Emerson Liebert Xtreme Density User Manual

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Precision Cooling

For Business-CriticalContinuity™

Liebert® Xtreme Density

System Design Manual

TABLE OF CONTENTS

1.0 SYSTEM DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.1 European Union Fluorinated Greenhouse Gas Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 Direct and Indirect System Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 Liebert XDO—Overhead Cooling Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4 Liebert XDV—Vertical, Above-Cabinet Cooling Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.5 Liebert XDH—Horizontal Cooling Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.6 Liebert XDCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.7 Liebert XDA—Air Flow Enhancer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.8 Liebert XDP—Pumping Unit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.8.1 Liebert XDP Minimum Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.9 Liebert XDC—Refrigerant Chiller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.9.1 Liebert XDC Minimum Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.10 Liebert XD Piping. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.10.1 Liebert XD Field Piping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.0 STARTING A NEW EQUIPMENT COOLING PROJECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1 Determining Cooling Equipment Needs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Implementing a Hot-Aisle/Cold Aisle Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.0 DESIGNING A LIEBERT XD SOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

3.1 Determine Cooling Requirements and Select Liebert XD System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2 Calculate the Heat Load to be Handled by Liebert XD System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.3 Selecting Liebert XD Cooling Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.4 Airflow Requirements for Liebert XD Solutions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.5 Configuring a Liebert XD System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.5.1 Number of Modules Supported by a Liebert XDP or Liebert XDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.6 Liebert XDO Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.6.1 Determining Spacing of Liebert XDOs in an Aisle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.6.2 Determining Vertical Placement of Liebert XDOs Above the Cold Aisle . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.7 Liebert XDV Unit Placement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.8 Liebert XDCF Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.9 Liebert XDH Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.10 Liebert XDP/Liebert XDC Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.11 Examples of Expansion and Interlaced Connection of Liebert XD Cooling Modules. . . . . . 20 3.12 Liebert XD Refrigerant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.13 Liebert XD Piping System Design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.14 Liebert XD Piping Slope. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.15 Bypass Flow Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.16 Determining Refrigerant Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.16.1

Liebert XDP/Liebert XDC Pumped R-134a Circuit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

3.16.2

Calculating Refrigerant Charge—Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

3.17 Liebert XDC DX R-407c Circuit Volume—Air Cooled Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.18 Chilled Water Piping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.19 Electrical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

i

3.20 Display Panel and Remote Temperature/Humidity Sensor Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.0LIEBERT XD COOLING MODULES—LIEBERT XDO, LIEBERT XDV, LIEBERT

XDH AND LIEBERT XDCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

4.1 Liebert XDO Standard Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.1.1 Optional Features Liebert XDO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.2 Liebert XDV Standard Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.2.1 Optional Features—Liebert XDV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.3 Liebert XDCF Standard Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.4 Liebert XDCF Mechanical Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.5 Liebert XDCF Installation Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.6 Liebert XDCF Piping Connection Methods and Points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.6.1 Header System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.7 Liebert XDH Standard Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.7.1 Optional Features—Liebert XDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.7.2 Piping Connections to Liebert XDP or Liebert XDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.8 Liebert XD Flex Pipe Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.9 Liebert XD Piping Dimensions and Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4.9.1 Piping Installation Method prefabricated headers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4.10 Liebert XDP Standard Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.11 Liebert XDC Standard Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.11.1 Liebert XDC Optional Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.0 SPECIFICATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

FIGURES

Figure 1 Pressure enthalpy diagram - refrigerant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Figure 2 Direct system configuration—hydraulic system diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Figure 3 Indirect system configuration—hydraulic system diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Figure 4 Suspended Liebert XDO modules in hot aisle-cold aisle arrangement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Figure 5 Top-mounted Liebert XDV modules with fixed piping in hot aisle-cold aisle arrangement. . . . . . 4 Figure 6 Top-mounted Liebert XDV modules with flexible piping in hot aisle-cold aisle arrangement. . . . 4 Figure 7 Liebert XDH—horizontal cooling module in hot aisle-cold aisle arrangement . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 8 Liebert XDCF units on BladeFrame EX cabinets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Figure 9 Liebert XDA—air flow enhancer—on Liebert Foundation enclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Figure 10 Liebert XDP pumping unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Figure 11 Liebert XD Chiller unit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Figure 12 Liebert XD connection port kit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Figure 13 Hot aisle-cold aisle arrangement with under-floor source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Figure 14 Liebert XDO placement over cold aisle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 15 Liebert XDO spacing—horizontal and vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Figure 16 Positioning Liebert XDV on top of cabinet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Figure 17 Liebert XDCF unit mounting locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Figure 18 Liebert XDH placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figure 19 Liebert XDV units mounted on racks emitting 3kW of heat, top view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 20 Liebert XDV units mounted on racks emitting 5kW of heat, top view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 21 Liebert XDV units mounted on racks emitting 8kW of heat top view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 22 Liebert XDV units mounted on racks emitting 16kW of heat top view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 23Piping for Liebert XDP/Liebert XDC used with Liebert XD cooling units . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

