4차 산업혁명과 비대면산업 성장으로 데이터기반 첨단산업이 날개를 달고 발전하고 있다. 이와 함께 급성장세를 보이고 있는 분야가 데이터센터(Internet DataCenter)산업이다. 데이터센터는 4차 산업혁명시대의 필수 인프라산업으로 인정받고 있으며 이에 대한 관련업계의 관심도 늘어나고 있다.
하지만 데이터센터는 막대한 에너지사용량으로 인해 ‘전기먹는 하마’라는 오명을 가진 산업이다. 데이터센터 하나가 웬만한 중소도시가 사용하는 전력량을 소비하기 때문이다.
이에 따라 데이터센터의 에너지효율화 방안이 조명받고 있는 가운데 필수 사용설비인 서버 외의 부문 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 냉방설비의 중요성이 커지고 있다.
칸과 메쎄이상은 데이터센터의 효율화 및 에너지절감 방안을 모색하기 위해 5월12~14일 개최된 ‘2021 대한민국 기계설비전시회’에서 ‘데이터센터 운영비용 절감 솔루션’을 주제로 세미나를 개최했다.
KDCC, 국내 데이터센터산업 트렌드 공유
첫 번째 발표로는 송준화 한국데이터센터연합회(KDCC) 팀장이 ‘2021 데이터센터 산업 Review’를 주제로 국내 데이터센터 현황 및 전망, 향후 트렌드를 소개했다. 데이터센터는 4차 산업혁명, 디지털뉴딜을 위한 ICT 신산업의 핵심 기반시설로 D.N.A(Data, Network, AI) 및 ICBM(IoT, Cloud, Big Data, Mobile)을 위한 데이터발전소로 이해할 수 있다.
국내 민간 데이터센터의 전력사용량은 연간 총 전력생산량의 약 1% 수준으로 2019년 기준 5,272GWh로 나타나고 있다. 또한 데이터센터의 효율을 나타내는 PUE(Power Usage Effectiveness)는 민간 2.03, 공공·지자체 3.13으로 평균 2.66다. 해외평균이 1.7x인 점을 감안하면 국내 데이터센터 효율은 개선이 필요하다는 것을 알 수 있다.
송준화 팀장은 “국내 데이터센터산업은 신규 사업자의 시장진입으로 경쟁이 심화되고 상호연결, 자동화 등 고객 웹 포털과 같은 부가서비스가 향후 경쟁우위를 차지하기 위한 핵심요소로 지목되고 있다”라며 “규모의 경제 실현을 위한 IT 용량 40MW 이상의 하이퍼스케일 센터 구축이 증가되고 있으며 데이터센터의 대형화, 고집적화 등으로 인해 운영사들은 탄소중립 달성이라는 새로운 도전에 직면하게 될 것”이라고 강조했다.
슈나이더일렉트릭, 서버 냉각시스템 최적화
이창호 슈나이더일렉트릭코리아 매니저는 ‘데이터센터 Cooling 제품선정 트렌드 변화와 에터지절감 솔루션’을 발표했다.
데이터센터 에너지효율을 측정하는 단위는 PUE로 전체 데이터센터 전체 에너지사용량과 운영의 본래 목적인 서버 등 필수설비의 에너지사용량의 비율이다. 서버 외의 설비에서 사용하는 에너지량이 작을수록 PUE는 1에 가까워지고 효율화된다. 서버를 제외한 나머지 부문에서 가장 에너지를 많이 소모하는 것이 냉각부문이기 때문에 냉각시스템을 어떻게 설계하느냐가 데이터센터 효율화의 관건이 된다.
이창호 매니저는 “ASHRAE에서 가이드하고 있는 데이터센터 설계온도는 18~27℃로 서버의 성능과 내구성이 발전하고 있는 만큼 운영 가능한 온도 역시 올라가고 있다”라며 “이러한 점을 감안해 서버의 냉각시스템을 구성하는 것이 데이터센터의 운영비용을 줄이는 데 가장 먼저 고려해야 할 점”이라고 강조했다.
