대한설비융합협회 데이터센터위원회는 지난 5월14일 서울 코엑스 컨퍼런스룸 E5에서 ‘HVAC KOREA 2026’ 컨퍼런스 일환으로 데이터센터 컨퍼런스 ‘AI시대! 데이터센터의 최신 기술 동향’ 행사를 개최했다고 밝혔다.

 

이날 행사에서는 350여석 규모의 행사장을 가득 채웠으며 △리퀴드쿨링·열 재사용 △정밀 액침냉각 △공조솔루션 등 AI 데이터센터시대를 맞아 현장에서 직면한 핵심기술 이슈들이 폭넓게 다뤄졌다.

 

세션은 △Heat Transfer : Enabling the shift to liquid cooling and heat reuse(윤영지 한국알파라발 프로) △Easy DSMS: AI 예측 최적화기반 데이터센터 지능형 운영플랫폼(이승기 주인정보시스템 부장) △AI DC 리퀴드쿨링시대 WUE 개선 및 글리콜 관리(손준석 한국이콜랩 부장) △정밀액침냉각(전호영 한국공조엔지니어링(KACECO) 이사) △Flow solutions for Data Centers(유열 Georg Fischer Korea 팀장) △AI시대, 데이터센터 최적화 운영을 위한 쿨링제어솔루션(김형준 지멘스 부장) △AI 데이터센터의 진동제어 및 내진시스템(곽선형 GERB Korea 지사장) △데이터센터 공조솔루션 소개(방일재 삼성전자 파트장) △데이터센터의 화재안전성능검증(황금숙 하이멕 사업부장) 순으로 진행됐다.

 

공기 냉각 한계 넘은 리퀴드쿨링

윤영지 한국알파라발 프로는 'Heat Transfer: Enabling the shift to liquid cooling and heat reuse'를 주제로 AI시대 데이터센터의 전력밀도 급증에 대응하기 위한 리퀴드쿨링 전환과 폐열 재사용의 필요성을 강조했다.

 

윤 프로는 “데이터센터로 들어가는 모든 전력은 결국 열이 된다“라며 "전력 밀도가 높아지는 지금, 우리는 그 열을 버려야 할 골칫거리가 아닌 재활용할 수 있는 에너지자산으로 바라봐야 한다"고 말했다.

 

글로벌 규제 환경 변화도 짚었다. EU는 DORA·NIS2 등 규제 프레임워크를 통해 에너지사용량 감축과 냉각효율 보고를 법적의무로 부과했으며 미국은 AI수요 급증으로 인한 전력망 병목으로 친환경설계 압박이 가중되고 있다. 아시아·태평양지역 역시 고효율 인프라 구축이 최우선 과제로 부상했다. 고효율 냉각과 지속가능한 설계없이는 새로운 데이터센터의 인허가나 정상 운영 자체가 불가능한 시대가 됐다.

 

전력수요 증가 추이도 제시됐다. IEA 2025년 보고서 기준으로 냉각효율 개선 시나리오를 반영하더라도 2030년 데이터센터 총 설치용량은 225GW에 달하며 소비전력은 연간 1,000TWh에 육박할 전망이다. 이는 전 세계 총 전력소비량의 약 3%에 해당하는 수준이다. 랙당 전력밀도는 2015~2020년 4.5~8.2kW 수준에서 GB200(132kW), 블랙웰(250kW), 루빈 울트라(600kW)를 거쳐 차세대 플랫폼 파인만(Feynman)은 1MW에 달할 것으로 예측됐다.

 

윤 프로는 "루빈 울트라의 열유속은 이미 10⁶W/m² 수준으로 핵폭발 경계면에 맞먹는다"라며 "2026년까지 새로운 AI 하드웨어의 90%가 리퀴드쿨링방식을 채택할 것"이라고 전망했다.

 

물은 공기대비 단위 체적당 열전달 효율이 약 3,000배 높아 랙당 더 많은 전력배치가 가능하며 기계적 냉각에너지를 최대 48%까지 절감할 수 있다. 리퀴드쿨링방식으로는 다이렉트-투-칩(Direct-to-Chip)과 액침냉각(Immersion Cooling)이 대표적이며 이를 안전하게 구현하기 위해서는 CDU(Coolant Distribution Unit)가 핵심장비로 요구된다. 알파라발은 현장규모에 맞춰 250kW 이하 랙 내장형 CDU, 5MW 이하 인로우(In-row) CDU, 5MW 이상 중앙집중식 CCDU 스키드 등 세가지 타입 솔루션을 제공하고 있다.

