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[HVAC KOREA] 데이터센터 냉각 트렌드

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작성자 KDCC 댓글 0건 조회 127회 작성일 19-06-10 16:32

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4차 산업혁명이 가시화됨에 따라 사회·경제적으로 많은 변화가 일어나고 있고 데이터를 기반으로 한 산업분야가 큰 폭으로 성장하고 있다. 이러한 데이터를 저장하고 4차 산업혁명의 기반이 되는 시설이 바로 데이터센터다.

향후 데이터센터산업의 폭발적인 성장이 예측되는 동시에 데이터센터가 사용하는 막대한 전력량에 대한 해결책이 요구되고 있는 시점이다.

‘데이터센터 냉각 트렌드’ 세미나에서는 데이터센터의 글로벌 트렌드와 데이터센터 에너지절감 솔루션 및 구축사례 등에 대한 정보를 공유했다.

그린데이터센터 글로벌 트렌드
나연묵 단국대 교수는 ‘그린데이터센터 글로벌 트렌드’ 발표를 진행했다.

데이터센터는 365일 24시간 ICT 서비스를 안전하고 효율적으로 제공하기 위한 전기와 냉각설비가 설치된 빌딩이다. 이는 오늘날 초연결 지능화사회를 가능케 하는 지식발전소로 자리매김하고 있다.

데이터센터는 IT 설비 소유주에 따라 Co-location 데이터센터와 Enterprise 데이터센터로 분류할 수 있다. Co-location 데이터센터는 전력과 냉방인프라 및 고객사의 서버 호스팅을 제공하는 형태로 KT, SKT, LG U+, LG CNS, 삼성SDS, HIT, Hostway, Equinix, Digital Realty, Interxion(EU) 등이 이에 속한다.

Enterprise 데이터센터는 기업이 직접 자신의 서버와 설비를 운영하는 형태로 삼성전자, 삼성SDS, LG CNS, SK C&C 등이 있다.

기술분류에 따라 한국식으로 분류하자면 Internet Data Center(IDC)는 데이터센터와 망이 연결된 형태이며 Cloud DataCenter(CDC)는 클라우드 컴퓨팅서버에 맞춰진 데이터센터다. 예로 구글, 아마존, 페이스북, 네이버 등이 있다.

한국은 총 산업용 전력양의 1%를 데이터센터가 사용하고 있지만 국내 데이터센터의 평균 PUE(Power Utilization Effectiveness, 전체 소비전력/IT에 의해 소비된 전력)는 2.66이다. 

나연묵 교수는 “공공부문 데이터센터는 3.13, 민간 데이터센터는 2.03으로 해외 데이터센터의 평균 PUE가 1.7이고 선진국의 PUE가 1.2인 것을 감안하면 에너지효율이 낮다고 볼 수 있다”라며 “서버가 사용하는 전력 외 부분에서 사용에너지를 절감해야 효율적인 데이터센터이기 때문에 서버 외 가장 많은 에너지비중을 차지하는 냉방을 효율화시키는 것이 중요하다”고 강조했다.

데이터센터시장 급성장 기대
송준화 한국데이터센터연합회 팀장
▲ 송준화 한국데이터센터연합회 팀장
송준화 한국데이터센터연합회 팀장은 ‘데이터센터 시장전망 및 고집적 데이터센터 냉각방안’을 주제로 발표를 진행했다.

데이터센터는 4차 산업혁명시대 ICT신산업 육성을 위한 데이터발전소로 IoT, Cloud, Big data, Mobile, AI 서비스 구현을 위한 핵심 인프라다.

특히 각종 재난과 비상상황에서도 안정적인 가동이 중요하기 때문에 ‘Supporting Infra’에 따라 가용성이 분류되며 고가용성일수록 구축비용이 증가한다.

Tier는 데이터센터의 안정성 및 가용성을 평가하기 위한 지표로 기반인프라 설치수준에 따라 1~4레벨로 구분되며 등급이 높을수록 데이터센터의 신뢰도가 높다. Tier3은 Tier2대비 전력공급 및 냉각장비를 설치하기 위한 공간이 훨씬 많이 필요하며 구축비용도 증가하게 된다.

데이터센터는 1989년 1세대를 시작으로 2010년대 5세대의 하이퍼스케일 데이터센터로 진화해왔으며 현재는 소프트웨어 디파인드 데이터센터, 엣지데이터센터 형태로 진화 중이다.

2018년 기준 국내에는 총 155개의 데이터센터가 구축돼 운영 중이며 80%는 서울·경기지역에 위치하고 있다.

