대한설비공학회 미활용에너지전문위원회(위원장 정운)는 10월19일 킨텍스에서 학술강연회를 개최하며 데이터센터(DC: DataCenter)에 친환경에너지 및 버려지는 폐열 등을 활용하는 방안에 대한 심도깊은 정보공유의 장을 열었다.
최근 코로나19, 우크라이나-러시아 전쟁 등 여러 이슈로 인해 국내 경제상황이 안좋은 가운데 4차산업, 인공지능, 클라우드 서비스 등 데이터를 기반으로 한 산업군이 활성화되고 있다. 데이터의 폭증, 재생산 등은 글로벌 IT기업들을 위주로 한 다양한 플레이어를 시장에 끌어들이고 있다.
데이터센터는 일반 상업용건물대비 10~20배 전력을 소모하는 에너지다소비건물이다. 데이터센터의 에너지사용은 서버가 가장 크며 이에 대한 발열을 냉각하는 공조에너지가 많은 부분을 차지하고 있다.
정운 위원장은 “최근 가산지디털단지 내에서만 5개의 신규 데이터센터가 추진되고 있으며 서버에 이어 가장 많은 에너지를 차지하는 공조시스템의 최적화 방안 등이 고민되고 있다”라며 “오늘 행사가 단순한 강연회로 끝나지 않고 현업에서 에너지절감을 통한 탄소중립, 탈탄소 전략을 수립하는 데 도움이됐으면 한다”고 말했다.
김한영 신성엔지니어링 박사는 ‘수열원을 활용한 데이터센터 냉각시스템’ 발표를 통해 국내 수열에너지 관련정책 및 적용사례를 비롯한 데이터센터 쿨링솔루션을 제시했다.
4차 산업혁명으로 데이터생산량이 급증함에 따라 IT분야 전력사용량은 2000년과 비교해 약 2배 이상 증가한 것으로 나타나 데이터센터의 에너지절감 필요성이 확대되고 있다.
정부는 지난 2021년 탄소중립 목표 최종안을 발표했으며 신재생에너지 확대를 통해 총 1억4,990만톤을 감축한다는 계획을 세운 바 있다. 이러한 정부기조에 동참하기 위해 강원도는 수열에너지 융복합 클러스터 조성사업을 추진, 42만m² 규모 데이터센터단지에 소양강댐 심층수를 이용한 냉각시스템을 적용할 방침이다.
데이터센터에 수열에너지를 활용하기 위해서는 취수원의 계절별 온도특성에 따른 활용방안과 함께 원수 수질을 고려한 열교환기 오염도평가 및 수질기준 만족방안이 마련돼야 한다.
김한영 박사는 “수열에너지는 하절기 HVAC시스템 방열원으로서 공기열 냉각방식보다 약 16% 효율이 우수하며 취수원 종류에 따라 연중 프리쿨링 운영으로 최대 PUE 1.09가 가능하다”라며 “향후 데이터센터를 위한 열원 이중화 구성 및 융복합, 재사용 방안에 대한 연구가 이뤄져야 한다”고 말했다.
오명석 LG전자 책임은 ‘무급유 수열원 히트펌프 설계 및 시스템 평가’를 발표했다.
LG전자는 수열에너지를 활용하기 위해 팔당댐을 기준으로 열원분석을 진행했다. 온도조건을 검토한 결과 연중 난방 135일, 냉방 122일 등 연중 257일 동안 프리쿨링이 가능할 것으로 예상된다.
수열원은 냉방 시 히트펌프에서 끌어올린 열을 방출하는 냉각탑 역할을 수행하며 25℃의 냉각수를 히트펌프에 공급하고 7℃의 냉각수를 공조기로 공급할 수 있다. 난방시에는 5℃의 열원수를 히트펌프로 공급하고 45℃의 난방수를 공조기로 공급, 축열모드에서는 48℃로 승온 공급한다.
K-water 한강유역본부를 실증대상으로 조건을 검토해 건물 단열 등을 분석한 부하운전을 고려해 인버터를 적용한 2comp 수열원 히트펌프를 제작했다. 현재 시험평가를 진행중이며 냉동능력 25.1RT, 냉방 COP 6.8, 난방능력 255.2RT, 난방 4.2 성능이 확인됐다.
오명석 책임은 “향후 2comp 운전로직을 확정하고 올해 말 한강유역본부 설치 후 시운전을 진행할 계획”이라며 “대체냉매인 R1233zd를 적용한 500RT 히트펌프를 설계할 예정”이라고 밝혔다.
전호영 한국공조엔지니어링 부장은 ‘HVAC AI DESIGN’을 발표하며 관련 프로젝트 계획을 설명했다.
한국공조엔지니어링은 복잡한 절차 없이 공조기 설계가 가능한 자동설계서비스 KACECO Web Design을 개발했다. 장비 풍량만 입력하면 간편설계가 가능하며 고객이 보다 디테일한 값을 요구할 시 상시설계를 진행하고 있다. 콤팩트한 설계와 함께 설계 중 다른 업무가 가능해 시간을 대폭 절약시킬 수 있는 시스템이다.
또한 AHU, JET AHU, 패키지 에어컨, 항온항습기, PA BOX, 공기청정기 등 공조부문 토탈솔루션 기술기반을 통해 잠재적 위험평가성을 평가하고 CFD 유속흐름과 열전달 분석 등을 제공하고 있다.
전호영 부장은 “한국공조엔지니어링이 특허출원한 잠재적 위험평가시스템은 전기, 전자분야에 존재하는 위험성을 정량화, 객관화하고 있으며 FMEA 관련 초보자도 고장모드, 메커니즘 뱅크 등을 통해 쉽고 편하게 관리할 수 있다”라며 “CFD를 활용해 유체흐름을 재현하며 보다 정확한 시스템 구축이 가능하고 고객요구에 상시대응할 수 있는 내부 프로세스를 갖췄다”고 강조했다.
최근 코로나19, 우크라이나-러시아 전쟁 등 여러 이슈로 인해 국내 경제상황이 안좋은 가운데 4차산업, 인공지능, 클라우드 서비스 등 데이터를 기반으로 한 산업군이 활성화되고 있다. 데이터의 폭증, 재생산 등은 글로벌 IT기업들을 위주로 한 다양한 플레이어를 시장에 끌어들이고 있다.
김한영 신성엔지니어링 박사는 ‘수열원을 활용한 데이터센터 냉각시스템’ 발표를 통해 국내 수열에너지 관련정책 및 적용사례를 비롯한 데이터센터 쿨링솔루션을 제시했다. 
오명석 LG전자 책임은 ‘무급유 수열원 히트펌프 설계 및 시스템 평가’를 발표했다. 
전호영 한국공조엔지니어링 부장은 ‘HVAC AI DESIGN’을 발표하며 관련 프로젝트 계획을 설명했다. 
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