1989년 설립된 원방테크는 산업용 클린룸, 바이오 클린룸, 드라이룸, HVAC & UTILITY부문으로 나눠 초기 기술자문, 설계, 시공, 감리, 기자재 구매 및 검사, 시운전 및 운영지도, 기류해석 및 개선 등 각 부문에 대한 토탈솔루션을 삼성전자, SK하이닉스 등 국내외 주요 반도체생산기업 및 휴대전화, 2차전지, 바이오기업 등으로 공급하고 있다.

룸 설계기술을 기반으로 공조가 필요한 데이터센터(DC)분야를 신성장동력으로 보고 탄소제로 데이터센터 구축과 에너지절감 솔루션을 제공하기 위해 최근 이머전쿨링(액침냉각)시스템을 신사업으로 진출했다. 이상희 원방테크 연구개발본부 전무를 만나 도입배경 및 사업계획에 대해 들어봤다.  

국내 데이터센터시장은 매년 점차 증가하고 있으며 지리적 여건 및 주변 인프라 우수성 등으로 현재 70% 이상이 수도권에 위치하고 있다. 현재 전력부족, 지가상승, 주민민원 등으로 탈 수도권화 정책을 추진하고 있다. 365일 무중단으로 운영되는 데이터센터 특성상 전력소비가 많고 이를 해결하기 위한 방법으로 PUE(효율)를 높이고 신재생에너지를 적용하기위한 설계가 이뤄지고 있다. 현재 PUE를 1.3까지 설계가 가능하다고 하지만 외기도입 및 습식 시스템을 적용하게 되면 결국 건축비 상승으로 초기투자비가 상승하게 된다.

4차 산업시대가 도래할수록 랙당 발열량은 상승하게 되고 현재 1MW당 100억원 정도의 건축비가 50% 이상 상승하게 될 것이다. 이를 해결하기 위한 방법이 이머전쿨링시스템이다. 열전달 매체인 용액은 공기와 비교해 비열 및 밀도가 커 열용량이 높다. 때문에 냉각효율이 높아 전기사용료를 줄이고 온실가스 발생을 감소시킨다. 더 나아가 상면 면적당 IT 부하처리가 높아 면적을 50%까지 감소시켜 건축비를 줄일 수 있다. 서버를 먼지 및 온도변화로부터 보호할 수 있어 수명이 30% 이상 증가되며 팬 오류로 인한 하드웨어 고장율을 60%까지 줄일 수 있어 타의 추종을 불허하는 TCO를 구현한다. 

또한 서버의 발열로부터 나온 폐열은 지역냉난방 인프라에 이용하고 물 소비량을 최대 0%까지 구현할 수 있어 지속가능한 경영에 부합한 시스템을 기대할 수 있다. 

원방테크가 선택한 이머전쿨링시스템은 submer의 Single phase Immersion Cooling이다. PUE는 Two phase보다 다소 낮지만 용액의 증발량이 50℃로 1년 동안 운전했을 때 1.6~1.9리터로 매우 미비하며 유지보수 포인트가 적어 매우 경제적이다. 또한 용액가격이 저렴해 초기투자비가 감소되며 15년 수명 보증을 제공한다. 특히 무독성에 식품인증(HT1 인증)을 취득했으며 생분해성 인증으로 친환경적인 이점도 크다.

smartPod(최대 100kW/Rack)라고 불리는 장비는 CDU가 내부에 위치한 일체형과 외부에 위치한 블록형 등 2가지로 출시됐다. 일체형은 한 공간에서 여러 고객을 호스팅(예: KT클라우드)하는 유형에 적합하다. 

또한 지식산업센터에 입주돼 있는 고객 중 자사의 소규모 데이터센터를 갖고 싶어하는 업체들이 많다. 이 시스템은 별도의 공기 유동을 위한 공간이 필요하지 않기 때문에 층고 2.4m만 확보되면 자사 데이터센터를 손쉽게 구축할 수 있다.