슈나이더일렉트릭은 데이터센터의 에너지비용을 줄이기 위해 프리쿨링 냉동기를 강조하고 있다. 이와 함께 최근 주목받고 있는 팬월 솔루션은 상층부가 없는 방에 최적화된 방법이다. 넓은 코일 표면과 높은 효율이 강점이다. 또한 각 센서를 설치해 쿨링 및 히팅의 영향력을 측정, 이를 분석하고 학습해 항온항습기를 자동으로 제어하는 쿨링 옵티마이즈도 데이터센터 운영비용 절감을 위한 방안으로 제시했다.
알파라발, 전열판 구조개선으로 효율향상
윤영지 알파라발 프로는 ‘환경친화형 데이터센터 에너지절감 방안’을 주제로 발표했다.
알파라발은 수 십년 동안 IT업계의 신뢰할 수 있는 파트너로서 고객과 협력해 안정적이고 환경친화적인 데이터센터 냉각시스템을 공급해오고 있다. 열기술분야에서 80년 이상의 경험을 바탕으로 전 세계 모든 규모의 서버룸에서 프리쿨링 및 에너지절약을 위한 솔루션을 제공하고 있다.
알파라발은 데이터센터용 열교환기를 설계함에 있어 열교환기의 효율성, 신뢰성, 서비스용이성에 기준을 가지고 열판, 가스켓, 프레임 등에서 12가지의 핵심기술을 개발했다. 이 기술들은 에너지비용을 줄이고 안정적인 작동을 가능케하며 유지보수를 단순화하는 데 도움을 주는 요소들이다.
윤영지 프로는 “알파라발의 혁신기술 중 하나는 커브 플로우라고 불리는 열판의 분배면을 개선해 파울링이 덜 생길 수 있는 구조를 적용했다”라며 “이 구조를 통해 유체가 전열판에 균일하게 흐르고 전열면적 전체가 오염없이 사용할 수 있어 열효율이 높아지고 유지보수 비용을 줄일 수 있다”고 강조했다.
한국코로나, ENGIE 고효율 냉동기 소개
이성만 한국코로나 이사는 ‘데이터센터에 최적화된 냉동기’를 주제로 발표를 진행했다.
한국코로나가 데이터센터 냉각에 제시하고 있는 무급유 인버터 QUANTUM 냉동기는 140년 역사와 공조냉동산업의 경험과 노하우를 보유하고 있는 ENGIE사의 제품으로 한국코로나는 국내 공식파트너다. 고효율 경량 열교환기가 특징이며 5세대 쉘앤튜브 열교환기가 적용됐다. 열전달 성능을 개선해 이코노마이저 효과를 증대시켰으며 보다 콤팩트하고 경량화된 쉘로 냉동기 무게를 줄였다.
또한 프리쿨링 공랭식 냉동기는 냉수온도 20~28℃ 조건에서 최대 670RT 냉각용량을 보유하고 있으며 5~100%까지 광범위한 부분부하 운전이 가능하다. 증발냉각을 통한 에너지절감과 외부공기를 코일유입 전 살수 냉각해 압축기 소비전력을 줄인 것이 강점이다.
이성만 이사는 “냉각부하, 냉수 축구온도, 유량 등의 최적화 관리를 통해 냉동기가 효율적으로 운전될 수 있도록 보장한다”라며 “빌딩 마스터 제어부에서 모든 기술데이터를 이용할 수 있으며 유지보수 및 오작동 감시, 예방, 조치가 가능하다”고 말했다.
