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[인터뷰] 김성일 한국공조엔지니어링 특수영업총괄

“DC 쿨링 토탈솔루션 제공…수평형 액침냉각 신시장 개척”
차세대 냉각솔루션 관련 DC운영‧냉각유체기업 협업 강화

한국공조엔지니어링(KACECO, 대표 김현효)은 지난 38년간 다양한 공조솔루션을 개발, 제작해 일반 건축물 및 각종 산업시설에 공급해 온 기업이다.

조달청 우수 제품 및 품질 보증 물품업체, 삼성전자 중앙 공조 ODM기업으로서 품질 우수성을 검증 받은 KACECO는 ‘HVAC AI Web Design System’을 적용한 공조냉동기기 자동설계 프로그램을 웹과 모바일에서 무료로 제공해 건축‧기계설비 설계자 및 운영자인 고객이 편리하게 설계자료를 이용할 수 있도록 지난 2년여간 지원해왔다.

또한 스마트팩토리 도입으로 업무 전 과정을 데이터화해 제조중심의 공기 엔지니어링기업에서 탈피해 IT 중심의 토탈공조냉동 솔루션기업으로 발돋움하며 2배 이상 매출 상승효과를 내고 있다.

최근 데이터센터(DC) 냉각시스템 산업에서 다양한 솔루션을 제공하는 한편 유망한 액침냉각 분야에 진출해 새로운 시장을 개척하고 있다. 김성일 KACECO 특수영업총괄을 만나 KACECO의 DC 냉각솔루션 특장점에 대해 들었다.

■ 국내 DC 에너지효율화 중요성은
전 세계가 AI기술에 집중하며 챗GPT 등 대화형 AI서비스가 가속화되고 있어 DC 구축이 활발히 일어나고 있다. 건설업계에서는 가장 가파른 속도로 성장하는 산업군이 DC로 평가되고 있다.

다양한 IT기기를 사용하기 위해서는 상당한 양의 에너지가 필요하다. 이러한 IT기기들이 사용하는 전기는 결국 열로 바뀌므로 에너지를 소비하는 냉각장비를 사용해 열을 제거해야 한다.

지구온난화, 기후위기시대가 본격적으로 도래해 전 세계적으로 ESG경영과 RE100 등 이에 대응하기 위한 많은 노력을 기울이고 있는 가운데 DC는 ‘전기 먹는 하마’로 불림에도 불구하고 시장규모는 매년 늘어날 것으로 예상돼 효율적인 운영이 시급하다.

■ DC 냉각시스템의 종류‧특징은
KACECO는 기술력을 기반으로 DC냉각시스템 전반적인 솔루션을 제공하고 있다. DC냉각방식은 크게 공기냉각과 액냉각으로 분류된다.

공기냉각에는 실내 냉각장비인 △FWU(Fan Wall Unit) △CWU(Coil Wall Unit) △CRAC(Computer Room air-Conditioning) △CRAH(Computer Room air-Handler) △AHU(Air Handling Unit) 등과 실외열원인 냉동기로 분류된다.

액냉각은 D2C와 액침냉각으로 분류되며 액침냉각은 형태에 따라 △탱크타입 △섀시(Chassis)타입 프리시전 액체냉각(Precision Liquid Cooling) 등으로 분류된다.



■ KACECO 제품 특장점은
KACECO의 DC 실내냉각 장비(FWU, CWU, CRAC, CRAH, AHU)는 기존 전산실 개념의 항온항습기 형태를 탈피해 이중 케이싱구조의 공조기 형태로 제작됐다. 품질과 기술력을 바탕으로 반도체현장 등에 적용이 가능한 제품이다.

특히 DC 랙서버 냉각 시 에너지효율적인 냉각장비를 통해 에너지 소비를 절감하고 탄소배출을 줄여 더 나은 환경을 조성할 수 있으므로 ESG경영 목표에 부합할 수 있다는 점이 가장 큰 강점이다.

AHRI인증 케이싱 및 코일은 최대 97%의 고효율을 달성했으며 AMCA, AHRI인증 KC-EC팬을 적용해 운전비용을 최소화했다. DC와 같은 미션크리티컬시설은 다운타임 피해를 최소화하거나 이를 방지할 대책이 중요하다.

이에 따라 KACECO는 인버터 제어로 인해 발생하는 고조파를 저감하는 기능이 내장된 KC-EC팬을 적용한 실내 냉각장비를 공급하고 있다. 다단 적층형 구조의 모듈형으로 현장 맞춤형으로 설계돼 장비운송 및 설치가 용이하다.

고조파는 통신 및 전력계통에 오작동을 일으키기 때문에 고조파 저감은 필수다. 운전부하 10~100% 출력 시 THDi 3% 이하 운전이 가능하도록 고조파 저감장치를 적용했다.