ii

Figure 24 Hydraulic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Figure 25 Bypass flow controller details, dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 26 Bypass flow controller arrangement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 27 Bypass flow controller piping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 28 Dimensional data—Liebert XDO hard-piped units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 29 Dimensional data—Liebert XDO with pre-charged option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 30 Liebert XDO internal mounting location. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figure 31 Liebert XDO top and front electrical access points. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Figure 32 Liebert XDV dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Figure 33 Liebert XDV dimensions with one-shot connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Figure 34 Liebert XDV electrical connections for CE approved units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Figure 35 Liebert XDV electrical connections for CSA-approved units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Figure 36 Suspending single Liebert XDV from Unistruts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Figure 37 Suspending single Liebert XDV from the roof structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Figure 38 Alternative mounting methods—mounting multiple Liebert XDV units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Figure 39 Liebert XDCF hydraulic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Figure 40 Overall dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Figure 41 Liebert XDCF unit mounting locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Figure 42 Liebert XDCF supply and return piping access points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Figure 43 Liebert XDH dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Figure 44 Supply and return piping connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Figure 45 Hard-pipe connection diagram for Liebert XDV, Liebert XDO and Liebert XDH

cooling modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Figure 46 Two-port prefabricated piping for Liebert XD cooling modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Figure 47 Four-port prefabricated piping for Liebert XD cooling modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Figure 48 Five-port prefabricated piping for Liebert XD cooling modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Figure 49 Ten-port prefabricated piping for Liebert XD cooling modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Figure 50 Liebert XDP dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Figure 51 Liebert XDP piping access points and external features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Figure 52 Front view of Liebert XDP and electrical enclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Figure 53 Liebert XDP electrical enclosure knockout locations for field wiring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Figure 54 Liebert XDP 60Hz high voltage connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Figure 55 Liebert XDP 50Hz high voltage connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Figure 56 Liebert XDC dimensional data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Figure 57 Liebert XDC piping locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Figure 58 Positioning a water/glycol Liebert XDC for placement on a floor stand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Figure 59 Piping locations—floor stand and valve assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Figure 60 Front view of Liebert XDC and electrical enclosures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Figure 61 Liebert XDC electrical enclosure knockout locations for field wiring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Figure 62 Liebert XDC high voltage connections—primary disconnect switch, 60Hz models . . . . . . . . . . . 60 Figure 63 Liebert XDC high voltage connections—primary disconnect switch, 50Hz models . . . . . . . . . . . 60 Figure 64 Liebert XDC high voltage connections—secondary disconnect switch, 60Hz models. . . . . . . . . . 61 Figure 65 Liebert XDC high voltage connections—secondary disconnect switch, 50Hz models. . . . . . . . . . 61 Figure 66 Liebert XDC heat rejection electrical connection points. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Figure 67 Liebert XDC electrical enclosure knockout locations for Extra Low Voltage connections . . . . . . 62 Figure 68Liebert XDC Extra Low Voltage field connections points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

iii

TABLES

Table 1 Liebert XD field-installed port kits header connection size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Table 2 Maximum and minimum modules supported by a Liebert XDP or Liebert XDC . . . . . . . . . . . . . 14

Table 3 Calculating quantity and spacing of Liebert XDO modules (example below is Liebert

XDO20) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Table 4 Determine required number of Liebert XDV modules (example below is Liebert XDV10) . . . . . 17 Table 5 Supply, return pipe sizes for refrigerant loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Table 6 Bypass flow controllers for Liebert XDCor Liebert XDP-based systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 7 System R-134a charge for a Liebert XDP/Liebert XDC with any model Liebert XDH/

Liebert XDO/Liebert XDV/Liebert XDCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Table 8 System refrigerant charge for the supply and return mains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Table 9 R-134a refrigerant charge for hard-piped connector lines to and from any model