버티브, 하이퍼·엣지 최적솔루션
이수영 버티브 이사는 ‘하이퍼·엣지 데이터센터 양극화에 따른 쿨링트렌드 변화’를 발표했다. 핵심 디지털 인프라와 연속성 솔루션 전문기업인 버티브는 고객들과의 커뮤니케이션을 통해 데이터센터산업의 미래를 전망하는 보고서를 발표한 바 있다. 53%의 고객이 2025년까지 엣지데이터센터의 100% 이상 성장을 예측한 만큼 미래에는 기존의 하이퍼데이터센터와 새로운 엣지데이터센터 영역으로 양극화될 것이라는 전망이다.
이수영 이사는 “엣지데이터센터는 서버랙 등과 결합된 형태의 일체형 냉각솔루션 개발 가속화와 BMS시스템과의 통합을 통한 원격제어, 초기 도입비용 감소 등이 우선시된다”라며 “또한 다양한 가변형 최신기술을 적용해 부하의 동적변화에 따른 최적 냉방능력, 풍량제공 및 냉·열복도 분리와 Direct Air Flow 방식 등을 통한 냉방효율 향상을 꾀할 수 있다”고 말했다.
버티브의 엣지데이터센터 솔루션으로는 △SmartRow △SmartAisle △SamrtMod △Prefabricated modular infrastructure 등이 있다. 또한 하이퍼 데이터센터 솔루션으로는 △팬월 유닛 △CRAH △공랭식 일체형 프리쿨링냉동기+Adiabatic 패드시스템 △간전외기 방식의 공조형 프리쿨링 유닛 △패키지형 공랭식 프리쿨링 유닛 등이 있다.
리탈, 모듈러 IDC 사례소개
문규영 리탈 이사는 ‘인천 스마트시티 적용 모듈러 데이터센터 기반의 운영비용 최적화 사례’를 발표했다.
데이터센터는 적절한 용량설계와 단계적인 증설계획이 매우 중요하며 이 과정에서 냉각용량대비 IT시스템의 가동률을 높게 유지하는 것이 에너지효율화의 방안이다. 모듈형 데이터센터를 기반으로 서비스 변화에 따라 유연하게 증설하는 것이 IT서비스 변화에 신속하게 대응하고 초기 구축비용을 절감하는 핵심요소다. 리탈은 이러한 에너지효율 향상을 고려한 모듈형 구성을 인천 스마트시티에 적용했다.
문규영 이사는 “서버랙을 구조물로 활용해 컨테인먼트, 버스덕트, 네트워크 트레이를 설치하고 프리쿨링 공랭식 냉동기, 인라인 냉각장치를 포함한 고효율 냉각시스템을 구성했다”라며 “컨테인먼트별 독립구성을 통해 단계벌 증설이 용이하고 전체 리모델링대비 50% 비용으로 데이터센터를 구축했다”고 설명했다.
LG전자, HVAC 토탈솔루션 제공
최정진 LG전자 책임은 ‘데이터센터용 열원장비 솔루션’을 발표했다. LG전자의 에어솔루션사업부는 개별공조에서 중앙공조까지 다양한 고객요구와 설치환경에 맞는 최적 HVAC Total Solution을 제공하고 있다.
최근 데이터센터 온습도 설계조건은 IT 장비의 발전(내열성), DC 냉각에너지 절감 및 온실가스 감축을 위해 완화하는 방향으로 변화하고 있다. LG전자는 이러한 트렌드에 걸맞는 데이터센터용 냉각솔루션을 제공하고 있다.
최정진 책임은 “LG 터보냉동기는 200~600RT까지 소용량에서 대용량 풀라인업을 갖추고 있으며 무급유 인버터 터보냉동기, 인버터 터보냉동기, 모듈러 터보냉동기 등 다양한 응용제품을 제공하고 있다”라며 “또한 용도에 맞는 최적화된 압축기 설계와 운전안정성, 편의성, 신뢰성을 두루 갖춘 시스템”이라고 설명했다.
LG 터보냉동기는 데이터센터를 위한 빅데이터 및 머신러닝 기반의 가상설비 모델링으로 ‘전력량을 최소화할 수 있으며 프리쿨링 운전영역까지 확장, 운영할 수 있는 것이 강점이다. 또한 AHRI 공인인증, 공장테스트 및 신속한 서비스 대응으로 고객들의 신뢰를 얻고 있다.