블록형은 1개의 CDU에 6개의 smartPod를 구성한 것으로 대규모 하이퍼 스케일(예: Microsoft) 유형에 적합하다. 블록형 설계는 유지해야 할 CDU의 수량이 적어 투자비 및 유지보수비용이 경제적이다.

현재까지 국내 데이터센터는 차가운 공기를 이용해 서버 발열을 식히는 공냉식 방식을 사용해왔다. 그러나 4차 산업혁명에 기인해 고집적 서버로 컴퓨팅 성능이 고도화됨에 따라 데이터센터 서버를 냉각하기 위한 전력비용이 상승하고 있으며 공간적 문제 등으로 공기로 서버를 냉각하는 방식은 기술적 한계에 도달할 것이다.

이러한 문제를 해결하고자 원방테크는 submer와 협업해 데이터센터 차세대 냉각기술이라고 할 수 있는 이머전쿨링시스템을 도입했다. 서버를 액체에 침지해 냉각하는 방식으로 냉각비용을 최대 95%까지 절감할 수 있다.

원방테크는 데이터센터 이머전쿨링시스템 홍보와 지속적인 기술개발을 통해 국내 데이터센터 냉각시장을 주도할 것이다.

테스트베드는 20ft 컨테이너와 냉각수를 공급하기 위한 냉각설비 모듈로 구성돼 있다. 컨테이너 모듈은 submer SmartPod 모델이 설치돼 IT부하 50kW까지 냉각이 가능하고 전용 서버가 설치돼 운영되고 있다.

냉각설비 모듈은 드라이쿨러로 시스템을 구성했으며 에너지절감을 목적으로 Adiabatic Cooling System을 적용했다. 또한 통합관리시스템을 구성해 냉각수 온도, 유량, 전력량, PUE 등 제어 및 모니터링이 가능토록 했다. 이외에도 원방테크에서는 submer의 다양한 제품 및 기술을 홍보를 하고 있다.

데이터센터뿐만 아니라 다양한 산업군에서는 에너지사용 절감을 위해 탄소중립, RE100 등 캠페인을 진행하고 있다. 데이터센터분야도 LEED라는 국제 인증제도가 있으며 국내에서는 데이터센터연합회에서 ‘그린데이터센터인증제도’를 운영하고 있다. 

제도적으로는 이머전쿨링시스템을 적용하는 데이터센터는 높은 인증 등급을 받을 수 있도록 해 제도적인 활성화가 필요하다. 또한 서버업체의 경우 액침냉각에 적용 가능한 다양한 전용모델을 개발해 서버 선택을 자유롭게 할 수 있게 해 주시길 바라며 운영사의 경우 새로운 시스템에 대한 거부감을 갖고 계신 분이 많은데 직접 와서 이머전쿨링을 경험해 보고 소규모라도 일단 실제 현장에 적용해 보기를 권한다. 

이머전쿨링시스템은 유럽, 미국, 일본, 대만 등 해외 다수의 지역에는 설치사례가 있으나 우리나라는 아직 코로케이션급 설치 사례가 없다. 이머전쿨링시장의 활성화 및 국내 보급을 위해 기업을 대상으로 PoC(Proof of Concept) 검증을 우선적으로 하고자 한다. 현재 POC를 위해 고객사 몇 곳과 긴밀히 협의 중이다. 

고객이 위치한 현장에서 시스템을 검증해 효율이 개선되고 전기 및 물 사용이 저감되는 것을 경험한다면 이머전쿨링시장은 점진적으로 확장될 것으로 기대된다. 새롭게 구축되는 데이터센터도 좋지만 기존에 사용 중인 데이터센터에서 수명을 다한 하드웨어 교체 시나 추가 증설 시 이머전쿨링으로 변경한다면 운전비와 초기 투자비를 저감시킬 수 있을 것이다.