전 세계적으로 ESG경영이 강조되고 있는 가운데 데이터센터 최적 에너지솔루션을 제공하는 성지공조기술(대표 김성현)이 주목받고 있다. 1998년 설립된 성지공조기술은 냉각탑 및 일체형냉동기 등을 엔지니어링, 생산, 판매하고 있는 냉동공조 전문기업이다.
성지공조기술은 일체형 냉각탑·냉동기 선도기업으로서 △펌프내장형 대온도차 냉동기 △냉동기-냉각탑 일체형 시스템 △상부조경 모듈형 냉각탑 등 우수한 아이템을 앞세워 기존장비 이상의 성능을 만족할 뿐만 아니라 국제적 이슈인 ESG경영에도 기여하고 있다.
특히 상부조경이나 태양광판넬 설치 및 외부 디자인이 가능한 모듈형 냉각탑과 냉각탑 일체형 냉동기를 제작해 기계실 면적을 최소화하고 냉각수배관과 연도 등 입상관 면적을 타용도로 활용하는 등 기존 중앙냉방식 공조장비의 성능을 확장하는 데 앞장서고 있다. 이를 통해 민원요소 해결, 초기투자비 감소, 에너지효율화로 인한 운전비 절감 등 건축물의 가치를 높이는 시스템을 위한 엔지니어링 및 제품생산을 선도하고 있다.
국내 데이터센터는 평균적으로 전체 에너지사용량의 40%를 냉방시설로 사용하고 있다. 이는 데이터센터 에너지사용를 평가하는 지표인 PUE 기준 2.0 정도로 PUE를 1.0에 가깝게 하기위해서는 냉방시스템의 에너지효율화가 필수적이다.
냉방시스템 효율화를 위한 외적 요건으로는 데이터센터를 한랭지역에 위치시켜 냉방효율을 개선하거나 부하에 따라 서버의 규모를 자동으로 조절해 냉방부하를 감소시키는 등의 방법이 적용되고 있다. 냉방시스템 자체 요건으로는 필요한 만큼의 에너지를 필요한 기간에만 최적화시킴으로써 에너지효율화를 달성할 수 있다.
이에 따라 성지공조기술은 냉각탑 일체형 냉동기를 적용해 냉각수펌프의 이송동력을 줄이고 Non-Brine 동파방지시스템을 적용, 냉각수 유량 감소 및 냉각탑, 펌프용량 감소로 인한 에너지절감을 실현하는 친환경시스템을 구현했다.
외기온도가 낮은 간절기나 겨울철에 냉동기를 사용하지 않고 외기를 이용하는 외기냉수냉방 시스템을 했으며 냉각탑에 개방형 충진재와 밀폐형 냉각코일을 동시에 적용, 듀얼프리쿨링시스템을 통해 에너지절감을 극대화했다. 냉각탑운전을 최적 제어해 COP를 향상시키는 냉동기운전비절감시스템도 적용됐다.
데이터센터 냉각시스템 최적화
성지공조기술의 냉각탑 일체형 냉동기는 냉동기와 펌프 및 배관을 일체형 케이싱 내 배치하고 냉각탑을 케이싱 상부에 설치해 냉각수 펌프의 동력을 낮추고 수전용량을 줄였다. 이로 인해 사용동력이 감소하고 기계실 및 입상관 면적을 타용도로 활용할 수 있으며 기계실 공기를 단축시켰다.
듀얼프리쿨링시스템은 현재 데이터센터 냉방에너지 효율화를 위해 가장 보편적으로 적용되는외기냉수냉방 프리쿨링을 개선했다. 개방형 충진재와 밀폐형 냉각코일을 동시에 적용해 냉수제조와 응축수 냉각을 동시에 가능하게 하는 냉각탑시스템이다.
하절기에는 충진재를 이용한 냉각수 운전, 간절기에는 충진재를 이용한 냉각수 운전 및 코일을 이용한 냉수 혼합운전을 실시한다. 동절기에는 코일을 이용한 냉수운전을 한다. 부동액을 사용하지 않고 기존 프리쿨링 시스템과 달리 열교환기가 설치되지 않는 직접열교환방식으로 프리쿨링기간이 길어지며 효율이 뛰어난 것이 장점이다. 이로 인한 운전비 및 유지비가 감소하고 복합모듈형 냉각탑 일체형 냉동기, 동파방지 착탈식 STS코일, Non-Brine 동파방지 시스템을 함께 적용할 때 최대 효율을 구현할 수 있다.
Non-Brine 동파방지 시스템은 부동액을 사용하지 않으면서 약 15% 유량감소로 펌프용량을 감소시킨다. 외기냉수냉방 시스템 또는 밀폐형 냉각탑의 배관 내 부동액을 주입하지 않고 물을 순환유체로 냉각탑을 가동시킨다. 냉각탑 주위공기의 온도가 낮아져 동파방지 운전이 개시되면 코일 입·출구 배관에 설치된 전동밸브가 자동으로 닫히고 코일 내 냉각수만 방류시켜 동파를 방지한다. 냉각탑, 펌프용량 감소로 인한 동력비 최소화로 에너지절감을 가져올 수 있다. 유지보수 및 사후 관리비 발생하지 않고 누출위험이 없는 친환경시스템이다.
냉동기운전비 절감 시스템은 냉각탑을 이용해 냉동기의 최적의 성적계수(COP)로 가동한다. 냉동기 운전에 소요되는 운전비를 절감시키는 에너지절약시스템으로 냉동기·냉각탑의 운전비를 약 9% 절감할 수 있다.
고질적 문제 ‘운전효율저하’ 해결
기존 밀폐형 냉각탑 내부 열교환코일의 경우 흑강관 용융아연도금 재질로 코일이 일체형 제작돼 동파 시 코일전체를 교체하거나 부분절단 및 보수를 해야 한다. 40~90일에 걸리는 긴 작업기간동안 냉각탑을 정상가동하지 못해 데이터센터 냉각시스템에 문제를 가져온다. 또한 내부코팅이 돼있지 않아 내부부식이 발생할 수 있지만 구조 상 내부세척 불가능해 시간이 지날수록 운전효율이 감소한다.
성지공조기술의 동파방지 STS착탈식코일은 STS304재질로 직관부와 U자관 부분을 구성, 동파 시 해당부분의 U자 이음쇠만 교체한다. 작업기간이 1~3일로 매우 짧고 교체비용 또한 저렴하다. 착탈이 가능한 구조 덕에 내부부식이 없어 냉각수오염을 방지, 시스템 효율저하를 차단할 수 있다.
성지공조기술의 관계자는 “탄소중립에 앞장서는 동시에 건물 최적의 시스템 설계로 초기투자비 및 운전비, 유지보수비를 감소시켜 시행사 및 건물주에 이익을 주는 데 가치와 사업방향을 두고 있다”라며 “4차 산업혁명 진행과 코로나19로 인한 데이터수요의 폭발적 증가로 인한 데이터센터 증가에 발맞춰 데이터센터 에너지효율화를 위한 설계단계의 기술지원 및 대형건물의 설계, 납품노하우로 보다 효율적인 장비와 시스템 솔루션을 제공하겠다”고 밝혔다.
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