Liebert XDH/Liebert XDO/Liebert XDV/Liebert XDCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Table 10 R-134a refrigerant charge for Flex Pipe connector lines to and from any model

Liebert XDO/Liebert XDH/Liebert XDV/Liebert XDCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Table 11 Calculating refrigerant charge—example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Table 12 Worksheet to calculate refrigerant charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Table 13 Indoor unit refrigerant charge—R-407c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Table 14 Air cooled systems - liquid line charge - R-407c refrigerant per 100 ft (30 m) of Type "L"

copper tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Table 15 Indoor water/glycol cooled module – R-407c refrigerant charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Table 16 Outdoor condenser charge—R-407c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Table 17 Liebert XD Flex Pipe assemblies, supply and return . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Table 18 Two-port prefabricated piping legend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 19 Four-port prefabricated piping legend. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 20 Five-port prefabricated piping legend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 21 Ten-port prefabricated piping legend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 22 Liebert XDP dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 23 Unit piping outlet connection sizes, inches, OD Cu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 24 Liebert XD Chiller dimensions, weight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 25 Liebert XD Chiller piping connection sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Table 26 Liebert XDC Water/Glycol Piping Connection Sizes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 27 Liebert XDC160 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Table 28 Floor stand specifications—water-cooled Liebert XDC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Table 29 Floor stand specifications—Liebert XDC with 40% propylene glycol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Table 30 Floor stand specifications—Liebert XDC with 40% ethylene glycol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Table 31 Liebert XDP160 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Table 32 Liebert XDO16 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Table 33 Liebert XDO20 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Table 34 Liebert XDO20 dimensions—domestic and export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Table 35 Liebert XDO16 dimensions—domestic and export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Table 36 Liebert XDV8 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Table 37 Liebert XDV10 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Table 38 Liebert XDV8 dimensions—domestic and export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Table 39 Liebert XDV10 dimensions—domestic and export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Table 40 Liebert XDCF specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Table 41 Liebert XDH specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

iv

System Description

1.0SYSTEMDESCRIPTION

The Liebert XD™ family of cooling units delivers efficient, sensible cooling to high-heatenvironments. Liebert XD systems are designed to cool computer racks and hot zones in a data center or computer room without taking up expensive floor space for cooling components.

The Liebert XD family includes:

Liebert XDC—LiebertXD Chiller; cools and pumps refrigerant to cooling modules

Liebert XDP—LiebertXD Pumping unit; pumps refrigerant to cooling modules

Liebert XDA—mountson the rear of the equipment cabinet

Liebert XDCF—mountson the rear of an Egenera BladeFrame EX cabinet

Liebert XDH—LiebertXD Horizontal row cooler; integrated into hotaisle-coolaisle room layout

Liebert XDO—LiebertXD Overhead unit, suspended from the ceiling structure

Liebert XDV—LiebertXD Vertical unit; mounted on top of the equipment cabinet or suspended from the ceiling structure

Systems combining Liebert XDO and Liebert XDV units can remove more than 20 kW (5.7 tons) of heat per cabinet. A set of Liebert XDCF modules also can remove 20kW (5.7 tons) of heat from an Egenera BladeFrame EX cabinet. A system with Liebert XDH units can remove more than 30kW (8.5tons) of heat per rack.

For minimum Liebert XDP and Liebert XDC load recommendations, see 1.8.1 - Liebert XDP Minimum Load;1.9.1 - Liebert XDC Minimum Load; andTables 27 and31.

The Liebert XD system also performs at high efficiency rates. Properly spaced cooling modules and the Liebert XD system’s fluid phase change technology, combine to reduce a Liebert XD system’s energy consumption to at least 27 percent less than a traditional cooling system.

The Liebert XD family maintains this energy efficiency by employing the heat absorption properties of a liquid (pumped refrigerant) through a phase change. Refrigerant is pumped as a liquid, becomes a gas within the heat exchangers of the cooling modules (either the Liebert XDCF, Liebert XDH, Liebert XDO or Liebert XDV) and then is returned to either the Liebert XDP or Liebert XDC where it condenses to a liquid. This eliminates the compression cycle required by traditional systems. And, if a leak were to occur, the environmentally friendly refrigerant would escape as a gas, causing no harm to critical equipment (see Figure 1). Because no compressor is used in the circuit, no oil is needed.

