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전산실의 환기성능 최적화를 위한 연구
A Study for Optimization the Ventilation Performance of the Computer Room 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.27 no.2, 2015년, pp.57 - 62  

권용일 (신한대학교 자동차공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The objective of the present study is to identify the ventilation problems and to suggest the optimal ventilation system to save energy and to improve IAQ in the computer rooms, which annually performs the cooling operation by the server with the highly thermal load. Numerical results on the tempera...

주제어

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문제 정의

  • 그러므로 전산실은 치환환기시스템(displacement ventilation system)을 적용한 설계가 일반화 되어있다. 본 연구는 Fig. 1과 같이 서버가 배치된 실의 환기성능을 급기구의 토출속도에 따라 급기구의 개수를 변화시켜 그 영향을 평가하는 것이다. 본 연구를 수행하기 위해, 수치해석 시 적용한 격자계의 타당성을 검증하고자 격자계를 22만 5천개에서 26만 7천개까지 변화시켜 해석을 수행하였으며 그 결과는 Fig.
  • 전산실의 냉방을 위해, 서버와 인접한 바닥면에 설치된 각형 급기구는 35%의 자유면적비율을 갖고 있으며 치수는 600×600 mm이다. 본 연구는 동일한 자유면적비를 갖는 급기구의 토출풍속이 서버의 냉각효과에 미치는 영향을 판단하기 위해, 수행되므로 급기구의 개수를 Table 1과 같이 토출풍속에 따라 변화시켰다. 그러므로 토출풍속이 감소됨에 따라 증가된 급기구는 Fig.
  • 본 연구의 주요목적은 서버주변의 바닥면에 설치된 급기구의 토출풍속에 따라 변화되는 실내의 환기성능을 평가하는 것이다. 이를 위해, 사용된 경계조건은 항온항습기의 상부에 위치한 환기구는 압력경계조건을 적용하였으며 서버주변의 바닥면에 위치한 급기구는 Table 1과 같이 등속조건으로 가정하였으며 공기교환효율을 평가하기 위한 명목시간 상수는 25.
  • (3) 그러나 전산실의 환기효율을 평가한 연구는 전무하다. 이에 본 연구는 전산실 바닥면으로 급기 되고 항온항습기의 상부면이 환기되는 실에 토출속도를 변화시켜 전산실과 IT장비가 설치된 위치별로 냉각 및 환기성능을 분석하여 최적 공기분배 시스템을 제시하기 위해, 수행되었다. 급기온도는 토출속도에 관계없이 적합한 RCI(4) (Rack Cooling Index)를 유지하도록 14℃로 일정하게 고정하였고 급기구면적은 변화시켰다.

가설 설정

  • 면적당 발열부하는 약 2.51 kW/m2이며 이 부하는 7열로 배치된 5단 서버의 렉(rack)의 바닥면에서 균등하게 발생하는 것으로 가정하였고 각 렉(rack)상부의 자유공간은 0.9×3.0×0.23 m로 가정하였다.
  • 본 연구를 수행하기 위해 사용한 상용 프로그램은 Fluent Ver.3.4를 이며 해석을 위한 격자계는 257,000개의 비균일격자계를 사용하였으며 수렴조건은 압력방정식을 소스 항으로 구성되는 연속방정식이 10-8 이하로 유지되는 조건으로 가정하였다. 압력방정식은 SIMPLE 알고리즘을 사용하였다.
  • 본 연구의 주요목적은 서버주변의 바닥면에 설치된 급기구의 토출풍속에 따라 변화되는 실내의 환기성능을 평가하는 것이다. 이를 위해, 사용된 경계조건은 항온항습기의 상부에 위치한 환기구는 압력경계조건을 적용하였으며 서버주변의 바닥면에 위치한 급기구는 Table 1과 같이 등속조건으로 가정하였으며 공기교환효율을 평가하기 위한 명목시간 상수는 25.16 s이다. 면적당 발열부하는 약 2.
  • 1 m이다. 이와 같이 설치된 서버에서 발생되는 냉방부하를 제거하기 위해, 전산실로 공급되는 냉기류의 온도는 14℃이며 실내 평균 온도는 23℃로 가정하였다. 전산실의 냉방을 위해, 서버와 인접한 바닥면에 설치된 각형 급기구는 35%의 자유면적비율을 갖고 있으며 치수는 600×600 mm이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
데이터센타에 설치되는 전산실과 UPS실의 발열부하가 급격히 증가되는 이유는? 최근, 통신 산업의 급격한 발전과 더불어 대용량 데이타의 처리속도가 증가됨으로 인해, 데이터센타에 설치되는 전산실과 UPS실의 발열부하가 급격히 증가되고 있는 현실이다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 세계에서 가장 큰 데이터센타를 운영하는 업체인 구글1)에서는 이러한 시설에서 소비되는 에너지를 절약하기 위해, 에너지사용량 측정, 공기흐름의 관리, 온도조절, 무료냉각시스템 활용 및 전력공급최적화와 같은 5가지 에너지절약법을 제시하고 있다.
전산실과 같이 발열부하가 큰 실은 어떠한 방식으로 환기를 수행하는 것이 적합한가? 전산실과 같이 발열부하가 큰 실은 일반적으로 열부력방향으로 환기를 수행하는 것이 적합하다고 알려져 있다. 그러므로 전산실은 치환환기시스템(displacement ventilation system)을 적용한 설계가 일반화 되어있다.
데이터센타에 설치되는 전산실과 UPS실의 발열부하를 극복하기 위해 구글에서는 어떠한 에너지 절약법을 제시하는가? 최근, 통신 산업의 급격한 발전과 더불어 대용량 데이타의 처리속도가 증가됨으로 인해, 데이터센타에 설치되는 전산실과 UPS실의 발열부하가 급격히 증가되고 있는 현실이다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 세계에서 가장 큰 데이터센타를 운영하는 업체인 구글1)에서는 이러한 시설에서 소비되는 에너지를 절약하기 위해, 에너지사용량 측정, 공기흐름의 관리, 온도조절, 무료냉각시스템 활용 및 전력공급최적화와 같은 5가지 에너지절약법을 제시하고 있다. 국내에서도 통신시장이 활성화되어 대형, 테이터센터의 건설이 증가하고 있는 것이 현실이다.
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참고문헌 (4)

  1. Cooney, M., 2011, Gooogle:Five data center energy saving ideas you can implement, Network World. 

  2. Cho, J. K., Jeong, C. S., and Kim, B. S., 2008, The planning and design of the optimal cooling system for IT environments in data centers, Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol. 24, No. 12, pp. 313-320. 

  3. Cho, J. K., Jeong, C. S., and Kim, B. S., 2010, Viability of HVAC system for energy conservation in high density internal-load dominated buildings, Korean Journal of Air-conditioning and Refrigeration Engineering, Vol. 22, No. 8, pp. 530-537. 

  4. ASHRAE, 2012, High density data centers-case studies and best practices, ASHRAE Datacom series, Vol. 7, pp. 26-28. 

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