リアドアを用いたフリークーリング

前回、「リアドアを用いたサーバ冷却」という記事をご紹介しました。
空冷サーバは、前面から冷たい空気を吸って、背面へ排熱として排出する方式が多いです。
サーバルームの冷却の課題は、エアフローだと言われていますが、リアドアはラック背面に設置することで、直近傍で冷却が可能となり、高効率な冷却が期待できます。
そこで、リアドアの方式などを前回紹介しましたが、今回は少しそこから派生して、リアドアを用いたフリークーリングについて、ご紹介したいと思います。

一般的なリアドアの熱源はチラー

リアドアは水冷方式となります。
サーバの排熱を冷水配管で運搬させ、チラー（などの熱源）で冷却し、冷却された冷水をリアドアへ戻すというサイクルで運用します。
サーバルームは24時間365日稼働するのがほとんどなため、季節を問わず稼働させることを考えると、チラーで冷却することが一般的といえます。

リアドアへの冷水温度

リアドアへ送水する冷水温度は、一般的な水冷空調機（エアハンドリングユニットやファンコイルユニット）と比べて、少し高い温度が良いといえます。
理由は結露です。
冷たすぎる温度の冷水を送水し、サーバの熱を除去してしまうと、空気が露点温度に達してしまい、サーバの直近傍が水浸しになってしまいます。
よって、少し高めの温度にすることによって、結露水が発生しないようにあらかじめ設計します。
チラーの能力にもよるので、一概に何℃が良いとは言いにくいですが、リアドアの一次側温度は概ね18℃前後で送水するのが良さそうです。

リアドアのフリークーリング

サーバの動作時における温度条件は、メーカーによって様々です。
大体ですが、10℃～40℃位を温度条件とするサーバが多いように思えます。
一昔前は、サーバルーム自体を18℃設定くらいにかなり冷え気味にして、運用するのがほとんどでした。
しかし、省エネや省コストが叫ばれ、今では25℃以上で運用するサーバルームが見かけられます。
サーバの熱暴走をおこしてはいけませんが、冷やしすぎもいけないというのが、市場のトレンドです。

ここからはフリークーリングの一例になってまいります。
日本は四季があるために、中間期や冬季は大変外気が涼しいです。
夏季は高温多湿なため、そうはいきませんが、中間期や冬季は、フリークーリングを用いることが可能です。
また、サーバから直近傍で冷却しますので、他の影響をあまり受けず、IT機器の排熱温度が読みやすいという利点もあります。

図では、クーリングタワーだけで、リアドアの一次側を16℃～32℃、リアドアの二次側を20℃～36℃と仮にしています。
冷却のシステムとしては、夏季では、チラーを併用させる工夫が必要です。
または、別の冷却支援システム（CRAC、CRAR、InRowなどの冷却方式）を用いることも工夫のひとつです。
ここでいいたいのは、外気が冷涼な時期は、十分にフリークーリングが可能だということです。
チラーの性能は年々向上しており、高効率となってきていますが、フリークーリングを用いることで、年間のPUEを大きく削減することが可能だといえます。

リアドア製品のご紹介

我々DC ASIAでは、リアドアの取り扱いをしています。
冷却する熱量が大きなものまで様々にラインナップがあります。

・Motivair | ChilledDoor
　アクティブ方式　
　冷却能力 : 約12kW～75kW/ラック

・nVent | RackChiller Rear Door Cooler
　パッシブ方式 / アクティブ方式
　冷却能力 : 約30kW～50kW/ラック

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