박병용 한밭대 교수가 개최된 2022년도 설비신기술대회에서 ‘고밀도 데이터센터의 독립모듈 컨테인먼트(Containment)기술’로 한국설비기술협회 회장상을 수상했다.
데이터센터 에너지사용량은 205TWh로 전 세계 전력소비량의 1%를 차지하며 데이터센터는 일반건물에 비해 약 40배 이상의 에너지를 사용하는 고밀도 에너지 다소비 건물군에 해당함으로써 2050 탄소중립을 위해서는 데이터센터의 에너지절감이 시급한 상황이다.
PUE(전력효율지수: Power Usage Effectiveness)는 데이터센터 에너지효율을 평가하는 국제 지표로 총 전력사용량 중에서 냉각이나 기타 사용을 제외하고 IT장비에 의해 사용된 전력의 비율로 효율을 측정한다. 기존 데이터센터들은 PUE 1.6~2.0 이하의 성능으로 효율이 낮은 문제가 지적돼왔다.
박병용 교수는 이를 해결하기 위해 국내 최초로 구역단위 고밀도 데이터센터의 독립모듈을 개발했다. 기존 데이터센터의 구성단위인 룸(room)을 모듈러 유닛으로 구성해 공간적 집적도를 높여 IT기기와 냉각시스템간 냉방효율을 극대화해 PUE 1.2~1.5 성능 구현에 성공했다.
구역단위 독립모듈 컨테인먼트(냉-열복도 모두차폐)시스템은 구역단위 냉각시스템의 장점을 극대화하기 위해 공기냉각 경로를 최소화해 이송 중 손실을 최소화한다. 또한 데이터센터의 고질적인 문제인 서버냉각을 마친 후 나오는 공기가 서버로 다시 유입되는 재순환과 서버냉각을 마치지 못하고 냉각기로 돌아가는 유실 현상을 냉복도(Cold aisle)와 열복도(Hot aisle)을 모두 차폐함으로써 해결했다.
이를 바탕으로 고밀도 IT부하(>10kW/랙) 대응 공조 에너지효율을 개선해 △고밀도 IT부하 대응 △구역단위 공조 △free-cooling △장비 국산화 등을 이뤘으며 공간 효율화, 에너지소비 개선으로 △공간단위 설비인프라 모듈화 △공간, 에너지 효율성 반영 등을 가능하게 했다.
특히 공조효율 개선효과 검증을 위해 진행한 실증에서는 구역단위 공조·냉각효율은 룸 단위 서버냉각 방식보다 SHI/RHI가 각각 37.1%, 20.0% 향상하고 RTI지표는 73.2%, β지표는 44.3% 개선효과를 얻었다. 또한 구역단위 냉각시스템은 IT부하 65kW에서 냉수 입구온도(8.0℃) 기준 냉복도 실내온도 23.1℃에 수렴해 운영기준을 만족했다.
