1.熱量和水
要了解冷卻水管道絕緣的重要性，需要了解數據中心運營環境中兩個明顯卻無所不在的威脅：熱量和水。管理和排出數據中心的IT設備和服務器產生的大量熱量至關重要。與采用風扇冷卻的普通計算機不同，一些數據中心使用液體冷卻系統進行冷卻，這些冷卻系統利用暖通空調制冷(HVACR)的工作原理進行冷卻。
而在數據中心運行中需要考慮漏水風險，因為漏水會對計算設備構成巨大危害。數據中心通常需要更復雜的噴水消防系統或商業建筑中使用的替代系統。對冷卻水管道進行絕緣對于支持數據中心設備的熱性能至關重要，也可以防止泄露。
數據中心的能耗可能是傳統商業建筑的100到200倍，這凸顯了有助于維持或降低能耗的各種元素重要性，這其中包括用于冷卻水系統的絕緣材料。冷卻系統面臨著換熱器效率低下、灰塵和濕氣進入的潛在損害。這會縮短絕緣材料的使用壽命，并降低換熱器效率。因此需要設計完善的絕緣系統來解決這些挑戰。實施這一過程從選擇適合的絕緣材料以降低風險開始。
2.需要問“可能會出什么問題?”
數據中心冷卻水系統的絕緣通常是圍繞環境工作條件設計的。然而，為常見的“最壞情況”開發系統可能更具成本效益，例如停電、高溫環境或其他惡劣天氣。針對更嚴苛條件進行設計的額外好處包括延長系統使用壽命以及減少維修或改造工作的需要。因此，需要花費時間提出“可能會出什么問題?”，這有助于制定策略，緩解未來出現的問題，降低維修成本。
維修或改造冷卻水絕緣系統的費用可能比從設計合理的系統開始要高，以便在更嚴格的條件下運行。絕緣系統的更換可能是最初安裝成本的三到四倍，并產生附加后果。
為了在數據中心的生命周期內持續使用且維護工作最少的冷卻水系統選擇絕緣材料是可能的——系統元件必須經過深思熟慮的選擇、準確的設計和正確的安裝。隨著時間的推移，一些絕緣材料會因為磨損而損壞和降解。但是，使用更耐用的無機材料(如閉孔多孔玻璃絕緣材料)的絕緣系統可以提供更長的使用壽命。幾十年來，蜂窩式玻璃絕緣材料不會受潮氣的影響，并在關鍵任務建筑的應用中備受信賴，并已證明其在安裝時仍能保持有效，并能抵抗老化。
例如許多地區的室外環境溫度適中，但濕度較高。然而，數據中心內部產生的熱量以及來自較高濕度的水蒸氣的存在仍然是一個需要解決和管理的問題。
3.系統效率工程
冷卻水系統面臨的另一個挑戰是在有限的熱傳遞下保持效率。效率低下的冷卻系統必須加大供應，這給冷卻器帶來更多壓力并產生更多的能耗。
保護冷卻功能的一種方法是設計具有適當輻射率和操作條件的絕緣系統，以便絕緣系統的最外層在預期環境條件下保持在預期露點之上。保持絕緣系統外表面接近環境溫度有助于防止濕氣凝結，并降低濕氣進入的可能性。
而如果水分滲入冷卻水系統的絕緣層會對冷卻系統的熱性能產生負面影響。從2002年到2012年進行的一系列研究發現，當內部存在水分時，絕緣材料的導熱性會增加。保溫層內的水分含量每增加1%，保溫材料的熱導率就會增加23%。飽和絕緣將會增加能耗，可能需要更換絕緣材料。根據ASHRAE的標準，提供終身性能的絕緣材料是幾乎沒有滲透性的絕緣材料。
冷卻水管的絕緣有助于確保冷卻水系統的有效功能，而絕緣如果損壞會對導熱性產生負面影響，并增加運營成本和能源使用。
4.解決能看到和看不到的問題
由于蒸汽壓力驅動或管道和環境空氣溫度的不平衡，冷卻水系統面臨來自熱量和水分的挑戰。冷卻水管道通常在零下華氏25度至零下華氏59度的范圍內運行，可能低于許多數據中心所在地區的環境溫度。即使室外溫度不高，位于高濕度地區的數據中心也可能面臨額外的蒸汽壓力。
冷卻水系統的管道可能會因潮濕而受到可見和隱藏的損壞。其可見性的損壞可能表現為絕緣護套外部的濕氣聚集以及在表面形成的霉菌。在管道安裝在天花板的數據中心設施中，外部冷凝將會損壞地板、墻壁、天花板或附近的設備，并產生滑倒危險。管道外部的冷凝也會導致鍍鋅支撐結構氧化。這種類型的氧化可能會促使熱交換器內發生腐蝕，進一步影響了冷卻系統的能源效率。
數據中心的隱藏區域潮濕是另一個風險。滲入可滲透絕緣材料的水分更難發現，并可能為絕緣材料下腐蝕(CUI)創造條件，這種腐蝕在冷卻水管道上形成，可能會出現泄漏，導致意外停機和大量維修成本。而數據中心設施中的腐蝕甚至會影響服務器設備的性能。而絕緣損壞會增加熱傳遞，這意味著需要更多的電力來維持冷卻水系統的工作溫度。這給冷卻器增加了壓力，并增加了運行成本。
5.具有輔助效益的規格材料
雖然熱性能和防潮性是影響數據中心水冷絕緣系統有效性的關鍵因素，但還有其他因素。絕緣護套就是一個很好的例子。外護套或應用的防潮層的損壞都可能導致水分聚集或滲入系統。而安裝不透水和不吸水的產品可通過防止濕氣進入，并提供額外的保護。
另一個需要考慮的因素是可燃性。選擇在火災期間不會燃燒或產生有毒煙霧的絕緣材料是有利的。數據中心就像所有建筑物一樣，需要采用可以最大限度降低火災風險的材料。除了不透水之外，多孔玻璃絕緣材料還有助于制定解決火災和煙霧問題的策略。
抗壓強度在冷卻水應用中很重要，因為冷卻水系統的設計都考慮了管道和絕緣材料本身支持的內容物的負載。高抗壓強度的絕緣材料可以提高了絕緣系統承受外部重量和壓力的能力。多孔玻璃絕緣材料剛性好，抗壓強度高，不易變形，非常適合用于絕緣冷卻水管道支架。
結論
在為數據中心選擇絕緣材料時，需要考慮一些設計要素，其中包括壽命、熱增益控制和濕氣壓力，以及絕緣系統在數據中心設施內的位置。選擇不透水的多孔玻璃絕緣材料可以幫助數據中心設施應對這些挑戰，同時保持系統功能和熱效率。
