한국국제냉난방공조전(HARFKO 2024)에는 다양한 데이터센터(DC)용 쿨링솔루션이 출품‧전시돼 DC시장에 대한 공조업계의 관심을 확인할 수 있었다. 

 

현재 DC시장에서 지배적 위치에 있는 FWU(Fan Wall Unit) 출품이 많았으며 항온항습기(CRAH), 냉방기 등 전통적인 공조시스템도 찾아볼 수 있었다. 특히 글로벌 리퀴드쿨링 전문기업과 제휴관계를 맺고 있는 국내기업들이 적극적으로 제품을 홍보했으며 1상형 액침냉각(Immersion Cooling)이 주류를 이뤘다.

 

귀뚜라미범양냉방, DC존 구성
귀뚜라미범양냉방은 전시장에 ‘DC존’을 구성하고 스툴즈(STULZ), 아스페리타스(Asperitas) 등 글로벌시장에서 인정받고 있는 제품을 선보였다. DC존은 △STULZ RDHx(Rear Door Heat eXchanger) ‘Cyber Rack’ △STULZ In-Row쿨링 ‘Cyber Row’ △Asperitas 액침냉각 ‘AIC24’ 등으로 채워졌다.

 

 

CyberRack은 EC팬을 탑재한 후면도어를 서버랙 캐비닛에 장착한 제품으로 후면도어에는 냉수코일이 탑재된다. 서버열이 외부로 배출되기 전 곧바로 공기를 냉각해 서버룸으로 내보내므로 핫존은 캐비닛 내부로 제한되며 서버룸 등 전체공간이 콜드존으로 기능한다. 이에 따라 공간냉각을 위한 별도 장비가 필요없는 것이 강점으로 상면을 효과적으로 활용할 수 있다. 

 

AIC24는 액침냉각분야 글로벌 3대기업인 아스페리타스(Asperitas)가 공급하는 제품으로 △쿨링용량 32kW △24U 21인치 서버 지원 △별도 순환펌프 없음 △1,500×714×1600mm 사이즈 △IT포함 1,680kg △냉각수온도 35~45℃ △냉각수 유량 0.5~1.6L/s 등 제원을 보유하고 있으며 쿨런트로는 쉘오일을 사용한다. 

 

 

특히 이번 액침냉각은 공기냉각방식 보다 전력 사용을 최대 1/10 수준으로 줄일 수 있으며 투자와 운영비용도 45%까지 절감할 수 있다. 또한 서버가 들어가는 오일탱크는 순환펌프 없이 자연대류 방식으로 냉각이 이뤄져 운전신뢰성이 높으며 유지보수가 쉽다. 액침냉각 적용을 통해 PUE 1.07 달성이 가능하며 컴퓨터와 연결해 탱크온도, 압력, 유량 등을 확인할 수 있고 티어3~4에 시스템을 공급한 실적을 보유하고 있다.

 

특징적인 점은 서버리프팅을 위한 서비스트롤러를 제공한다는 것이다. 이번 전시회에는 서비스트롤리도 함께 선보였다. 서버유지보수 시 타사 장비의 경우 서버리프팅을 위해 상부 레일설치 등 별도 장치시공이 필요하지만 AIC24는 호이스트 역할을 하는 서비스트롤러를 패키지로 공급하기 때문에 이를 위한 별도 리프팅장비 설치가 필요 없다.

 

한국코로나, DC용 FWU 출품
한국코로나는 한국시장에 적합하도록 자체제작한 FWU를 전시했으며 에퀴닉스 등 전 세계적인 랜드마크 DC에 적용돼온 독일 바이스(WEISS) FWU ‘CoolW@ll’ 솔루션을 홍보했다.

 

 

자체제작한 FWU는 고밀도 DC 공조를 위한 공랭식 솔루션으로 이중바닥이 필요없어 공간효율성을 높였다. EC팬이 적용된 고효율 솔루션으로 공랭식 쿨링시스템을 활용하는 DC에서 PUE 향상을 도모한다.