또한 DC 실외열원인 냉동기는 용산, 분당, 양주, 과천 DC에 운영, 납품 중인 독일 ENGIE 수냉식, 공랭식 인버터 무급유 터보냉동기 등 다양한 제품을 적용하고 있다.

무급유 인버터 수냉식·공냉식 터보냉동기 QUANTUM은 무급유(Oil free), 인버터 제어(VFD control), 마그네틱 베어링(Magnetic bearing) 등 핵심기술이 적용됐다.

정격 냉각용량 이상 최대 능력을 확보했으며 2단 압축방식의 멀티압축기 동시제어와 높은 압축비로 안정적인 광대역 운전이 가능하다. 실시간 변동부하에 대한 최적 부분부하효율 운전제어시스템이 적용됐으며 인버터 기본기능 및 압축기당 기동전류 5A인 SOFT STARTING으로 피크 기동전류를 억제할 수 있다. 특히 공랭식 냉동기의 경우 동일타입 기준으로 타사대비 큰 용량을 보유하고 있어 초기투자와 설치면적을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

KACECO 제품은 타사대비 선정동력의 폭이 넓다는 이점이 있으며 일체형 EC모터가 아닌 분리형 EC모터를 채택해 고장 시 EC팬 전체를 교체하지 않고 고장 구성품만 교체하기 때문에 유지관리비용이 절감된다.

모터제어 드라이브는 패시브 냉각을 통해 에너지를 절약하며 최대 97% 효율성을 나타낸다. 또한 분리가능한 드라이브 전면 커버로 즉각적인 시스템 구성을 위해 커넥터에 쉽게 접근 가능한 Plug-and-Play 기술이 적용됐다.



■ 액침냉각 제품도 출시했는데
액침냉각 제품인 ‘Precision Liquid Cooling’은 KACECO가 영국 ICEOTOPE과 협력해 공급하고 있다. 서버를 공기보다 열전도, 밀도, 비열이 높은 절연유에 담가 냉각하는 방식이다.

3U에 해당하는 섀시를 제작해 기존 공랭식용 서버에서 팬을 제거하고 주요 구성품을 넣어 설치된 분배시스템을 통해 효과적으로 서버를 냉각한다. 섀시당 3.5kW 열을 제거할 수 있어 앞으로 활용이 급격히 증가할 전망인 고밀도 칩 서버냉각에 효과적일 것으로 기대된다.

절연유는 섀시 내에서만 순환하며 판형열교환기를 통해 물과 열교환한다. 냉각수는 CDU를 통해 외부 드라이쿨러로 열을 방출하므로 공랭식 냉각방식에 사용되는 냉동기 및 증발식 쿨러 등이 제거돼 물 사용량과 전력을 현저히 줄일 수 있는 솔루션이다.

서버가 섀시 내에 완전히 밀폐돼 외부환경으로부터 영향받지 않기 때문에 서버수명 및 사용 전력이 줄어드는 이점도 동시에 갖는다. 기본적인 모니터링서비스를 제공하며 효율적인 운전을 위해 절연유 순환은 내장된 마이크로 펌프로 제어한다.

Precision Liquid Cooling은 다른 타입에 비해 약 1/10의 절연유를 사용하며 현재 사용되는 공랭식 랙에 액냉각 섀시를 삽입하는 Hot-swappable 제품이다. 수직으로 서버를 들어올려야 하는 다른 타입의 경우 유지보수 시 리프트장비가 별도로 필요하지만 Precision Liquid Cooling은 기존 공랭식 서버랙과 유사하게 수평으로 섀시를 꺼내 점검 및 교체하기 때문에 유지보수가 용이하다. 또한 섀시 내부온도가 최대 53℃로 유지되므로 60% 이상 열회수가 가능하다.

■ 그간 사업성과 및 향후 계획‧목표는
공기냉각장비는 부산, 하남, 포항, 광양, 용산, 분당, 양주, 과천 등 실적을 기반으로 운영사, 설계사 등과 새로운 프로젝트 설계검토를 진행 중이다. 또한 DC 액침냉각기술 Precision Liquid Cooling 협력을 위해 국내 굴지의 냉각유체기업, DC운영사 등과 차세대 냉각 및 솔루션분야 협업을 진행하며 DC 테스트베드에 적용하는 방안을 추진하고 있다.

DC 쿨링제품군으로 현재 시장에서는 공기냉각방식 프리쿨링 터보냉동기, FWU, CWU, CRAC, CRAH, AHU를 판매하고 있으며 미래시장으로 Hybrid 방식인 공기냉각 방식과 고사양‧고밀도 서버랙용 액침냉각시스템을 추진하고자 한다.

향후 고발열량 서버를 운영하는 DC 증가가 예상된다. 공기냉각과 액침냉각에 대한 기술력을 모두 보유한 KACECO는 자체기술력과 관련업계와의 상호협업으로 DC 하이브리드 냉각운영을 실현할 계획이며 이를 달성할 날이 머지않다고 판단한다.