Alfa Laval - Cooling tower interchanger

クーリングタワー冷却水回路のバイパス化

データセンターの冷却システムにおいて、チラーの消費電力は大きな割合を占めます。そのため、運用コストが増加したり、二酸化炭素の排出量が増え深刻な環境問題につながる場合が多くあります。そこで、データセンターの熱を逃がす冷却塔(クーリングタワー)を利用し、チラーに頼らないフリークーリングを行うことで、このような課題に対応することができます。

しかし、冷却水と大気が触れるオープンな冷却塔では、冷却システムが汚れる原因となり、熱効率の低下、面倒なメンテナンス、クリーニングの必要性、機器の故障につながり、運用コストがさらに増す可能性があります。

ガスケットプレート式熱交換器を導入してフリークーリングを行うことで、システムの冷却能力を維持したまま汚れのリスクを最小限に抑えることができます。

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チラーを備えた冷却システム

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チラーはデータセンター内で特に電力消費の大きい設備です。稼働率に応じた増設や、冗長性のある導入がしやすい一方、冷媒ガスを圧縮するために大型コンプレッサーが絶えず稼働しているため、運用コストの増加や、環境問題を引き起こす可能性があります。

プレート式熱交換器によるチラーのバイパス化

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外気温度の低い冬期に、チラーに頼らずフリークーリングのシステムを利用することで、膨大なコスト削減につながります。チラーを使わない時間を最大化するためには、最適に設計されたガスケットプレート式熱交換器が必要です。オープンな冷却塔を利用している場合、熱交換器はインターチェンジャーとしても機能し、不純物の混入や炭酸カルシウムの形成からコンデンサを保護します。これによって、電力使用効率(PUE)を7%改善できる可能性があります。

ファウリング(付着物堆積)が引き起こす課題の解決

多くのデータセンターにおける冷却システムはほぼ完全にクローズの状態ですが、例外として、システムと大気が触れるオープンな冷却塔も存在します。オープンな冷却塔はファウリングを起こしやすく、時間の経過とともに、パフォーマンスの低下、度重なるメンテナンスと修理、さらには機器のシャットダウンによるコスト増加へとつながります。

アルファ・ラバルは、ファウリング管理に関する最先端の専門知識とガスケットプレート式熱交換器を兼ね備えた信頼性の高いソリューションによって、このような課題に対応することができます。詳細については、こちらの動画をご覧ください。

 

熱交換器を備えていない冷却塔(オープンシステム)

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冷却塔のファンによって吸い込まれた空気中の粒子は、冷却水に流れ込み、最終的にデータセンター内の冷却システム機器に付着します。さらに、水流が弱いデッドスポットに付着物が滞留することで、メンテナンスに高額なコストがかかり、予期しないシャットダウンが発生する恐れもあります。

このような、「オープン」な冷却塔システムは、炭酸カルシウム(CaCO3)および塩化物(Cl)イオンのレベルを上昇させる原因にもなります。不要なミネラルは時間の経過とともに蓄積するため、付着物の堆積や腐食を引き起こし、熱伝達効率を大幅に低下させ、送水のコストを引き上げる原因となります。

 

熱交換器を備えた冷却塔(クローズドシステム)

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冷却水がループする中でガスケットプレート式熱交換器を「遮断器」として使用すると、システムを「閉じる」ことができます。こうすることで、不純物や高レベルのCaCO3、腐食性Clイオンが含んでいない水を冷却塔から冷却システムに送ることができます。つまり、メンテナンスのダウンタイム、化学薬品の洗浄回数、送水にかかるコストなどを抑えることができ、大幅なコストダウンにつながるのです。

アルファ・ラバルが開発した熱交換器では、優れた性能によって温度アプローチを1℃まで小さくできるため、効率的に熱性能を得ることができます。

 

ガスケットプレート式熱交換器の利点

・外気温や気候に応じてチラーをバイパスするフリークーリングによる効率的な冷却が可能

・配管が汚れにくくなり洗浄の頻度を減らすことができるため、水の使用量とポンプのコストが削減可能

・下流にある冷却装置のメンテナンスコストを削減

・腐食による予期しないシャットダウンを防ぐことで稼働率を向上

・熱交換器の洗浄は一人の作業員が数時間で簡単に作業可能

・AHRI (The Air Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute)による性能認定済み

 

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様々なコスト削減効果

高性能のガスケットプレート式熱交換器を備えた冷却塔を設置することで、さまざまな点においてデータセンターの費用対効果と持続可能性を改善することができます。たとえば、電力使用効率(PUE)を7%改善すると、施設の二酸化炭素使用効率(CUE)も同じ割合で削減されます。熱交換器を適切に運用、管理すれば、水使用効率(WUE)にも大きな影響を与える可能性があります。熱交換器が熱回収を行うことで、運用コスト全体の削減にもつながります。


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収益を最大化するシステムを設計

冷却システムを最大限に活用するためには、単にプレート式熱交換器を設置するだけでなく、データセンターや各地域の気候に応じて最適なセットアップを行う必要があります。アルファ・ラバルは、AHRIの認定を受けたパフォーマンスで、お客様の状況に合わせたソリューションをご提案します。それによって、付着物堆積のリスクを最小限に抑えながら最大の熱効率を確保し、大幅な節約が可能になります。

 

アルファ・ラバルが考えるグリーンITの未来とは

アルファ・ラバルは、インターネットの黎明期からサーバールーム冷却のソリューションを提供してきました。今日においてもお客様のビジネスに理解の深いエキスパートが揃い、世界規模のサービスネットワークによってデータセンターの冷却に関する幅広いソリューションをご提案しています。最大限の冷却効率と信頼性を兼ね備えたデータセンターのシステム設計の実現に向けて、アルファ・ラバルがサポートします。


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最先端のプレート式熱交換器を用いた効率的なクーリングタワー冷却システムによって、データセンターのコスト効率や持続可能性を改善する方法について、当社のエキスパートからご紹介します。是非お問い合わせください。

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