HVAC KOREA 2024에는 데이터센터(DC) 시장‧정책‧구축사례 등 대외적 환경을 비롯해 설계‧제품‧솔루션 등 기술적 내용에 대한 최신정보를 소개하는 자리가 마련됐다.
한국설비기술협회 DC기술위원회는 5월22~24일 HVAC KOREA 2024 부대행사로 ‘2024 DC 기술컨퍼런스’를 3일간 4개 섹션, 21개 발표로 구성해 개최했다. 컨퍼런스에는 300여명이 등록하며 최근 DC산업에 대한 시장의 관심을 확인할 수 있었다.
연창근 설비기술협회 DC기술위원장은 개회사에서 “최근 4차 산업혁명이 속도감 있게 추진됨에 따라 활성화된 DC산업은 설계, 제조, 시공, 운영 등 HVAC분야 전반에 매우 큰 사업기반으로 작용하고 있다”라며 “전반적인 경기침체 상황 속에서 DC시장 외에는 사업성을 확보하기 쉽지 않은 상황이지만 해외브랜드가 주로 활용되고 있어 국제기준에 부합한 국산제품이 필요하다는 문제인식이 폭넓게 공유되고 있다”고 지적했다.
이어 “올해로 3년째를 맞이한 DC기술위원회는 100명이 넘는 회원으로 성장했으며 지금까지 5차례 컨퍼런스를 개최해 그때마다 300명 이상 참석자들을 동원함으로써 DC기술발전에 기여하고 있다”라며 “이미 사회적으로 디지털전환(DX)이 빠르게 진행되는 상황에서 기계설비업계도 출발선이 늦은 만큼 더욱 빠르게 미래를 준비해야 하는 시점이며 급격하게 변화해가는 DC쿨링기술을 따라가지 않으면 DC프로젝트 디자이너를 맡아야 하는 MEP가 제역할을 하기 어려울 것”이라고 강조했다.
DC시장 미래키워드, ‘엣지‧집적단지’
첫 섹션으로 개최된 컨퍼런스의 주제는 ‘DC수요 및 정책’이었다. 발표는 △한국 DC시장 현황 및 환경변화(송준화 한국데이터센터에너지효율협회(KDCEA) 사무국장) △부산 DC산업 현황 및 육성전략(이승희 부산정보산업진흥원 글로벌전략산업단장) 등으로 구성됐다.
송준화 KDCEA 사무국장은 ‘한국 DC시장현황 및 환경변화’를 주제로한 발표에서 “최근 전자파, 유해물질 배출 등에 대한 오해로 부정적시각이 많지만 DC는 상‧하수도 시설과 같은 기반시설로서 온라인‧모바일서비스, 통화, 게임 등을 이용하려면 반드시 필요한 사회간접자본”이라며 “전자파는 WHO 발암유발의심물질 분류상 커피, 김치와 같은 카테고리에 분류돼 유해성이 입증되지 않았으며 전 세계적으로도 기준치를 높게 설정한 1~2개국을 제외하면 어느 나라 기준에도 저촉되지 않는 수준의 매우 낮은 측정치를 보인다”고 지적했다.
송준화 국장은 이어 “지금까지 DC시장을 이끈 것이 클라우드였다면 앞으로는 AI시대로 DC는 더욱 폭증할 것”이라며 “클라우드를 위한 대도시인근 하이퍼스케일 DC위주에서 5~10년 후에는 자율주행차, UAM 등에 따라 초저지연서비스를 필요로 하는 서비스가 증가할 것이므로 서비스단에 위치한 엣지DC, 마이크로DC가 다양하게 생겨날 것”이라고 전망했다.
‘부산 DC산업현황 및 육성전략’에 대해 발표한 이승희 부산정보산업진흥원 글로벌전략산업단장은 “DC 수도권 집중 완화방안에 호응해 동북아 디지털 허브로 도약하려는 부산은 지방소멸시대 인구감소를 억제하기 위한 대안으로 DC신산업을 육성하고자 한다”라며 “스마트시티 국가시범도시로 추진 중인 에코델타시티(EDC) 내에 DC 집적단지 17만7,000㎡를 마련해 지난해 7월 분양공고 후 3개 기업과 부지계약을 완료한 상태”라고 밝혔다.