 

폐열 재사용도 핵심주제였다. 리퀴드쿨링을 도입하면 공랭식에서는 불가능했던 45℃ 이상의 고온폐열 확보가 가능하며 회수된 열은 지역난방망 직접공급을 비롯해 스마트팜·양식장·해수담수화·탄소포집공정 등 다양한 산업과 연계할 수 있다. 흡수식냉동기와 연계해 데이터센터 자체 냉각에 활용하거나 유기랭킨사이클(ORC)을 통한 전력생산도 가능하다. 알파라발은 이를 'Heat-to-X' 개념으로 소개했다.

 

윤 프로는 "폐열회수가 본격화될 경우 2030년에는 최대 6억8,000만톤 수준의 탄소감축 잠재력을 가지게 된다"라며 "냉각솔루션은 단순한 설비를 넘어 데이터센터와 주변 산업의 ESG목표 달성과 운영경쟁력을 동시에 좌우하는 핵심요소"라고 강조했다.

 

열교환기 성능인증의 중요성도 언급됐다. 미국 AHRI의 글로벌 인증 프로그램을 통해 열교환기 성능을 객관적으로 검증받을 수 있으며 성능 미달제품 적용 시 펌프동력이 연간 최대 25%까지 증가하는 등 숨겨진 비용이 발생할 수 있다고 지적했다. 이와 함께 파울링 등으로 인한 성능저하를 방지하기 위한 정기적인 유지보수와 생애주기관리를 필수조건으로 제시했다.

 

알파라발은 스웨덴 철강사 SSAB와 협업해 세계 최초로 무화석 철강을 적용한 열교환기 'Concept Zero'를 개발했으며 볼리덴(Boliden)과의 파트너십을 통한 저탄소 동(銅) 소재 활용으로 제품 생애주기 전반에서 CO₂배출량을 40% 이상 절감했다. 2030년 넷제로 달성을 목표로 하고 있다.

 

Glycol관리, AI DC 시스템안정성 좌우

손준석 한국이콜랩 부장은 'AI DC 리퀴드쿨링시대 WUE 개선방안과 Glycol관리 방안'을 주제로 AI 데이터센터의 다이렉트 리퀴드쿨링(DLC)시스템에서 글리콜(Glycol) 냉각수관리의 중요성과 실제 현장 리스크를 집중적으로 다뤘다.

 

이콜랩은 1923년 미국 미네소타에서 설립된 글로벌 수처리 전문기업으로 현재 전 세계 170개국에서 약 4만8,000명의 임직원이 근무하고 있다. 데이터센터분야에서는 전세계 800곳 이상의 주요 데이터센터에 서비스를 제공하고 있으며 글로벌 상위 10대 하이퍼스케일 운영사 중 9곳에도 솔루션을 공급하고 있다.

 

손 부장은 ”데이터센터 냉각루프구조는 콘덴서 워터시스템(CWS), 설비냉수시스템(FWS), 기술냉각시스템(TCS) 등 세가지로 구분되며 이중 CDU 2차측의 TCS루프가 핵심 관리대상“이라며 ”TCS루프에는 프로필렌 글리콜 25% 수용액인 'PG25'가 냉각유체로 사용되는데 이 유체는 콜드플레이트를 통해 GPU서버에 직접 접촉하기 때문에 관리실패 시 고가 장비 손상으로 이어질 수 있다“고 밝혔다.

 

PG25 관리의 주요 리스크요인으로는 열화, 오염, 누출 및 장비손상 세 가지가 제시됐다. 글리콜이 열화되면 부식방지성분이 소실되고 미생물이 급격히 증식해 바이오필름이 형성된다. 이것이 필터와 콜드플레이트를 막아 냉각효율을 떨어뜨린다. 충진·교체작업 중 잔존물질이나 부적합자재와 반응해 오염이 발생할 수도 있으며 유체가 누수될 경우 IT장비 손상과 다운타임으로 직결된다.

 

손 부장은 ”콜드레이트 내부 유로의 폭이 0.1~0.2mm에 불과해 미세 이물질이 끼더라도 즉각적인 냉각 장애로 이어질 수 있다“고 설명했다.

