数据中心不仅要确保它们处理和存储的数据的安全，还要确保它们运行的??机械和电气系统的安全。虽然数据中心设计人员更加关注安全技术、气候控制和正常运行时间指标，但数据中心的一些被动元件对于高性能至关重要。本文介绍了在设计数据中心循环冷却水管道的绝缘系统时需要考虑的一些因素。1.热和水了解冷却水管道隔热的重要性需要了解对数据中心运行环境的两个明显但无所不在的威胁：热和水。管理和排放数据中心IT设备和服务器产生的大量热量至关重要。与风扇冷却的普通计算机不同，一些数据中心使用液体冷却系统进行冷却，该系统利用加热、通风、空调和制冷(HVACR)原理进行冷却。但是数据中心的运行需要考虑漏水的风险，因为漏水会对计算设备造成巨大的危害。数据中心通常需要更复杂的喷水灭火系统或商业建筑中使用的替代系统。绝缘冷却水管道对于支持数据中心设备的热性能和防止泄漏至关重要。数据中心使用的能源是传统商业建筑的100到200倍，这凸显了有助于维持或降低能源消耗的各种元素的重要性，包括冷却水系统的绝缘。冷却系统面临着热交换器效率低下、灰尘和湿气进入的潜在损害。这会缩短绝缘材料的使用寿命并降低热交换器的效率。因此，需要精心设计的绝缘系统来应对这些挑战。实施此过程首先要选择合适的绝缘材料以降低风险。2.需要问“可能出了什么问题？”数据中心冷却水系统的绝缘设计通常围绕环境运行条件进行。然而，为常见的“最坏情况”场景开发系统可能更具成本效益，例如停电、高环境温度或其他恶劣天气。针对更严酷的条件进行设计的其他好处包括更长的系统寿命和更少的维修或改造工作需求。所以，花时间问“可能出了什么问题？”可以帮助制定策略以减轻未来的问题并降低维修成本。维修或改造冷却水绝缘系统可能比从一个设计得当的系统开始在更严格的条件下运行更昂贵。更换绝缘系统的成本可能是初始安装成本的三到四倍，还会带来额外的后果。可以为冷却水系统选择隔热材料，这些材料将在数据中心的整个生命周期内持续使用，并且维护最少——系统组件必须经过深思熟虑地选择、准确设计和正确安装。随着时间的推移，一些绝缘材料会因磨损而损坏和降解。然而，使用更耐用的无机材料（例如闭孔多孔玻璃绝缘材料）的绝缘系统可以提供更长的使用寿命。蜂窝玻璃隔热材料不受潮气影响，几十年来一直在关键任务建筑应用中受到信赖，事实证明，它在安装后仍能保持有效并抗老化。例如，许多地区的室外环境温度适中但湿度较高。然而，数据中心内部产生的热量和较高湿度导致的水蒸气仍然是一个需要解决和管理的问题。3.系统效率工程冷却水系统面临的另一个挑战是在传热受限的情况下保持效率。低效的冷却系统必须供过于求，这会给冷却器带来更大的压力并产生更多的能源消耗。保护冷却功能的一种方法是设计具有适当发射率和操作条件的绝缘系统，使绝缘系统的最外层在预期的环境条件下保持在预期的露点以上。保持绝缘系统的外表面接近环境温度有助于防止湿气凝结并降低湿气进入的可能性。如果湿气渗入冷却水系统的绝缘层，会对冷却系统的热性能产生负面影响。2002年至2012年进行的一系列研究发现，当内部存在水分时，绝缘材料的导热系数会增加。保温层内的水分含量每增加1%，保温层的导热??系数就会增加23%。饱和绝缘会增加能耗，可能需要更换绝缘。根据ASHRAE标准，提供终生性能的绝缘材料是几乎不可渗透的。冷却水管的绝缘有助于确保冷却水系统的高效运行，而损坏的绝缘会对导热性产生负面影响，并增加运营成本和能源使用。4.解决看得见和看不到的问题冷却水系统面临着蒸汽压力驱动的热量和水分或管道和环境空气温度不平衡的挑战。冷却水管道通常在-25华氏度到-59华氏度的范围内运行，这可能低于许多数据中心所在区域的环境温度。即使外部温度不高，位于高湿度区域的数据中心也可能面临额外的蒸汽压力。冷却水系统中的管道可能会因潮湿而遭受可见和隐藏的损坏。其能见度的损坏可能表现为绝缘护套外部的水分积聚和表面上的霉菌形成。在管道安装在天花板中的数据中心设施中，外部冷凝会损坏地板、墙壁、天花板或附近的设备，并造成滑倒危险。管道外部的冷凝也会导致镀锌支撑结构氧化。这种类型的氧化会促进热交换器内的腐蚀，进一步影响冷却系统的能效。数据中心隐蔽区域的潮湿是另一个风险。渗入可渗透绝缘材料的水分更难被发现，并且可能会引发绝缘材料下腐蚀(CUI)，这种情况会在可能发生泄漏的冷却水管上累积，从而导致计划外停机和大量维修成本。数据中心设施的腐蚀甚至会影响服务器设备的性能。损坏的绝缘层会增加热传递，这意味着需要更多的电力来维持冷却水系统的工作温度。这会增加冷却器的压力并增加运营成本。5.具有辅助优势的规格材料虽然热性能和防潮性能是影响数据中心水冷绝缘系统有效性的关键因素，但还有其他因素。绝缘外套就是一个很好的例子。损坏外护套或应用防潮层会导致水分聚集或渗入系统。安装不透水和不吸水的产品可以防止水分进入，从而提供额外的保护。另一个需要考虑的因素是易燃性。选择在火灾中不会燃烧或产生有毒烟雾的绝缘材料是有利的。与所有建筑物一样，数据中心需要能够最大限度降低火灾风险的材料。除了不透水之外，多孔玻璃隔热材料还有助于制定解决火灾和烟雾问题的策略。抗压强度在冷却水应用中很重要，因为冷却水系统是根据管道和绝缘本身支撑的内容物负载设计的。具有高抗压强度的绝缘材料提高了绝缘系统承受外部重量和压力的能力。多孔玻璃保温材料刚性好，抗压强度高，不易变形，非常适用于保温冷却水管支架。结论在为数据中心选择绝缘材料时，需要考虑多个设计因素，包括寿命、增热控制和湿压，以及绝缘系统在数据中心设施内的位置。选择不透水的多孔玻璃隔热材料可以帮助数据中心设施应对这些挑战，同时保持系统功能和热效率。