이어 “부산은 국내 90% 이상 해저광케이블이 들어오는 곳이며 전력자립률 217%로 집계돼 안정적인 전력공급이 가능하다”라며 “또한 지역 내 24개 대학과 채용연계 인력육성으로 전국 최고수준인 연간 2,000명 이상 DC관련분야 인재를 배출해 지역인력 활용이 용이하며 2011년 국내 최초 DC시범단지 조성, 2015년 MS DC 구축 등 경험이 있어 DC에 대한 이해도가 매우 높다”고 강조했다.
HVAC업계, DX수준 상향해야
5월23일 개최된 2섹션은 ‘기계설비산업분야의 미래 준비-디지털 트랜스포메이션(DX)’를 주제로 개최됐다. 이날 첫 발표는 정남정 도화엔지니어링 부회장이 ‘한국건설엔지니어링의 미래, 디지털 트랜스포메이션’을 주제로 발표했다.
정남정 부회장은 “DX를 수행하며 느낀 것은 4차 산업혁명이란 디지털을 다시 아날로그로 구현하는 것”이라며 “많은 양의 데이터로 학습한 AI를 통해 의사결정하면 이를 토대로 기계가 작동해 눈에 보이거나 체감할 수 있게 만드는 것이 4차 산업혁명기술”이라고 밝혔다.
이어 “건설산업 중 설비업계에서 활용할 수 있는 대표적인 DX는 BIM이지만 국내 설계인력의 디지털수준이 미흡하다”라며 “우리나라는 설계, 구조개선, 수치해석, 유동해석 등 소프트웨어를 외국에 의존하고 있으며 국내 설계사는 대형 프로젝트 프로그램을 활용한 모델링도 불가능해 학계에 의존하는 실정”이라고 지적했다.
정남정 부회장은 “기업들은 끈기있게 DX를 추구해야 하며 전문인력을 확보해 플랫폼‧DB를 구축함으로써 AI와 BIM을 엔지니어의 기본소양으로 인식해야 한다”고 강조했다.
이종혁 에이럽(Arup) 코리아 상무는 ‘Solution for a Digital World’ 주제발표에서 “디지털 자동화는 설계속도를 향상시키며 고객들에게 그간 불가능했던 다양한 설계옵션을 제공할 수 있다”라며 “에이럽은 자체적으로 구조분석‧설계 소프트웨어인 ‘오아시스 GSA’를 개발했으며 이는 다양한 설계기능을 갖춘 포괄적인 구조분석 프로그램”이라고 밝혔다.
이어 “또한 Grasshopper, Python과 같이 널리 사용되는 기술을 사용해 엔지니어링을 쉽고 빠르게 만들 수 있는 플랫폼 ‘TDA’도 개발했다”라며 “이러한 소프트웨어와 플랫폼을 활용해 기존 방식으로는 설계가 불가능한 기하학적 구조의 건축물을 설계하는 파라메트릭 설계방식이 가능하다”고 밝혔다.
박상혁 한미글로벌 전무는 ‘건설사업관리분야의 디지털전환 여정과 적용사례’ 발표에서 “한미글로벌은 2020년 11월 디지털전환 전략로드맵을 수립, 현재 디지털기반 PM서비스 제공을 위한 플랫폼 구축 2단계가 진행 중”이라며 “건설산업은 이전부터 디지털을 활용한 PM이 진행되고 있지만 참여조직마다 각기 다른 양식, 파일형태, 시스템을 사용해 단순히 프로젝트 진행상황에 대한 취합 및 보고 목적으로만 활용해왔다”고 지적했다.
이어 “개발 중인 디지털기반 PM서비스는 업무, 프로세스 효율성 및 편의성을 고려해 문서작성, 전자결재, 문서검색 및 저장을 원스톱으로 처리할 수 있으며 안전‧품질‧설계‧사업‧사업비‧BIM 등을 관리하는 건설참여주체의 협업공간으로 기능한다”라며 “이와 함께 취합‧생산된 정보를 시각화함으로써 발주처와 고객에게 편리한 의사결정을 지원한다”고 소개했다.
