시스템 통합​

북유럽 데이터 센터는 추운 기후의 자연 조건을 최대한 활용하여 데이터 센터 냉각 에너지 소비를 줄이는 방식인 외기 냉각 기술을 사용합니다. 핵심 원리는 외부 공기 온도가 충분히 낮을 때 차가운 공기를 직접 도입하거나 증발 냉각을 사용하여 IT 장비의 열을 방출함으로써 기존 기계식 냉동 압축기의 작동을 크게 줄이거나 심지어 완전히 피하는 것입니다. 이러한 접근 방식은 전력 소비와 운영 비용을 크게 줄일 뿐만 아니라 지속 가능한 친환경 데이터 센터를 달성하기 위한 핵심 경로를 제공합니다. 다음은 다차원에서 이 기술의 적용 및 고려 사항에 대한 자세한 분석을 제공합니다.

무료 냉각으로 데이터 센터 PUE를 크게 줄일 수 있는 이유

에너지 효율을 획기적으로 향상시키는 것, 즉 PUE 값을 낮추는 것이 외기 냉각 기술의 가장 직접적인 장점입니다. 기존 냉동 시스템을 사용하는 데이터 센터에서 냉동 시스템의 에너지 소비는 전체 에너지 소비의 30%~40% 또는 그 이상을 차지할 수 있습니다. 북유럽 등 추운 지역에서는 실외 온도가 데이터센터의 요구 급기 온도보다 낮은 경우가 일 년에 많다. 이때 필터링된 찬 공기가 직접 유입될 수 있어 냉동 압축기가 작동할 필요가 없습니다.

이 모델의 에너지 절약 효과는 즉각적입니다. 예를 들어, 스웨덴이나 핀란드에서는 연중 60% 이상 동안 외기 냉각 운영을 완전히 시행할 수 있습니다. 이것이 의미하는 바는 냉동 시스템의 에너지 소비가 기본적으로 0에 가깝고 공기 흐름을 구동하는 데 팬의 전력만 필요하다는 것입니다. PUE 값은 1.1 이하의 값에 쉽고 쉽게 도달할 수 있는데, 이는 온화하거나 더운 기후 지역에서는 달성하기 쉽지 않으며, 궁극적으로 기업의 전기 비용을 막대하게 절약합니다.

데이터 센터의 무료 냉각 시스템을 설계하고 배포하는 방법

환기를 위해 창문을 여는 것처럼 단순한 외기냉방 배치가 아니다. 세심한 시스템 설계가 필요합니다. 주요 아키텍처는 두 가지 범주로 나누어집니다. 하나는 바람 측의 자유 냉각이고 다른 하나는 물 측의 자유 냉각입니다. 에어사이드 시스템은 공기 덕트, 필터, 댐퍼를 사용하여 차가운 실외 공기를 컴퓨터실로 직접 유입한 다음 뜨거운 공기를 외부로 배출합니다. 이 방법은 효율성이 높지만 공기질에 대한 요구사항이 엄격하고 먼지, 습기, 오염물질을 방지해야 합니다.

수측 시스템은 건식 냉각기 또는 냉각탑을 사용하여 실내 순환수 시스템과 열을 교환합니다. 실외 습구 온도가 충분히 낮으면 냉각탑이 열을 직접 방출할 수 있습니다. 그렇지 않으면 판형 열교환기를 사용하지 않고도 실외 냉매수로 실내 순환수를 냉각할 수 있습니다. 이 솔루션은 데이터센터 내부 환경을 외부 공기로부터 격리하고 IT 장비를 보호합니다. 그러나 열교환 링크가 증가하고 2차 펌프의 에너지 소비가 증가합니다. 시스템이 더욱 복잡해지고 초기 투자 비용도 높아집니다.

외기 냉각을 위한 데이터 센터 위치 선택에 대한 구체적인 요구 사항은 무엇입니까?

기상 조건은 외기 냉각의 타당성과 효율성을 결정하는 가장 중요한 요소입니다. 부지를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 지역 기후의 "냉각도 시간"입니다. 이는 일년 내내 온도가 10°C와 같은 특정 임계 값보다 낮은 시간입니다. 북유럽, 캐나다, 중국 북부와 같은 지역은 자연적인 이점을 가지고 있습니다. 온도 외에 습도도 중요한 변수입니다. 습도가 너무 높으면 결로가 발생할 수 있고, 습도가 너무 낮으면 정전기가 발생할 수 있습니다.

지리적 안정성은 에너지 공급만큼 중요합니다. 북유럽 지역은 지질학적 조건이 안정적이고 자연재해 위험이 낮으며 수력, 풍력 등 재생에너지가 풍부하고 저렴해 그린 데이터센터 구축에 대한 매력이 다시 한 번 강화된다. 동시에 사이트를 선택할 때 네트워크 백본 노드의 연결성, 토지 비용 및 지역 정책 지원도 고려해야 합니다. 이러한 요소들이 함께 모여 냉각 비용이 들지 않는 데이터 센터에 대한 합리적인 부지 선택을 형성합니다.