 

실제 글로벌사례도 소개됐다. 부적합자재 사용으로 PG25와 반응한 파티클이 콜드플레이트에 막힘을 유발한 사례, 세정작업 시 사용한 물과 PG25 잔류 성분이 반응해 스케일을 형성한 사례 등이 대표적이다. 후자의 경우 시스템 가동까지 1~2주가 지연됐으며 PG25 전량 교체와 재세정 작업이 필요했다. GB200 기반 100MW 규모 사이트에서는 5일간 시스템 중단 시 약 80억원 수준의 기회 손실이 발생할 수 있다는 수치도 제시됐다.

 

이에 따라 이콜랩은 △설계단계의 'Design Clean' △시공·시운전단계의 'Startup Clean' △운영단계의 'Operate Clean' 등으로 구성된 3단계 접근전략을 제안했다. 핵심 솔루션으로는 △배관 세정 및 피막 형성을 통한 장기 안정화를 지원하는 'Cleaning & Passivation' △글리콜 농도·pH·탁도·전도도·압력·온도·누수 등 주요 수질지표를 실시간으로 측정하는 '3D TRASAR™ Glycol Monitoring' △운영 초기 4주간 집중 관리를 지원하는 'Hypercare Service' 등 세가지가 소개됐다. 특히 3D TRASAR는 LTE 모뎀 또는 고객 BMS와 연동이 가능하고 이상 감지 시 전담 엔지니어가 24시간 대응한다.

 

손 부장은 "PG25는 충진 후 방치해서는 안 되는 유체"라며 "글로벌 CSP사들이 주기적인 샘플링과 리포트 제출을 요구하고 있는 만큼 운영 초기부터 체계적인 모니터링체계를 갖추는 것이 다운타임 예방과 운영 비용 절감의 핵심"이라고 강조했다.

 

정밀액침냉각. DC 공간최적화·에너지효율 동시 달성

전호영 KACECO 이사는 '정밀액침냉각(Precision Liquid Cooling)'을 주제로 AI 데이터센터의 고밀도 발열에 대응하는 차세대 냉각기술을 소개했다.

 

한국공조엔지니어링은 공기조화기, 항온항습기, 냉동기 등 데이터센터용 공조장비를 전문적으로 제조·공급하는 기업으로 이번 발표에서는 영국 Iceotope Technologies의 정밀액침냉각 솔루션을 중심으로 기존 공랭식의 한계와 리퀴드쿨링으로의 전환필요성을 설명했다.

 

전 이사는 ”현재 데이터센터 전체 소비전력의 약 40%가 냉각시스템에 쓰이고 있으며 AI·자율주행·블록체인 등 고집적 서버 수요 증가로 인해 공랭식만으로는 발열을 감당하기 어려운 한계에 도달했다“라며 ”서버소켓당 열량이 300~400W 수준까지 증가하면서 리퀴드쿨링 전환이 불가피하다“고 강조했다.

 

이번에 소개된 정밀액침냉각은 다이렉트-투-칩(Direct-to-Chip)과 액침냉각(Immersion Cooling) 각각의 장점을 결합한 하이브리드방식이다. 일반 2U서버를 액체냉각설계에 맞게 커스터마이징한 뒤 전용 풀샤시(Full Chassis) 안에 장착하는 구조로 샤시 내부에는 두 개의 마이크로펌프와 하나의 열교환기가 내장된다. 마이크로펌프가 절연 냉각유체를 흡입해 열교환기에 공급하면 최적온도로 조절된 유체가 CPU·GPU·파워 서플라이 등 발열이 집중되는 부품에 직접 공급되는 방식이다. 현재 3U 샤시 기준으로 IT부하 4.5kW를 커버하며 현재 10kW급 처리용량을 목표로 56U 샤시 R&D가 영국 현지에서 진행 중이다.

 

냉각성능도 구체적으로 제시됐다. 공랭식대비 PUE가 1.45에서 1.031 수준까지 개선되고 전체 냉각에너지소비는 공랭식대비 약 30% 절감된다. 설치면적은 공랭식대비 1/3로 축소돼 공간효율성이 크게 향상된다. 드라이쿨러만을 활용한 칠러리스(Chiller-less)시스템 구축도 가능하며 48℃ 공급·53℃ 리턴조건에서 안정적인 운용이 가능한 것으로 제시됐다. 사용냉각유체는 28일 내 95% 이상 생분해가 가능한 친환경 소재로 수명은 25년 이상이다.