이진천 디씨에스 대표는 ‘스마트건설 구현에 있어 BIM과 AI의 역할과 통합’을 주제로 한 발표에서 “스마트건설이란 디지털기술을 활용해 업무 프로세스를 혁신적으로 변화시키는 것”이라며 “건설분야에서는 BIM설계와 함께 IoT, AI, 클라우드 및 모바일기술을 활용해 설계 고도화, 공정관리, 안전사고 예방, 자원의 효율적 배분, 의사결정 지원 등 워크플로우를 혁신해 시간과 비용을 절감하는 것”이라고 설명했다.
이어 “시각화, 협업향상, 오류감소, 품질향상, 비용절감, 지속가능성 향상, 자산관리 용이성 등을 모두 가능케하는 것이 BIM이며 이것이 스마트건설의 핵심”이라며 “BIM은 AI와 통합함으로써 스케줄관리, 비용관리, 품질관리, 안전관리 등 정확도와 속도를 향상할 수 있어 기대되는 영역이지만 표준화, 보안, AI학습오류, 데이터정제, 윤리적‧법적문제 등을 검토해야 한다”고 지적했다.
DC쿨링, 초고밀도 서버시대 ‘눈앞’
3섹션은 ‘DC냉각기술’을 주제로 진행됐다. 첫 발표자로 나선 모기진 휴렛팩커드엔터프라이즈(HPE) 상무는 ‘AI DC 쿨링시스템’ 발표에서 “랙밀도 20kW 이하인 경우 이중바닥, 냉‧열복도, 랙 컨테인먼트, 덕트배기, 인로(in-row) 등 공랭식 기반 쿨링시스템 활용이 가능하다”라며 “그러나 40kW 이상 랙밀도에서는 RDHx(Rear Door Heat eXchanger), D2C(Direct to Chip), 액침냉각(Immersion Cooling) 등 수냉식 쿨링시스템을 적용해야 하며 부하에 따라 공랭식‧수냉식을 하이브리드로 적용할 수 있다”고 밝혔다.
이어 “NVIDIA가 곧 출시할 GPU서버는 랙당 60kW를 처리해야 하며 AI시대가 도래함에 따라 랙당 100kW 이상도 생각보다 빠르게 도래할 것”이라며 “액침냉각은 기술별로 여러 한계가 있지만 결국에는 시장이 이동할 수밖에 없다”고 전망했다.
박상희 산업통상자원부 신산업분산에너지과장은 ‘DC 수도권 집중완화방안’ 발표에서 “국내 약 150개 DC 중 70% 가량이 수도권에 있으며 AI DC 확산전망에 따라 전력수급이 문제가 되고 있다”라며 “수도권은 발전‧송전시설 구축이 문제가 돼 전력공급이 여의치 않은 반면 비수도권은 전력자급률이 200%가 넘는 곳이 많아 DC를 지방으로 분산할 필요가 있다”고 강조했다.
이어 “비수도권 DC는 전력수급뿐만 아니라 용수‧부지‧민원‧안전 등 최근 프로젝트가 직면한 다양한 문제의 해법이 될 수 있다”라며 “DC 지방분산을 위해 전력요금 할인, 예비시설 보조금, 지자체 지원금 등 인센티브를 마련하고 있으며 보다 실효적인 지원정책을 위해 여러 관계당국이 고민하고 있다”고 밝혔다.
홍민호 하이멕(HIMEC) 사업부장은 ‘고밀도 서버 냉각방식의 접근방법’ 발표를 통해 “AI시장 확대에 따라 고밀도서버 비율이 지속 증가추세이며 현재 사용되는 공랭식에서 수냉식 적용이 증가할 것”이라며 “초고밀도에 적합한 냉각방식으로는 RDHx, D2C, 액침냉각 등이 있다”고 소개했다.
이어 “기존DC에 이러한 수냉식시스템을 적용하기 위해 CDU(Coolant Distribution Unit), 냉수배관 설치가 필요하며 일부 부하는 CRAH에서 담당토록 해야 한다”라며 “이중바닥이 반영된 구조는 배관설치가 용이하며 서버상부에 냉수배관을 설치하는 경우 드레인팬, 배수관, 누수감지설비 등을 검토해야 하고 상부전원, 통신설비 등과 간섭하지 않도록 배치해야 한다”고 조언했다.