외기 냉각 기술을 사용할 때 발생할 수 있는 잠재적인 위험과 과제는 무엇입니까?

상당한 이점에도 불구하고 무료 재사용 대기시간은 특별한 문제를 야기합니다. 가장 두드러진 위험 중에는 극단적인 날씨와 기후 변동에 대한 대응이 있습니다. 지구 기후 패턴의 변화는 쉽게 따뜻한 겨울이나 한파로 이어질 수 있으며, 이는 결국 외기 냉각의 효과적인 활용 시간에 영향을 미칩니다. 시스템 설계 시 백업 냉각 용량을 고려하지 않으면 IT 장비는 짧은 기간 동안 비정상적으로 높은 온도가 유지되는 동안 과열될 위험이 있습니다.

또 다른 과제는 공기질 관리이다. 실외 공기를 직접 유입하는 경우 산업 오염, 염분(해안 지역의 경우), 봄 꽃가루 등의 조건에 대처하기 위해 고효율 미립자 여과 시스템과 기상 화학 여과 시스템을 갖추어야 합니다. 극한의 조건에서는 유입되는 공기의 온도가 너무 낮은 상황에 대비해야 하며, 공기 혼합이나 가열을 통해 조절하여 장비의 국부적인 과냉각과 응축수 발생을 방지해야 합니다. 이러한 상황은 시스템의 복잡성을 증가시키고 제어를 더욱 어렵게 만듭니다.

외기 냉각이 데이터 센터 지속 가능성 목표와 어떻게 일치하는지

화석연료 발전으로 발생하는 탄소배출을 직접적으로 줄이는 외기냉각 기술은 데이터센터의 지속가능한 발전 목표를 달성하기 위한 핵심 수단 중 하나이다. 이는 글로벌 탄소 중립 약속과 일치합니다. 일반적으로 북유럽 데이터 센터와 같은 재생 가능 에너지 전력과 결합하면 수력이나 풍력 발전을 구매하여 전체 탄소 배출량을 극도로 낮은 수준으로 줄여 진정으로 의미 있는 녹색 인프라가 될 수 있습니다.

이 기술을 사용하면 천연자원을 효율적으로 사용할 수 있어 냉매 사용과 누출 위험을 줄일 수 있습니다. 외기 냉각을 사용하는 많은 데이터 센터에서는 서버 폐열을 주변 지역사회나 온실 농업의 열로 재활용하여 에너지의 다단계 활용을 달성하려고 노력하고 있습니다. 이 "에너지 순환" 모델은 사회의 전반적인 에너지 효율성을 향상시키고 데이터 센터를 단순한 에너지 소비자에서 지역 에너지 생태계의 일부로 변화시킵니다.

향후 외기냉각 기술의 발전 추세는 어떻게 되나요?

앞으로 외기냉각 기술은 지능화, 하이브리드화 방향으로 발전할 것이다. 인공 지능과 기계 학습 알고리즘의 도움으로 시스템은 날씨를 보다 정확하게 예측하고 자유 냉각, 증발 냉각 및 기계적 냉각 간의 전환 전략을 동적으로 최적화하고 안전을 보장하면서 에너지 효율성을 극대화할 수 있습니다. 센서 네트워크의 광범위한 적용으로 온도와 습도 제어가 더욱 정밀해질 것입니다.

또한, 간접 증발식 냉각 등 고효율 하이브리드 시스템의 활용이 더욱 확대될 것이며, 이는 더 넓은 범위의 기후 조건에서 높은 에너지 효율을 유지할 수 있습니다. 액체 냉각 기술이 대중화됨에 따라 향후에는 추운 환경과 관련된 '자유 액체 냉각' 이니셔티브가 나타날 수도 있습니다. 실외 건식 냉각기는 순환 유체를 냉각하여 고밀도 서버 구축 그룹의 열을 발산하는 데 사용되며, 현재 공기 냉각 기술의 열 발산 제약을 극복하고 더 높은 전력 밀도 컴퓨팅 시설을 지원합니다.

온대 지역이나 비전통적인 추운 지역에 데이터 센터를 구축하려는 기업의 경우 외기 냉각 기술의 적용 시간을 효과적으로 연장하여 PUE를 줄이기 위해 어떤 혁신적인 설계 또는 하이브리드 솔루션을 사용할 수 있다고 생각하십니까? 댓글 영역에서 통찰력이나 사례를 공유하는 것을 환영합니다. 이 글이 도움이 되셨다면 좋아요를 눌러주시고 더 많은 동료들과 공유해주세요.