日本藤倉此次開發的冷卻系統采用長約7m、泵直徑約5cm的超大型熱泵。內部封入了替代氟利昂“R134A”。據日本藤倉公司介紹，垂直設置這種熱泵后，將其下部置于數據中心熱源附近，并使其上部伸出建筑物外部，便可對數據中心進行有效冷卻。
日本藤倉開發出了利用大型熱泵將戶外冷空氣用于數據中心冷卻的系統。據該公司介紹，如果是日本的長野縣等山區或東北以北地區，以及美國的紐約州等冬季會冷到一定程度的地區，該系統可使數據中心的PUE(powerusageeffectiveness：電能利用率)比原來的水冷系統降低約7%至1.66，能夠在約兩年內抵消導入成本。
藤倉此次新提案的冷卻系統是利用熱泵使數據中心內部與戶外空氣進行熱交換的系統。熱泵不需要電力即可工作，而且具有被動熱量輸送功能。泵內封入了名為“工作液體”、揮發性高且氣化潛熱大的液體。垂直豎起的熱泵上部和下部存在溫差時，在下部吸收熱量后氣化的氣體，會在對流作用下移動至熱泵上部，在此釋放熱量后再次液化并流回熱泵下部，通過這種循環方式將熱量由熱泵的下部輸送至上部。此前比較小型的熱泵占多數，而且還被用于個人電腦及服務器內部的冷卻、寒冷地區的道路融雪以及防止永久凍土融化等用途。
使用熱泵的數據中心冷卻系統的概觀
采用長7m、直徑約5cm的超大型熱泵
藤倉此次開發的冷卻系統采用長約7m、泵直徑約5cm的超大型熱泵。內部封入了替代氟利昂“R134A”。據該公司介紹，垂直設置這種熱泵后，將其下部置于數據中心熱源附近，并使其上部伸出建筑物外部，便可對數據中心進行有效冷卻。即使夏季戶外氣溫高于室內，也不會發生熱量回流而導致數據中心溫度升高。這是因為被戶外空氣加熱的封閉氣體只能以非液化狀態滯留在熱泵上部。因具備這種功能，熱泵還被稱為“熱二極管”或“熱虹吸管”等。
熱泵的“熱二極管”功能。因夏季不啟動，因此熱量不會回流。
藤倉提出了該系統的兩種具體使用方案。一種是作為對原來的冷卻系統起輔助作用的“預冷器(Precooler)”，另一種是作為防備夏季停電等情況的“緊急用冰蓄熱系統”。
預冷器使用熱泵的目的是強化數據中心原冷卻系統的散熱功能，用于減輕系統負荷。藤倉表示，“比如，服務器耗電量為8800kW的數據中心使用60根×36根共計2160根熱泵時，在紐約州的冬季，可利用熱泵進一步使25℃的冷卻水溫度降低5℃左右。秋冬季節可降低約3℃，夏季也能降低1.3℃”。
由于采用這種方法可使冷卻系統的耗電量降低約3成，因此每年可使運營成本減少59萬美元。據該公司介紹，包括土地費用在內，熱泵的導入成本約為114萬美元。也就是說，不到2年的時間內便可抵消導入成本。
現代版冰窖應對停電
另一種方案是緊急用冰蓄熱系統，可利用熱泵提前在冬季大量制冰，然后在夏季停電等緊急情況下，用這些冰進行冷卻。藤倉的推算結果顯示，如果是在紐約州，可利用冬季制作的冰塊，使耗電量為8800kW的服務器群連續冷卻6小時左右。
之前就有每天在大樓等場所利用夜間電力制冰，白天將其用于冷氣用途的系統。藤倉的系統與其不同的地方在于制冰時不用電。
據藤倉介紹，與原來提前儲存冷水的緊急用冷卻系統相比，該公司系統的容積罐只有前者的1/7，包含土地費用在內的導入成本只有其1/25，大幅實現了小型化并降低了成本。
不過，要在不用電的情況下制冰，需要在冬季氣溫低于0℃的天數持續一定時間以上的寒冷地區才能實現。藤倉表示，“導入我們的系統后產生效果的條件是，冬季日平均氣溫低于0℃的天數，與這種情況下的平均氣溫相乘而得出的絕對值(累積冰凍指數)達到400℃日以上”。比如，平均氣溫為-10℃的天數持續40天時，累積冰凍指數就會達到400℃日。
各地區的累積冰凍指數。累積冰凍指數的定義是平均氣溫低于0℃的天數與這些日子的平均氣溫相乘而得出的絕對值。據藤倉介紹，使用此次系統的條件是這一數值達到400℃·日。美國紐約州約為400℃·日。日本青森2009年為暖冬，該值為70℃·日，往年則寒冷的天數多一些。
熱泵能拯救地球？
藤倉今后打算通過加大原來為電子設備開發的熱泵的尺寸，將其應用于道路融雪系統及數據中心等。該公司表示，“大型熱泵的潛力很大。如果能將熱泵埋入冰川，就能防止冰川融化，從而減緩全球變暖的速度。另外，如果能夠制造出長10km、直徑為1km的熱泵，就能將人類產生的10TW熱量輸送至平流層”。
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