수중 데이터센터 방열 메커니즘 파악을 위한 CFD 기초해석

Abstract

전세계적으로 다수의 데이터센터가 건설되고 있으며 인공지능 및 데이터 클라우드 수요에 따른 데이터센터의 증설 추세는 앞으로도 지속적으로 증가할 것으로 전망되고 있다. 하지만, 데이터센터에 설치된 각종 통신 및 전산장비들이 항상 가동하면서 적지 않은 열을 발생시키며, 동시에 이러한 열을 냉각시키기 위한 냉방설비를 구동시키기 위하여 많은 양의 전력이 소비되고 있다. 데이터센터에서 소비되는 대부분의 전력은 전술한 냉방설비를 가동하기 위하여 사용되므로, 데이터센터의 냉각성능을 향상시키기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다. 대표적인 사례로서 서버를 비전도성 액체에 담그는 액침냉각 및 해수의 저온에너지를 활용하여 데이터센터의 발생열을 냉각시키는 수중 데이터센터 등의 개념이 존재한다. 본 연구에서는 울산 전면해역에 시공될 한국형 해저공간 플랫폼의 단위 모듈로 설치할 수중 데이터센 터의 효율적인 냉각시스템을 설계하기 위한 선행과업으로서, 해저에 위치한 데이터센터 하우징 내부의 전산장비에서 발생한 열이 최종적으로 해수로 전달되는 방열 메커니즘을 파악하기 위하여 CFD 해석을 수행하였다. 수심 30m 해저에 설치된 실린더 형상의 수중 데이터센터 하우징의 외형과 해류속도 및 해류방향 등의 해양조건에 따른 방열현상에 대하여 CFD Case Study를 수행하고 분석하였다. 그 결과, 수중 데이터센터에서 발생되는 방열 메커니즘을 파악하였고, 냉각시스템의 기본 설계 시 고려되어야 할 주요한 설계인자들을 도출하였다.