 

액침냉각 탱크방식과의 비교도 이뤄졌다. Iceotope의 정밀액침냉각은 단위면적당 전력밀도가 44kW/m²로 일반탱크 액침방식의 7.5kW/m²대비 약 6배 높다. 유지보수측면에서도 탱크액침방식은 서버교체에 15~30분이 소요되는 반면 정밀액침냉각은 라이브 핫스왑방식으로 1~5분 내 교체가 가능해 다운타임을 획기적으로 줄일 수 있다.

 

Iceotope의 Precision Liquid Cooling은 지속가능성, 확장성, 유지관리 등 세 가지 핵심가치를 내세운다. 전력사용량 최대 40% 절감, 물 용량 최대 90% 절감이 가능하며 부품고장률은 기존대비 30% 낮다. IP64등급의 밀폐구조로 먼지·가스·습기에 강하며 기존 공랭식 데이터센터 인프라에 그대로 적용할 수 있는 호환성도 갖추고 있다. 현재 영국 셰필드에 250kW 규모의 고객 PoC 전용 테스트랩을 운영하고 있으며 독일 프라이베르크, 미국 애틀랜타·피닉스에도 통합시설을 두고 있다.

 

전 이사는 "정밀액침냉각은 기존 서버와 동일한 유지보수체계를 유지할 수 있어 운용비용 절감 효과도 크다"라며 "데이터센터 공간 최적화와 에너지효율을 동시에 달성할 수 있는 솔루션"이라고 강조했다.

 

쿨링제어, DC 안정성·효율성 핵심요소

김형준 지멘스 부장은 'AI시대, 데이터센터의 최적화된 운영을 위한 쿨링제어 솔루션'을 주제로 AI전환시대에 급증하는 데이터센터 냉각수요에 대응하기 위한 지멘스의 제품 포트폴리오를 소개했다.

 

코로나19 팬데믹을 계기로 클라우드사용이 일상화됐으며 이후 생성형 AI의 확산과 피지컬 AI·AI에이전트의 등장이 데이터사용량을 폭발적으로 끌어올리면서 데이터센터의 중요성이 한층 높아졌다.

 

데이터센터시장에서 가장 중요한 요소는 안정성과 효율성이 꼽힌다. 안정성과 관련해서는 유럽 최대 데이터센터 OVH DC 화재로 360만개 웹사이트가 오프라인 상태에 빠진 사례, SK C&C 데이터센터 화재로 인한 카카오톡 서비스장애, 대전 정부 데이터센터 화재로 647개 공공서비스가 중단된 사례 등이 언급됐다.

 

효율성 측면에서는 2024년 기준 랙당 50kW 수준이던 GPU 소비전력이 2025년 135kW, 2027년에는 최대 2,000kW에 달할 것으로 전망되는 만큼 급증하는 발열에 대응하는 냉각제어의 중요성이 크다.

 

김 부장은 "데이터센터에서의 다운타임은 단순한 불편함이 아닌 국가적 서비스 마비로 직결된다"라며 "GPU발열이 폭증하는 만큼 냉각 최적화가 데이터센터 운영 핵심과제"라고 밝혔다.

 

이에 대응하는 지멘스솔루션으로는 △PICV(Pressure Independent Control Valve) 복합밸브 △인텔리전트밸브 △Climatix AI 컨트롤러 등 세 가지가 소개됐다. PICV는 제어밸브 액추에이터, 차압 컨트롤러, 최대 유량설정기능, 압력 테스트포인트를 하나로 통합한 기계식 복합밸브다. 일반밸브 사용시 냉수공급과 환수간 온도차(ΔT)가 2K에 머무르는 데 반해 PICV 적용 시 ΔT를 5K로 개선해 동일한 냉각 부하를 처리하는 데 필요한 냉수 순환횟수를 줄일 수 있으며 에너지절감 효과는 최대 30%에 달한다.

 

인텔리전트밸브는 PICV에 초음파 유량센서, 고해상도 액추에이터, 급·환수 온도센서, 컨트롤러박스를 통합한 제품으로 BACnet IP·Modbus RTU·WLAN 등 다양한 통신 인터페이스를 지원한다. 급·환수 온도를 실시간으로 측정해 ΔT를 최적화하며 PICV대비 7%의 에너지를 추가 절감할 수 있다.

