초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

최근 IT산업의 급속한 발전과 더불어 관련 장비들의 성능 및 처리능력이 기하급수적으로 발전하고 있는 동시에 기업들의 사업변화에 따른 데이터센터의 수요도 급증하고 있다. 또한 기술발전에 따라 장비의 집적도, 발열 및 전력소비량도 계속적으로 증가하므로 실내 환경제어에 관련된 설계방법도 지속적인 개선이 요구되고 있다. 데이터센터는 IT장비의 운영환경을 최적의 상태로 유지시키는 것이 우선되는 산업공조 건물로 에너지의 생산에서부터 분배에 이르기까지 대규모의 비효율이 발생한다. 여기에는 크게 IT환경 유지를 위한 공조효율 저하와 과다한 에너지소비가 심각한 문제가 되고 있다. 데이터센터의 실내환경이 최적화되지 못하고 온도가 높아져 장비고장과 오류가 발생하는 주된 원인은 냉각용량의 문제가 아니라 공조효율에 대한 문제이다. 그리고 서버냉각 에너지를 줄이는 것이 데이터센터의 전체 에너지소비를 줄이는 최선의 방안이며, 향후 기하급수적으로 증가할 고밀도 데이터센터의 공조효율 증대와 에너지 절약적인 시스템 계획 방법에 관한 연구가 절실하게 필요한 시점이다. 본 논문은 선행연구를 기반으로 대규모 및 고밀도 데이터센터에서 공기재순환에 의한 공조효율이 저하될 수 있다는 가능성을 사례 데이터센터의 실측과 운영관리 자료를 통해 조사하였고, 이를 해결하기 위해 IT서버 배치와 급？배기 조합에 의한 공기분배시스템 방식 등을 중심으로 공조효율을 평가하고 운영, 관리측면에서 에너지 절약적인 시스템을 분석하여 고밀도 데이터센터의 공조시스템 계획에 대한 기반자료를 제시하였다. 공기분배시스템 효율평가를 위해 3단계로 ...

최근 IT산업의 급속한 발전과 더불어 관련 장비들의 성능 및 처리능력이 기하급수적으로 발전하고 있는 동시에 기업들의 사업변화에 따른 데이터센터의 수요도 급증하고 있다. 또한 기술발전에 따라 장비의 집적도, 발열 및 전력소비량도 계속적으로 증가하므로 실내 환경제어에 관련된 설계방법도 지속적인 개선이 요구되고 있다. 데이터센터는 IT장비의 운영환경을 최적의 상태로 유지시키는 것이 우선되는 산업공조 건물로 에너지의 생산에서부터 분배에 이르기까지 대규모의 비효율이 발생한다. 여기에는 크게 IT환경 유지를 위한 공조효율 저하와 과다한 에너지소비가 심각한 문제가 되고 있다. 데이터센터의 실내환경이 최적화되지 못하고 온도가 높아져 장비고장과 오류가 발생하는 주된 원인은 냉각용량의 문제가 아니라 공조효율에 대한 문제이다. 그리고 서버냉각 에너지를 줄이는 것이 데이터센터의 전체 에너지소비를 줄이는 최선의 방안이며, 향후 기하급수적으로 증가할 고밀도 데이터센터의 공조효율 증대와 에너지 절약적인 시스템 계획 방법에 관한 연구가 절실하게 필요한 시점이다. 본 논문은 선행연구를 기반으로 대규모 및 고밀도 데이터센터에서 공기재순환에 의한 공조효율이 저하될 수 있다는 가능성을 사례 데이터센터의 실측과 운영관리 자료를 통해 조사하였고, 이를 해결하기 위해 IT서버 배치와 급？배기 조합에 의한 공기분배시스템 방식 등을 중심으로 공조효율을 평가하고 운영, 관리측면에서 에너지 절약적인 시스템을 분석하여 고밀도 데이터센터의 공조시스템 계획에 대한 기반자료를 제시하였다. 공기분배시스템 효율평가를 위해 3단계로 CFD 시뮬레이션을 수행하여 다음과 같이 공조효율이 개선됨을 검증하였다. 냉복도(cold aisle)와 열복도(hot aisle)로 공조구역구분 및 서버를 배치하여 공기분배시스템을 구성할 경우, 공기재순환 및 혼합현상이 감소하여 냉각을 위한 공기가 유입되는 랙서버 상단부의 공기인입구에서 권장온도(25℃)를 초과하는 지점이 줄어든다. 또한 IT서버의 인입구 평균공기온도가 1.6℃ 감소되고 서버발열제거 효율이 향상됨을 알 수 있었다. 공기분배시스템 방식별 공조효율평가는 6가지 대안을 공조효율 평가지표인 SHI와 RHI를 이용하여 비교분석하였다. 그 결과, 측면급기/천장환기방식은 구간별로 큰 온도편차를 보이며 냉복도와 열복도의 평균온도차가 ΔT=3.3℃로 공기재순환이 지속적으로 이루어져서 가장 비효율적이다. 반대로 천장급기/천장환기와 바닥급기/천장환기방식은 공조구역별 수직평균온도분포에서 구간별로 온도편차가 작으며 냉복도와 열복도의 평균온도차는 ΔT=10℃ 이상으로 공조구역이 효과적으로 구분되어 최대 2.6배 이상의 공조효율 개선이 가능하였다. 공기의 재순환을 방지하기 위해 서버상부의 0.6m 지점까지 열복도와 냉복도를 물리적으로 구분하는 공조파티션시스템을 제안하였고 RCI와 RTI 평가지표 기준으로 약 10%의 추가적인 공조효율 향상됨을 알 수 있었다. 공조파티션시스템은 또한 급기온도의 상향시킬 수 있어서 열원시스템과 연계된 에너지성능 개선도 가능하다. 공조파티션시스템 적용으로 공조효율향상과 함께 급기온도 3℃ 상향이 가능하였고 열원시스템과 연동하여 냉수공급온도를 2℃ 상향 설정할 수 있다. 그 결과, 냉동기의 성적계수는 약 5.2% 향상되며 기본열원시스템을 기준으로 연간 약 4.0% 에너지소비량이 절감되는 것으로 분석되었다. 공조시스템의 에너지성능 및 관리효율 향상을 위해 동절기와 중간기의 외기를 이용하는 방안이 필요한데, 크게 외기냉수냉방(water-side economizer)과 외기냉방(air-side economizer)으로 볼 수 있다. 외기냉수냉방은 냉각탑의 외기습구온도제어로 기본열원방식 대비 약 16.6%, 외기냉방은 외기엔탈피제어로 최대 42.2%의 에너지성능향상이 가능하였다. 외기를 직접 이용하는 외기냉방시스템은 최근까지 IT장비의 보호측면에서 적용에 제한이 있었고, 습도 및 공기정화에 대한 추가 제어가 필요하지만 에너지성능 측면을 고려하여 적극 활용이 가능한 방안을 제시하였다.

주제어