홍민호 사업부장은 또한 “신규DC는 향후 고밀도 서버에 대응해 이중바닥 반영을 고려할 필요가 있으며 수냉식 쿨링시스템 중 최근 많이 도입되는 D2C를 적용하려면 냉각부하 일부를 CRAH에서 담당하도록 계획해야 한다”라며 “CDU설치 시에는 공간확보, 냉수배관 층별 분기캡 마감을 적용해야 한다”고 밝혔다.
안재우 DL이앤씨 부장은 ‘DC MEP 시공관리포인트’ 발표에서 “DC는 데이터저장‧처리를 위한 발열부하가 많아 기계‧전기공사 면적 및 물량이 많으며 장기간 시운전을 거친다”라며 “골조공사 공법에 따라 23~26개월로 공기가 변경되는데 순타(지하층부터 지상층으로 시공), 역타(지상층부터 지하층으로 시공) 공법여부에 따라, 기계실 위치에 따라 변경되는 일정과 6개월 이상의 커미셔닝 기간확보를 확인해야 한다”고 조언했다.
이어 “또한 공사용 가설설비로 타워크리인‧호이스트 중 무엇을 사용화는가에 따라 기계설비 운반‧시공에 차이가 있으므로 이에 따른 가설계획을 세워야 한다”라며 “데이터홀 MEP 시에는 장비 유지관리, 차수계획, 전원배치 등에 대한 대책을 수립해야 한다”고 밝혔다.
조진균 한밭대 교수는 ‘DC 수냉식 냉각시스템 에너지효율분석 및 폐열활용 솔루션’ 발표에서 “DC는 막대한 양의 폐열이 연중 일정하게 발생하지만 폐열의 품질이 낮으므로 이를 활용하기 위해서는 연중 일정한 수요처와 폐열품질을 상향하는 재활용시스템이 필요하다”라며 “그러나 인근건물 난방열원 사용 시 배관길이 증가로 경제성‧효율성이 낮다”고 밝혔다.
이어 “이에 따라 발생폐열을 흡착식 HP 등을 통해 DC 자체냉방으로 사용하는 방안을 연구 중”이라며 “기존 연구사례에서 마이크로 증발기를 활용해 하이브리드 2상 냉각사이클을 구성하거나 DC폐열을 흡수식 냉동기로 냉방에 활용하는 방안이 발표되기도 했다”고 밝혔다.
피터 웡(Peter Wong) 리퀴드스택(Liquid Stack) APAC 이사는 ‘Direct Liquid Cooling & Immersion Cooling for AI Data Center’ 발표에서 “현재 시장에서 수냉식 쿨링시스템 중 D2C를 가장 많이 사용하고 있으며 액침냉각 중에서는 용액의 상변화가 없는 1단계 액침냉각을 선호한다”라며 “그러나 2010년 이후 컴퓨팅성능은 6개월마다 2배씩 진화하고 있으며 향후 랙밀도가 250kW 이상일 경우 2단계 액침냉각이 대안이 될 것”이라고 밝혔다.
이어 “2단계 액침냉각은 서버열로 증발한 쿨런트가 응축기를 통해 액화하는 과정으로 냉각하며 별도의 전력이나 펌프가 필요치 않아 1단계 액침냉각보다 효율이 높다”라며 “리퀴드스택은 D2C부터 1단계‧2단계 액침냉각 등 모든 수랭식 냉각솔루션을 공급하는 쿨링시스템 선도업체”라고 강조했다.
공랭식‧수냉식 DC쿨링제품 소개
DC기술 컨퍼런스의 마지막 섹션인 4섹션은 ‘DC 기술’을 주제로 구성됐다. 첫 발표로 노준석 한국알파라발 프로가 ‘DC의 효과적인 쿨링과 열회수를 위한 열교환기 솔루션’을 소개했다.
노준석 프로는 “알파라발은 모든 타입의 DC쿨링을 위한 열교환기 솔루션을 제공할 수 있다”라며 “주요 솔루션을 소개하면 냉각탑 인터체인저, 수랭식‧공랭식 프리쿨링, 폐열회수, 액침냉각 CDU, 엣지DC용 쿨링팟 등이 있다”고 밝혔다.
서원배 신한무역 팀장은 ‘DC를 위한 CFD’ 발표에서 “서버룸에서 핫스팟이 발생하는 가장 큰 원인은 랙 자체의 발열량보다 공기의 무효순환‧재순환”이라며 “대부분 문제사례에서 설비설계와 용량은 적절했으나 랙 케이싱 하단부 누설이 가장 빈번했으므로 CFD 시 이러한 정보를 반드시 입력해야 한다”고 강조했다.