 

Climatix AI 컨트롤러는 기존 Climatix 에코시스템에 머신러닝을 접목한 제품이다. 자율 시운전, 예지보전, 고장 감지·진단, 에너지 최적화 등의 기능을 AHU에 적용할 수 있으며 운전데이터를 스스로 학습해 필터교체시기를 사전에 예측하는 등 선제적 제어가 가능하다. 이중화 네트워크구성으로 케이블 단선 시에도 반대경로로 제어를 유지하며 TÜV 라인란트의 PIR(Power Interruption Report)인증을 획득해 전원 순간장애 발생 시에도 제어데이터를 유실없이 복구한다.

 

김 부장은 "데이터센터시장에서 가장 중요한 것은 안정성과 효율성"이라며 "지멘스의 복합밸브와 Climatix 컨트롤러를 통해 냉각 최적화와 운영 안정성을 동시에 달성할 수 있도록 지원하겠다"고 강조했다.

 

Fläkt Group, 100년 업력 바탕 국내 DC시장 본격 진출

방일재 삼성전자 파트장은 이번 컨퍼런스에서 '데이터센터 공조솔루션 소개'를 주제로 발표를 진행하며 삼성전자가 인수한 Fläkt Group의 데이터센터 공조솔루션 전반을 소개했다.

 

Fläkt Group은 1908년 영국 Woods 설립을 시작으로 100년 이상의 업력을 보유한 공조전문기업으로 2016년 Fläkt Group으로 통합된 후 2025년 삼성전자에 인수됐다.

 

현재 전 세계 65개국에서 약 3,300명의 임직원이 근무하고 있으며 14개의 자체 제조공장과 8개의 기술연구소를 운영하고 있다. 전체 구성원의 95%가 엔지니어 중심으로 이뤄져 있으며 데이터센터부문이 전체 매출의 25%를 차지하는 핵심사업영역이다.

 

방 파트장은 "Fläkt Group은 1966년 영국 기상청 크레이 슈퍼컴퓨터에 냉방솔루션을 납품한 이래 60년 이상 데이터센터 냉각분야에서 독보적인 전문성을 쌓아왔다"라며 "어떤 경쟁사도 흉내낼 수 없는 Fläkt Group만의 자산"이라고 강조했다.

 

Fläkt Group은 2024년 데이터산업의 오스카상으로 불리는 DCS Cooling Award를 수상했으며 수상제품인 Hydro-Denco는 pPUE 1.05를 달성하고 런던프로젝트에서 에너지소비를 28% 절감한 성과를 인정받았다.

 

데이터센터솔루션으로는 공랭식과 액랭식 전 라인업이 소개됐다. CDU제품인 Liquid-Denco는 컴팩트설계로 최소 공간을 차지하면서 완전·부분부하 정밀제어가 가능하며 누수감지와 펌프고장 시 자동전환기능으로 안정성을 높였다.

 

팬월유닛 Aria-Denco는 벽크기와 형태에 관계없이 최대 1.6MW 냉각용량을 제공하며 FlaktEdge 및 BMS 연동을 통한 원격모니터링을 지원한다. CRAH 제품인 Hydro-Denco는 초음파 유량측정 전자식 독립 제어밸브를 적용해 물 기준 ±5%, 워터글리콜 기준 ±10%의 초정밀제어 정확도를 구현한다.

 

CRAC 제품 Multi-Denco는 DENCOnet 소프트웨어를 통해 최대 15개 유닛을 통합제어할 수 있으며 CW·DX·프리쿨링을 결합한 CombiCool 회로 구성도 가능하다. 통합제어솔루션 FläktEdge는 단일 디지털플랫폼에서 모든 Fläkt Group제품을 통합제어하며 스마트 알고리즘기반의 에너지효율 최적화 기능을 제공한다.

 

주요 레퍼런스로는 스웨덴 4개 캠퍼스 하이퍼스케일 데이터센터에 2019년부터 2025년까지 팬월유닛 1,500대 이상을 납품한 사례와 인도 최대 규모 데이터센터에 390kW급 팬월유닛을 공급한 사례가 소개됐다. 국내에서는 삼성전자 평택 P1과 화성 DSR, 판교 NHN 엔터테인먼트 데이터센터 등에 솔루션을 공급했다.

 

방 파트장은 "삼성전자의 AI·IoT기반 통합 에너지관리 역량과 Fläkt Group의 100년 공조기술력이 결합해 데이터센터 냉방솔루션의 새로운 패러다임을 열어가겠다"고 밝혔다.