 

WEISS CoolW@ll은 에너지효율과 냉각용량을 모두 확보할 수 있는 솔루션으로 기존 팬과 코일이 나란히 설치되는 일반적인 형태의 FWU와 달리 일반적으로 코일과 팬을 상‧하로 설치해 공간활용을 극대화할 수 있으며 현장여건에 따라 좌‧우 등 구성도 가능하다.

 

가장 큰 강점은 공간활용성이다. 일반적인 FWU로 시공 시 폭이 최소 3,500mm 이상이어야 설치 및 유지보수가 가능하다. 그러나 쿨월은 벽체를 이용해 열교환기를 설치하고 벽 후면 공간을 챔버로 사용하므로 약 2,100mm로도 시공이 가능하다. 두께도 1,500mm 수준인 팬월타입에 비해 530mm 수준이어서 공간적 여유를 확보할 수 있다. 여유가 생긴 공간에는 서버랙 또는 쿨월유니트를 추가할 수 있어 경제성을 확보할 수 있다.

 

신성엔지니어링, 심층수열DC 솔루션 전시
신성엔지니어링은 ‘IDC 냉각시스템’을 비롯해 고효율 항온항습기(CRAH)를 전시하는 등 고효율 DC 토탈솔루션을 선보였다. IDC 냉각시스템은 FWU, 터보냉동기, 판형열교환기, 컨테인먼트, DCIM(DataCenter Infrastructure Management), 센서 및 모니터링, 기류분석 등을 포함한다.

 

 

전시장에는 국내 최초로 댐 심층수를 활용한 수열원 DC실증사례가 소개됐다. 연중PUE 1.07, 최대PUE 1.04를 달성한 현장으로 DC RE100 및 탄소중립 목표달성을 지원한다. 댐 심층수 수열원 사용 시 하절기 냉동기 가동률을 ‘0’으로 만들 수 있으며 공랭식대비 최대 70% 이상 에너지절감이 가능하다. 또한 수열원이 대부분 지방에 위치하므로 DC 지방분산, 분산에너지 활성화 정책 등에도 기여하는 솔루션으로 관심을 모으고 있다.

 

DC용 터보냉동기는 A1등급 친환경냉매인 HFO 513a를 사용해 R134a대비 GWP를 56% 절감한다. 인버터운전으로 에너지절약적이며 최소 부분부하 10%에 부분부하효율 NPLV 0.283kW로 대응이 가능하다. 냉수‧냉각수 ∆T 10℃ 대온도차 대응이 가능하며 정전복귀 후 최소 30초만에 재기동대응이 가능하다.

 

DC용 프리쿨링솔루션은 AHRI인증 PHE(Plate Heat Exchanger)를 적용해 100% 용량에 대응이 가능하다. 냉수 직렬흐름식을 이용해 PHE 이용률을 높였으며 냉각수 최저온도 12℃ 대응을 위해 냉동기를 제어한다. 수열원 사용 시 오토스트레이너를 적용해 운전 중에도 필터 유지보수 및 교체가 가능하다. 녹색기술인증을 획득한 제품으로 100% 운전에 비해 프리쿨링 이용으로 소비전력 약 49% 절감을 기대할 수 있다.

 

 

센추리, 운영비 절감 ‘냉수식 냉방기’ 전시
센추리는 DC용 쿨링제품으로 ‘냉수식 냉방기(AHU)를 선보였다. 냉수식 냉방기는 뛰어난 열전달 효율로 DC에 적합한 솔루션이다. 높은 에너지효을로 운영비용을 절감하며 모듈형 설계가 가능해 냉방용량 확장이 가능한 유연성을 제공한다.

 

 

또한 변동유량시스템을 위한 최적솔루션으로 복합밸브(PICV)를 장착했다. 기기차압과 상관없이 안정적인 유량제어가 가능하며 코일과 등비율 특성을 이뤄 용량을 선형제어할 수 있다. 냉수코일은 Fin & Tube 타입으로 콤팩트한 구조를 자랑하며 높은 현열비와 공기측, 물측 낮은 차압을 유지하고 부식방지를 위한 친수성 코팅이 적용됐다.

