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データセンターのセンサ

冷却は機械の問題である前に測定の問題です。施設が監視する量、その背後のセンサ、ケーブルを引く前に確認しておくべき点をまとめます。

測定項目

測定量代表的なセンサ信号使える計算ツール
サーバー吸気とアイルの空気温度NTC サーミスタ、PT100 または PT1000 プローブ抵抗、4–20 mA またはデジタルNTC サーミスタ計算ツール
湿度と結露のリスク温湿度伝送器4–20 mA またはデジタル露点・湿度計算ツール
冷水・設備水の往還温度PT100 のペア、3 線式または 4 線式抵抗測温抵抗体の導線誤差計算
液冷ループ圧力とフィルタ差圧圧力伝送器と差圧伝送器4–20 mA圧力伝送器の総合誤差計算
二重床とコンテインメントの差圧微差圧伝送器4–20 mA、Pa または inH₂O圧力単位換算
ホール全体の伝送器ループ長いケーブルの 2 線式 4–20 mA 伝送器4–20 mA4–20 mA ループ電源計算
燃料サービスタンクと貯水槽の液位静圧式レベル伝送器4–20 mA液位–圧力計算ツール
ポンプ、ファン、冷凍機、発電機加速度センサ、振動伝送器mV/g または mm/s の 4–20 mA振動換算ツール
電力と電力量変流器、電力計デジタルバス変流器(CT)の負担計算ツール
Modbus 接続のメータとコントローラ電力量計、冷却コントローラ、ゲートウェイModbus RTU / TCP レジスタModbus レジスタデコーダ
漏水検知ケーブルとポイント検知器接点またはデジタルこのサイトにはありません

空気:サーバー吸気温度

重要なのは部屋の平均ではなく、サーバーに入る空気の温度です。ASHRAE のデータ処理環境の温熱ガイドラインは、空冷機器の吸気温度として 18〜27 °C を推奨し、クラスごとにより広い許容範囲(クラス A1 は 15〜32 °C)を定めています。施設はラック吸気口に並べたセンサで測定します。ラック上ではサーミスタやデジタルセンサ、信号をビル管理システムに送る箇所では PT100 や PT1000 のプローブです。

β = 3950 K の 10 kΩ サーミスタは 25 °C で 10 kΩ、室温付近で 1 度あたり約 4 % 変化するため、安価で高密度な監視の定番です。NTC サーミスタ計算機は任意の部品で抵抗と温度を換算します。β 値はデータシートから取ってください。誤った値は 25 °C から離れたすべての読みをずらします。

湿度は露点の問題

相対湿度だけでは制御量として不十分です。空気中の水分量が同じでも、温度によって変わるからです。水が結露するかどうかを決めるのは露点です。24 °C、相対湿度 50 % の空気の露点は 12.9 °C、27 °C、60 % では 18.6 °C です。露点より冷たい表面には水がたまります。これが、断熱や制御なしでリアドア冷却や直接液冷に供給できる設備水温度の実用上の下限になります。現行版の ASHRAE ガイドラインは、各クラスの湿度限界を露点と相対湿度で示しています。露点計算機は両者を換算し、絶対湿度も示します。

水と冷却液:温度差と圧力

冷却能力は流量と往還の温度差から計算します。温度差は 5〜10 K しかないことも多く、どちらかのセンサに 0.1 °C 台の誤差があっても効いてきます。機械室のケーブル長では、測温抵抗体の結線方式が結果を左右します。0.5 mm² のケーブル 80 m の PT100 は、2 線式なら約 14 °C、3 線式で導線間の不一致が一般的な 5 % なら約 0.35 °C 高く読みます。4 線式ならリード線は測定から外れます。RTD リード線誤差計算機は誤差と、許容値に対する最大ケーブル長を示します。

液冷ループでは圧力測定が加わります。ループ圧力と、汚れの兆候としてのフィルタや熱交換器の差圧です。上限 10 bar の伝送器を 0〜6 bar に校正しても、データシートの精度はそのスパンに対する百分率としては保たれません。温度影響とドリフトが上限値に対して規定されているからです。伝送器精度計算機はこれらの項を合成します。

気流管理では、二重床、コールドアイル、ホットアイルの間のごく小さな差圧、数十パスカルを扱います。25 Pa は 0.1004 inH₂O です。単位は圧力換算ツールで扱えます。

ループ、タンク、回転機械

大きなホールでは、センサはコントローラから遠く離れています。2 線式 4–20 mA 伝送器は、20 mA ではなく、自身が流しうる最大電流で端子に最低電圧が必要です。電源 24 V、入力 250 Ω、0.5 mm² のケーブル 400 m では、ケーブルが 27.5 Ω を加え、12 V を必要とする伝送器には 22 mA で 5.9 V の余裕が残ります。ループ電源計算機は、高温のケーブルトレイも含めて任意の組み合わせを確認します。

発電機の燃料サービスタンクと貯水槽は静圧で測定します。840 kg/m³ の軽油 2 m は 164.8 mbar です。密度は燃料と温度によって変わり、読みもそれに伴って変わります。発注すべきレンジは液位・圧力計算機で求められます。

ポンプ、ファン、冷凍機、発電機は振動で監視します。振動の大きさは、ISO 10816-3 とその後継である ISO 20816-3 のゾーンに照らして RMS 速度 mm/s で評価しますが、加速度センサは g で出力します。振動換算ツールは、指定した周波数で両者を換算します。

このサイトの範囲外

電力と電力量の計測、漏水検知、風量測定、制御戦略そのものはここでは扱いません。計算ツールはセンサレベルの量を換算・確認するもので、冷却設備の容量設計はしません。

更新日:2026年10月11日

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