최정진 LG전자 책임은 ‘DC향 터보냉동기 소개’ 발표에서 “LG 터보냉동기는 200~5,000RT 라인업을 구축하고 있으며 냉매로는 GWP가 낮고 안전성 A1등급인 R-1233zd를 중심으로 신모델을 출시했다”라며 “또한 무급유 인버터 터보냉동기는 기계적 손실이 저감돼 에너지효율이 향상된다”고 설명했다.
이명규 LG전자 책임은 ‘외기냉수 프리쿨링시스템 최적화 방안’ 발표에서 “시스템 구성에서 냉각능력이 정해진 후에는 냉수 및 냉각수 입‧출구온도가 주요 설계변수”라며 “냉수‧냉각수 ΔT를 각각 8~10℃ 조건 내에서 변경하며 냉동기COP와 피크동력을 비교한 결과 전체적인 시스템COP는 냉수‧냉각수 ΔT가 모두 9℃일 때 연간 전력사용량이 가장 낮았다”고 밝혔다.
최재용 한국코로나 대표는 ‘고밀도 코로케이션 DC를 위한 공간절약형 공기냉각솔루션’ 주제발표에서 “독일 바이스(Weiss) ‘CoolWall’은 룸 전체 공간 높이‧너비를 사용하며 케이싱 없이 서비스복도를 워크인 냉각챔버로 활용하므로 코일 및 필터표면이 확대되며 내부압력손실이 감소하고 바닥공간 요구사항은 최소화한다”라며 “유닛 폭은 530mm이며 유지보수를 위한 공간도 2,100mm로 기존 시스템의 3,500~4,500mm보다 작아 절약된 공간에 추가 서버랙을 배치할 수 있다”고 강조했다.
명태운 한국공조엔지니어링 팀장은 ‘DC 하이브리드 에너지효율 냉각시스템’ 발표에서 “아이서톱(ICEOTOPE) 액침냉각 ‘Precision Cooling’은 섀시타입 액침냉각으로 유지보수 시 기존 랙처럼 수평으로 꺼낼 수 있어 간편하며 다른 탱크타입 액침냉각처럼 리프트장비 등을 구축할 필요가 없다”라며 “랙기반 쿨링시스템으로서 현장 여건에 따라 맞춤형으로 확장이 용이하다”고 밝혔다.
이창수 귀뚜라미 범양냉방 차장은 ‘액침냉각 및 DLC 소개’ 발표에서 “아스페리타스(Asperitas) 액침냉각 ‘COOLIT’는 지능형 콘트롤시스템을 통해 공급온도 및 유량을 제어하며 액체 대 액체, 액체 대 공기설계가 가능하고 플러그앤 플레이 기능으로 간편한 설치가 강점”이라며 “타사대비 월등한 성능을 바탕으로 세계 각국의 슈퍼컴퓨터에 설치된 사례를 보유하고 있다”고 밝혔다.
연창근 설비기술협회 DC기술위원장은 개회사에서 “최근 4차 산업혁명이 속도감 있게 추진됨에 따라 활성화된 DC산업은 설계, 제조, 시공, 운영 등 HVAC분야 전반에 매우 큰 사업기반으로 작용하고 있다”라며 “전반적인 경기침체 상황 속에서 DC시장 외에는 사업성을 확보하기 쉽지 않은 상황이지만 해외브랜드가 주로 활용되고 있어 국제기준에 부합한 국산제품이 필요하다는 문제인식이 폭넓게 공유되고 있다”고 지적했다.
‘부산 DC산업현황 및 육성전략’에 대해 발표한 이승희 부산정보산업진흥원 글로벌전략산업단장은 “DC 수도권 집중 완화방안에 호응해 동북아 디지털 허브로 도약하려는 부산은 지방소멸시대 인구감소를 억제하기 위한 대안으로 DC신산업을 육성하고자 한다”라며 “스마트시티 국가시범도시로 추진 중인 에코델타시티(EDC) 내에 DC 집적단지 17만7,000㎡를 마련해 지난해 7월 분양공고 후 3개 기업과 부지계약을 완료한 상태”라고 밝혔다.
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