 

고효율 EC팬이 적용돼 BLDC모터의 높은 신뢰성과 정밀한 RPM 제어가 가능하다. PID 제어를 적용해 에너지절감 효과를 극대화함으로써 정격대비 소비전력을 최대 72% 감축할 수 있다. EC팬모터 적용에 따라 저진동‧저소음을 실현한 고효율 제품이다.

 

 

신성이엔지, DC테스트베드 운영
신성이엔지는 FWU, 액침냉각, DC테스트베드 등을 전시했다. 코일과 EC팬을 기반으로 한 FWU ‘CWU(Coil Wall Unit)’은 DC 온‧습도를 일정하게 유지할 수 있으며 외기도입으로 비용절감 측면에서 우수하다. AHRI인증된 고성능 프레임을 적용했으며 모듈화방식으로 소형화, 경량화 생산이 가능하다. 냉방능력은 324~494kW다.

 

 

특히 신성이엔지는 DC를 포함해 클린룸, 빌딩 등 HVAC시스템 실증평가를 위한 R&D업무를 수행할 수 있는 테스트베드를 운영하고 있다. 테스트베드는 서버룸, FWU, CRAC, CRAH, 냉각탑, 모니터링실 등으로 구성된다. FWU와 모듈형 항온항습기는 부분부하에 효율적인 EC팬과 제어장치 및 악세서리로 구성돼 고객맞춤형 제작이 가능하다.

 

또한 테스트베드는 액침냉각시스템도 적용할 수 있다. 공랭식대비 에너지비용 95%를 절감할 수 있는 액침냉각은 PUE 1.01~1.03 수준으로 D2C(Direct 2 Chip) PUE 1.2~1.3, 공랭식 PUE 1.3~1.5에 비해 우수하다.

 

신성이엔지는 최근 미국 마이다스(MIDAS) 액침냉각 국내총판인 한국신오일과 협력해 액침냉각제품 공급에도 나섰다. 마이다스는 2010년 상업용 액침냉각 적용 DC에 참여하면서 설립된 기업으로 ‘XCI’ 제품 및 시스템을 공급하고 있다. 12U, 50U 등 제품이 있으며     컨테이너형 DC도 공급이 가능하다. XCI 50U제품의 경우 N, N+1, N+2, 2N+1 등 구성으로 최대 150kW 용량을 수용한다. 단일 또는 대량으로 설치할 수 있는 유연성을 제공하며 각각 독립적으로 실행돼 개별적 관리‧구성이 가능하다.

 

 

KACECO, FWU‧액침냉각 출품
한국공조엔지니어링(KACECO)는 FWU와 영국 ICEOTOPE 액침냉각 ‘프리시전쿨링(Precision Cooling)’을 선보였다.

 

 

KACECO DC 실내냉각장비 FWU는 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 에너지소비를 절감하고 탄소배출을 줄여 더 나은 환경을 조성할 수 있으므로 ESG경영 목표에 부합할 수 있다는 점이 강점이다.

 

프리시전 액침냉각은 서버를 공기보다 열전도, 밀도, 비열이 높은 절연유를 사용해 냉각시키는 방식이다. 3U 크기의 새시를 제작해 기존 공랭식용 서버에서 팬을 제거하고 주요 구성품을 넣어 설치한 분배시스템을 통해 효과적으로 서버를 냉각하는 제품이다.

 

새시당 3.5kW 열을 제거할 수 있어 향후 수요가 증가할 것으로 예상되는 고밀도 칩을 사용하는 서버를 냉각하기 용이하다. 수직으로 서버를 들어올려야 하는 탱크타입의 경우 유지보수 시 리프트 장비가 별도로 필요하지만 기존 공랭식 서버랙과 유사하게 수평으로 섀시를 꺼내 점검 및 교체하기 때문에 유지보수가 용이하다. 또한 절연유를 약 1/10로 줄일 수 있다. 섀시 내부 온도가 최대 53℃로 유지되므로 60% 이상 열회수가 가능하다.