특히 Co-location 데이터센터의 시장규모는 향후 3년간 급속히 성장해 2018년 약 7,005억원에서 2021년 약 9,645억원 규모가 예상된다. 한국은 해저 광케이블 연결성 및 클라우드에 대한 폭발적 수요증가로 인해 클라우드 서비스사업자에게 시장확대를 위한 데이터센터 구축의 매력적인 시장으로 급부상하고 있다.

송준화 팀장은 “전력 및 공조부문에서도 데이터센터의 랙당 전력밀도는 지속적으로 증가하고 있으며 이러한 발열량에 대비하기 위해 수냉시스템에 대한 의존도가 높아질 것으로 전망된다”라며 “하지만 전산실 내 물이 들어오는 것을 금기시 하는 정서상 급격한 변화는 없을 것으로 예측된다”고 말했다.

 효율적 데이터센터 쿨링시스템

이성만 한국코로나 본부장
▲ 이성만 한국코로나 본부장
이성만 한국코로나 본부장은 ‘대용량 데이터센터의 쿨링시스템’이라는 주제로 데이터센터와 정보통신기술(ICT) 시설을 위한 에너지효율적인 냉각시스템을 소개했다.

독일 WEISS의 룸기반 쿨링시스템인 DeltaClima는 언더플로우 방식의 진보된 기술로 열교환기와 필터면적을 확대하고 기내 압력손실, 소비동력을 감소해 기존 시스템대비 25~50%의 에너지절감이 가능하다.

이를 발전시킨 형태의 CoolWall도 있다. Wall 파티션을 대형 열교환기로 사용한 시스템으로 CoolWall은 벽면형식으로 제작, 설치되며 효율적인 운전에 필요한 열교환기, 필터, 제어모듈로 구성된다.

이성만 본부장은 “ANSYS 및 6Sigma-Room 프로그램을 통해 유속흐름과 열전달을 분석한 결과 낮은 공기속도 및 내부 압력손실 저감으로 인한 에너지절감을 확인했다”라며 “대형 열교환기와 열교환기 표면의 최적 활용, 최적화된 EC팬, 부분부하 운전 등이 효율적으로 가동된다”고 설명했다.

Access Floor로 저온통로를 만들어 효과적인 냉방이 가능하며 Access Floor가 없을 시에도 Cold/Hot Aisle을 설치할 수도 있다. 패키지 항온항습기보다 공간활용성이 좋으며 동일한 조건과 냉방용량에서 낮은 투자비용과 25%의 에너지비용 절감이 가능하다.

토탈 커미셔닝 통한 미래경쟁력 강화 
연창근 한일엠이씨 사장
▲ 연창근 한일엠이씨 사장
연창근 한일엠이씨 사장은 ‘토탈 커미셔닝을 통한 데이터센터 구축 검증사례’를 발표했다.

데이터센터는 최첨단 IT장비를 위한 특수목적 건물로 고성능 전원·공조시스템, 이중·삼중 보호설비체계를 구성하며 복잡하고 난이도가 높은 건물이다.

데이터센터는 정전, 설비고장 등 문제가 발생하면 막대한 금전적 손실이 뒤따르고 안정성 강화 및 유지보수 비용증가 등의 추가조치가 요구된다. 하지만 안정성 강화를 위해 과도한 설비가 편중된다면 투자비용과 운영비용이 증가하는 경우가 발생한다.

토탈 커미셔닝은 데이터센터의 안정성과 성능을 사전에 검증해 사고발생 및 불필요한 비용발생을 억제할 수 있다.

또한 일반적인 데이터센터의 연간 운영비용의 75% 이상이 에너지관련 비용이며 이중 60% 이상을 냉각설비 및 수배전설비 등이 차지하고 있어 커미셔닝의 필요성이 부각된다. 커미셔닝을 통해 시스템 성능, 에너지절감, 쾌적성 향상, LEED 인증 등을 지원받을 수 있고 10~20%(일반건축물)의 에너지절약 효과도 기대할 수 있다.

연창근 사장은 “토탈 커미셔닝을 통해 데이터센터에서는 설계단계서부터 시공, 시험, 준공 및 운영단계까지 전 과정을 검증하고 문서화해 시스템의 안정성을 확보하고 공사 효율성, 운영비 절감 및 시스템 내구성을 증대시킬 수 있다”라며 “또한 전체 시공비용의 1~3%로 에너지사용량의 15~30%를 절감할 수 있다”고 강조했다.

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