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대한설비공학회|설비공학논문집 2020년 5월

논문명 데이터센터 공조·냉각시스템 방식구분 및 적합성 성능시험 방법/기준에 대한 연구 / A Study on Performance Standard and Test Method of CRAC/H(Computer Room Air Conditioning/Handling) Units for Data Centers
저자명 조진균식별저자 ; 김선정 ; 정용대 ; 박병용식별저자
발행사 대한설비공학회
수록사항 설비공학논문집, Vol.32 No.5 (2020-05)
페이지 시작페이지(235) 총페이지(14)
ISSN 1229-6422
주제분류 환경및설비
주제어 데이터센터; 공조?냉각시스템; 데이터센터 냉각기기; 성능시험; IT기기 운영환경 ; Data center; Cooling system; CRAC/H units; Performance testing; IT environment
요약1 데이터센터 운영?서비스 중심의 국내시장 특성 및 해외 기술과의 격차에 따른 새로운 데이터센터 관련 IT환경 지속가능 기술을 확보하기 위해서는 데이터센터 환경에 맞는 냉각시스템의 성능기준이 명확하게 제시되어야 한다. 신산업 동력인 IT기술의 구현을 위한 중요한 데이터센터의 상호 연계된 종합적인 냉각 솔루션의 성능평가와 시험기준 개발이 요구되고 있다. 본 연구는 전용 데이터센터 냉방기기인 CRAC/H 유닛의 성능 평가, 에너지효율 등 시험평가를 위한 체계적인 공조?냉각시스템 유형분류, 국?내외 표준 및 시험방법을 분석하여 실질적인 데이터센터 IT환경유지에 부합한 시험기준 및 방법을 제안하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다.
(1) 데이터센터의 적정 IT환경을 유지하고 IT장비에서 발생하는 열-에너지를 실외로 전달하는 냉각방식은 ①공랭식, ②수냉식, ③글리콜식을 사용하는 CRAC 유닛과, 중앙열원에서 생산된 냉수를 이용하는 ④중앙냉수식 CRAH 유닛의 4가지 방식으로 구분되고 가장 보편적으로 적용되는 방식이다.
(2) 데이터센터 공조(공기분배)방식은 IT서버룸 전체를 제어하는 ①공단단위 공조방식, 랙-서버가 배열된 일부의 구역을 담당하는 ②구역단위 공조방식, 마지막으로 개별 랙-서버에 대응하는 ③IT장비단위 공조방식의 3가지 방식으로 구분되고, IT장비의 집적도가 높아지면서 구역단위 및 IT장비단위 공조방식으로 전환되고 있다.
(3) CRAC/H 유닛의 유형은 설치위치에 따라 ①상치형과 ②천정형으로 구분되고 다시 급기(SA) 및 환기(RA)에 따라서 상향식, 하향식, 수평식으로 분류된다. 더 세부적으로는 덕트형과 무덕트형으로 나뉜다.
(4) 국내의 공조?냉각시스템 성능평가 기술표준은 덕트없는 에어컨과 열펌프(KS B ISO 5151), 에어컨디셔너(KS C 9306) 및 항온항습기(SPS-KARSE B 0001-164) 등 유사 품목이 있으나, IT환경 및 운영특성을 반영한 데이터센터 CRAC/H 유닛에 부합하는 시험방법 및 기준은 아직까지는 없다.
(5) 해외는 ANSI/ASHRAE Standard 127과 AHRI Standard 1361 등 IT환경을 고려한 공조?냉각 방식의 구분 및 모든 CRAC/H 유닛 유형을 포함하는 기술표준이 있다.
(6) 국외의 데이터센터 전용 CRAC/H 유닛에 적용되는 특화된 시험조건과 국내의 공조?냉각 시스템의 시험기준을 검토하여 합리적인 성능평가를 위한 대안조건을 제시하였고, 이를 바탕으로 실험대상 CRAC 유닛은 그 사용 목적에 맞는 IT환경을 반영한 운영조건에서 실제로 얻고자 하는 냉방능력을 확보할 수 있음을 확인 할 수 있었다.




국내 IT기술과 이를 구현하는 데이터센터 건설 엔지니어링 기술은 양적, 질적으로 세계적인 수준이다. 그러나 실질적인 운영단계 공조?냉각성능을 확보를 위한 데이터센터에 특수성이 반영된 장비의 성능평가 시험 및 기준이 미흡했다. 향후 국가표준과 연계하여 성능평가를 위한 시험절차를 보다 구체화함으로써 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
요약2 he purpose of this study was to establish a uniform set of requirements for rating computer room air conditioning/handling (CRAC/H) units for dedicated cooling systems in data centers. With the revolution of Industry 4.0, there are many options for data center infrastructure. The next generation of hyper-scale data centers will no longer be limited to past cooling facilities, but will seamlessly integrate the new cooling systems becoming increasingly optimized and mission-critical. For data centers, there are four basic heat removal methods, with air-cooled, water-cooled, glycol-cooled, and chilled-water system, to cool IT equipment and to transport unwanted heat to the outdoor environment. And air distribution systems, room-based, row-based, and rack-based cooling methods, have been developed to address cooling problems. Data center cooling technology is also advancing and improving and new types of CRAC/H units and cooling procedures are being developed. But performance tests of cooling systems do not fully reflect all types of CRAC/H units, data center cooling mechanisms, and data center thermal guidelines for IT environments. Standards and guidelines for performance testing were analyzed by foreign and domestic cases. In this paper, a suggested performance test condition is included in the CRAC/H classification, test requirements, and rating requirements.
소장처 대한설비공학회
언어 한국어
DOI https://doi.org/10.6110/KJACR.2020.32.5.235
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