loop

1台30KWだが、⼊⼝28℃出⼝38℃での性能確認が必要

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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（参考）AHU シュナイダー

関係者外秘https://www.se.com/jp/ja/product/ACRC600P/inrow-rc、600mm、冷⽔200-240v-50-60hz、加湿器付き/?filter=business-3-upsと冷却ソリューション&parent-subcategory-id=7220&range=61779-uniflair-chilled-water-inrow-cooling&selected-node-id=27590195729

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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関係者外秘参考
AHU（エアーハンドラーユニット）特注品
熱交換機、加湿器内蔵 外気導⼊対応フィルター付き
ムンタースジャパン製

上記は150KW型 搬⼊可能なサイズに分割製造
32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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関係者外秘参考

開閉窓（密閉可能な防炎シャッター）湿度侵⼊におけるAHU、冷却ドア性能低下を防ぐ

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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関係者外秘参考古いデータセンターの省エネ化⾼密度化を実現する⼩型チルドタワー

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

17関係者外秘（参考）キャッピング事例

⾃動調圧ブラシキャッピングが⼗分に設備されシュートサーキットを少なくサーバ吸気排気の温度傾斜8℃から10℃とする
32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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関係者外秘（参考）実施例 7年前

12KVA/1Rack x10 x2列データセンター
240KW級 天井の⾼い⼯場の⼀部屋に構築 世界28ヶ所展開リファレンスデザイン
横吹き出しとすると、⾵損が減り、⾵速が下がる。
1m/sec〜2m/secで⾼密度ラック冷却が可能
フリーアクセス（⾼床）が不要で低コストに。
※通路幅コールドアイルが狭いと⾵速が上がり、サーバーが冷⾵を吸気出来ないとか、ラック台数が多いと冷⾵が届かない

通常のリターン温度管理に加えて、消費電⼒、キャッピング気圧差を使えば、更に省エネ化可能

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関係者外秘（参考）実施例 7年前

12KVA/1Rack x10 x2列データセンター

12KVA/1Rackなら、ハイパーコンパージド VBLOCK が問題無く設置出来る。
キャッピングは防炎シートを使っています。
アルミフレーム＋中空ポリカを使⽤すると断熱効果の⾼いキャッピングが可能。
サーバー室構築ガイドブックにも事例が掲載されています。
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32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

参考

実施例 7年前
⾼密度実装可能なデザイン

関係者外秘

CFD

⾼密度、低PUEデータセンターが⼿軽に構築出来る。
古い1列22ラック構成で横吹が不可が分かる。
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参考 キャッピング調圧ブラシ付き 古い⾼床データセンターの改造

関係者外秘

完全に寒暖密閉ヒートシャットは無いが、調圧ブラシを使うとサーバーファンへの過圧⼒を低減出来る。
32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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参考

関係者外秘

キャッピング調圧ブラシ付き CFD(流体解析モデル）

3KVA 15ラック2列
FMACS4台 n+1として1台停⽌ 3台稼働
資料提供︓バーテック

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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参考

関係者外秘

100KVA
室内型データセンター
コンテナは物理セキュ
リティが低い⼤型ダンプ突⼊などに耐える別途設備が必要
⼯場の⼀部に同じIT設備を収納する案

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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関係者外秘注意

サーバーファン
静圧⼒不⾜による排気不良デザイン

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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（参考）産総研スパコン ABCI 排熱はコールドプレート⽔冷＋空冷ハイブリッド

⼤型データセンターでほぼヒートポンプは使わない省エネDC。現在の消費電⼒は連続2MW
PUE=1.1で3年運⽤されている。
クーリングタワー＋冷⽔チラー（ストレージのみ）
サーバーはコールドアタッチと呼ばれる排熱⽅式。1ラック70KVA運⽤実績で60KVAを越えている。
産総研のABCIスパコンが⼤幅アップグレード： https://news.mynavi.jp/techplus/article/20210507-1884603/
32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

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関係者外秘（参考）0.6MW排熱レンタル設備

右側クーリングタワーは3.4MW

場所︓産総研 柏センター

32MWPUE=1.1データセンター技術資料20220303

以上27