한일엠이씨, IDC 에너지절감 방안
연창근 한일엠이씨 사장은 ‘데이터센터 에너지절감 냉각시스템’을 발표했다. 특히 데이터센터 냉각시스템의 운전비 절감기법에 대해 △실내 온습도조건 완화 △외기냉방 적용 △외기 냉수냉방 적용 △증발냉각 적용 △컨테인먼트 적용 △고효율장비 적용 등을 주요요소로 소개했다.
연창근 사장은 “시스템 효율향상을 위해 고효율 장비 및 변속 드라이브를 적용, 부하율 변동에 따른 회전수 제어로 에너지절감과 초기부하 설정 및 정밀한 부하담당이 가능하다”라며 “또한 냉수 출구온도 상승을 통한 냉동기 효율향상, 부분부하를 고려해 변동에 따른 회전수 제어, 고효율 모터 및 팬 적용 등이 필요하다”고 말했다.
또한 시스템 효율에 영향을 주는 냉각탑 성능향상을 위해 냉동기가 최대의 효율을 발휘할 수 있도록 냉각탑의 여유율을 충분히 확보하고 적정온도의 냉각수를 공급해야 하며 냉동기 COP 향상을 위해 외기 습구온도 및 부하율에 따른 냉각탑 출구온도 재설정 제어가 필요하다.
첫 번째 발표로는 송준화 한국데이터센터연합회(KDCC) 팀장이 ‘2021 데이터센터 산업 Review’를 주제로 국내 데이터센터 현황 및 전망, 향후 트렌드를 소개했다. 데이터센터는 4차 산업혁명, 디지털뉴딜을 위한 ICT 신산업의 핵심 기반시설로 D.N.A(Data, Network, AI) 및 ICBM(IoT, Cloud, Big Data, Mobile)을 위한 데이터발전소로 이해할 수 있다.
이창호 슈나이더일렉트릭코리아 매니저는 ‘데이터센터 Cooling 제품선정 트렌드 변화와 에터지절감 솔루션’을 발표했다. 
윤영지 알파라발 프로는 ‘환경친화형 데이터센터 에너지절감 방안’을 주제로 발표했다.
이성만 한국코로나 이사는 ‘데이터센터에 최적화된 냉동기’를 주제로 발표를 진행했다.
이수영 버티브 이사는 ‘하이퍼·엣지 데이터센터 양극화에 따른 쿨링트렌드 변화’를 발표했다. 핵심 디지털 인프라와 연속성 솔루션 전문기업인 버티브는 고객들과의 커뮤니케이션을 통해 데이터센터산업의 미래를 전망하는 보고서를 발표한 바 있다. 53%의 고객이 2025년까지 엣지데이터센터의 100% 이상 성장을 예측한 만큼 미래에는 기존의 하이퍼데이터센터와 새로운 엣지데이터센터 영역으로 양극화될 것이라는 전망이다.
문규영 리탈 이사는 ‘인천 스마트시티 적용 모듈러 데이터센터 기반의 운영비용 최적화 사례’를 발표했다.
최정진 LG전자 책임은 ‘데이터센터용 열원장비 솔루션’을 발표했다. LG전자의 에어솔루션사업부는 개별공조에서 중앙공조까지 다양한 고객요구와 설치환경에 맞는 최적 HVAC Total Solution을 제공하고 있다. 
연창근 한일엠이씨 사장은 ‘데이터센터 에너지절감 냉각시스템’을 발표했다. 특히 데이터센터 냉각시스템의 운전비 절감기법에 대해 △실내 온습도조건 완화 △외기냉방 적용 △외기 냉수냉방 적용 △증발냉각 적용 △컨테인먼트 적용 △고효율장비 적용 등을 주요요소로 소개했다.
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