冷却水循環装置（CDU）向けカップリング｜大流量・低圧力損失で冷却効率を向上

CDUの冷却ラインをつなぐカップリング

冷却水循環装置（CDU）は、データセンターの液冷システムの中核となる装置です。要求される温度と流量を維持しながら、サーバーラック全体に冷却水を均等に分配する役割を担っています。

カップリングは、CDUの冷却水インレットやアウトレットを通して冷却水を効率的かつ安全に移送するために不可欠な部品です。CDUの冷却水インレットやアウトレット等は大流量を必要とする箇所であるため、大口径のカップリングが使用されます。また、メンテナンスや機器交換・増設の際に冷却ラインの着脱が発生する接続箇所でもあります。

液冷システム設計における課題

圧力損失による冷却効率の悪化

冷却効率が高く省エネルギーな液冷方式の需要が高まる中、カップリングでの圧力損失を抑えることは重要な課題です。圧力損失の大きいカップリングは、冷却効率の悪化や消費電力の増加の原因のひとつとなり、冷却システム全体の性能低下につながります。

大口径カップリングの接続作業

CDUの冷却水インレットやアウトレット等、大流量を必要とする箇所では大口径のカップリングが使用されます。大口径で大流量のカップリングは接続に大きな力が必要となるため、接続のしやすさが課題となります。

保守に伴うシステム停止と水抜き

データセンターでは、サーバーの稼働を維持したまま保守を行うことが求められます。冷却ラインの着脱のたびに冷却システムを停止すると、その間サーバーの運用に影響が生じます。液冷システムのメンテナンスで対象のセクションや部品を取り外す際には、システムの水抜きが必要になる場合があります。作業後には溜まったエアを抜いて再充填する作業も発生するため、保守作業に時間を要します。

稼働中の着脱と液だれリスク

システム稼働中に冷却ラインの着脱が必要な場合、液だれは機器のショートや故障を引き起こすリスクがあります。ホットスワップ（冷却システムを稼働させたまま、被圧下の状態で冷却ラインを着脱する運用）を前提にしたシステム設計では、液だれがなく被圧下でも接続できるカップリングかどうかの確認が必要です。

液冷用カップリングによる解決策

大口径でも簡単に接続できるねじ込み式

冷却水循環装置（CDU）の冷却水インレット及びアウトレット用途には、ねじ込み式のカップリングが適しています。OCPの世界標準規格に準拠したLQC カップリング（呼径19mm）は、ねじ込み式機構で大口径ながら簡単に接続可能です。ウルトラフローSTC カップリング（呼径32mm）も、大口径でも簡単に接続できるねじ込み式で、CDUの冷却水インレット及びアウトレット用途に最適です。

さらに大きな口径の接続には、最大4インチまで対応するスマートフロー ドライブレイク・カップリングも使用できます。ハンドルやホイールが付いていることにより、接続に必要な力が大きいサイズでも楽に接続できます。

大流量・低圧力損失で冷却効率を確保

ウルトラフローSTC カップリングは、低圧力損失と優れた流量特性を備えています。冷却システムの各構成部品の圧力損失は積み重なるため、大流量で圧力損失の少ないカップリングを選ぶことが、CDUの冷却温度の安定化やシステム全体の省エネルギー化において重要です。

分離時に液だれのない設計

LQC カップリング、ウルトラフローSTC カップリング、スマートフロー ドライブレイク・カップリングは、いずれも分離時に液だれのない設計です。そのため、着脱時の機器のショートや故障のリスクを低減します。

被圧下でも接続できるホットスワップ対応

CDUの冷却ラインに使うLQC カップリング、ウルトラフローSTC カップリング、スマートフロー ドライブレイク・カップリングは、いずれも被圧下で接続できるホットスワップ対応です。冷却水循環装置（CDU）の稼働を止めずに着脱できます。

被圧下で接続できる圧力の上限は、製品によって異なります。

• LQC カップリング：最大0.345MPa
• ウルトラフローSTC カップリング：最大0.2MPa
• スマートフロー ドライブレイク・カップリング：最大0.4MPa

LQC カップリングは二重のEPDMゴムシールにより気密性が高く、液だれを防止します。

液冷用カップリング活用による期待効果

冷却温度の安定化と省エネルギー化

大流量・低圧力損失のカップリングを活用することで、冷却効率の悪化や消費電力の増加を抑えられます。CDUの冷却温度の安定化と、冷却システム全体の省エネルギー化が期待できます。

ポンプの小型化による投資コスト削減

カップリングでの圧力損失を抑えることで、冷却システム全体の圧力損失を低減できます。ポンプを小型なものにして投資コストを下げたり、エネルギー消費量を削減したりする効果が見込まれます。

稼働を止めない冷却ラインの着脱

液だれがなく、被圧下でも接続できるホットスワップ対応のカップリングを使うことで、メンテナンスや機器の交換・増設時も、冷却水循環装置（CDU）の稼働を止めずに冷却ラインを着脱でき、ダウンタイムの抑制につながります。また、システムの水抜きや作業後のエア抜き・再充填が不要になるため、保守作業の手間も減らせます。着脱時の液だれを防ぐことで、冷却液がサーバーや電子機器に接触して起こるショートや故障のリスクも低減できます。

冷却水循環装置（CDU）に適した製品

LQC カップリング

ウルトラフローSTC カップリング

スマートフロー ドライブレイク・カップリング

熱管理用ホース