Figure 1 Pressure enthalpy diagram - refrigerant

Pressure

Liquid

Liquid/Vapor Mix

Vapor

XD

CoolFrame, XDH,

Traditional

Vapor

 

XDO, XDV

 

Compression

 

 

 

 

Cycle

 

 

Pumped

 

 

 

 

 

 

Two-Phase

 

 

 

Cycle

 

Enthalpy

 

 

 

1

 

System Description

1.1European Union Fluorinated Greenhouse Gas Requirements

Stationary air conditioning, refrigeration, heat pump equipments and stationary fire protection systems in the European Community market and operating with fluorinated greenhouse gases (f-gas),such as R407C, R134a, R410A, must comply with theF-GasRegulation: (EC) No. 842/2006(F-gas).The regulation prohibits, among other actions, venting fluorinated greenhouse gases to the atmosphere.

The F-GasRegulation requires operators to use use all measures that are technically feasible and do not entail disproportionate cost to prevent leakage of these gases, to test for leakage regularly and to recoverf-gasbefore disposing of equipment, as well as during service and maintenance.

Refer to the full regulation for additional details.

1.2Direct and Indirect System Configurations

Liebert XD systems are available in Direct andIndirect configurations—differentiatedessentially by the method of heat rejection (seeFigures 2 and3). The indirect system uses a pumping unit connected to a building chilled water system to control and circulate the refrigerant. In the direct system, the pumping functions are incorporated in the chiller, which must be connected to a separate heat rejection system.

Figure 2 Direct system configuration—hydraulicsystem diagram

Direct Liebert XD System Configuration

Pumping and control are performed by chiller.

Liebert Heat

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XDC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rejection

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooling Module*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Air Cooled or

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pumped

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Water/Glycol

 

 

 

 

 

Refrigerant

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooled

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooling Module*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XDC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pumped

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooling Module*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Refrigerant

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooling Module*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Supply Piping

Return Piping

* Liebert XDCF, Liebert XDH, Liebert XDO or Liebert XDV

Figure 3 Indirect system configuration—hydraulicsystem diagram

Indirect Liebert XD System Configuration

Liebert XDPs pump refrigerant to Liebert XDCF, Liebert XDH, Liebert XDO or Liebert XDV modules, isolate refrigerant circuit from building chilled water supply with an internal heat exchanger and maintains refrigerant temperature above the actual dew point.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Building

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chilled

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Water

 

 

 

 

 

 

 

 

XDP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooling Module *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pumped

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Refrigerant

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooling Module *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liebert XD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XDP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cooling Module *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pumped

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Refrigerant

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Supply Piping

Return Piping

*Liebert XDCF, Liebert XDH, Liebert

XDO or Liebert XDV

2

System Description

1.3Liebert XDO—OverheadCooling Module

The Liebert XDO ceiling-mountedcooling module draws in hot air rising from densely populated cabinets, passes it over the Liebert XDO’s coils and exhausts cooled air downward into the cold aisle. The unit is available with optional, flexible metal pipes withquick-connectcouplings at each end for easy connection to the refrigerant distribution pipes.

Figure 4 Suspended Liebert XDO modules in hot aisle-coldaisle arrangement

Hot aisles and cold aisles alternate, taking advantage of airflow properties to increase cooling efficiency

Cold Aisle

Hot Aisle

Cold Aisle

 

Hot Aisle

Cold Aisle

 

3

System Description

1.4Liebert XDV—Vertical,Above-CabinetCooling Module

The Liebert XDV is installed on top of or above a rack enclosure. It is available with optional flexible metal pipes with automatic shutoff with quick-connectcouplings at the ends for easy connection to the refrigerant distribution pipes. The Liebert XDV may be set up in either of two ways:

The Liebert XDV can take hot air directly from an equipment enclosure, cool the air and discharge it downward into the cold aisle.

OR

The Liebert XDV can draw hot air from the room, cool the air and discharge the cool air downward into the cold aisle.

Figure 5 Top-mountedLiebert XDV modules with fixed piping in hotaisle-coldaisle arrangement

Hot aisles and cold aisles

Cold Aisle

alternate, taking advantage

of airflow properties to

Hot Aisle

increase cooling efficiency

 

Cold Aisle

Hot Aisle

Cold Aisle

Figure 6 Top-mountedLiebert XDV modules with flexible piping in hotaisle-coldaisle arrangement

Cold Aisle

Hot Aisle

 

Cold Aisle

Hot aisles and cold aisles alternate,

taking advantage of airflow properties Hot Aisle to increase cooling efficiency

4