데이터센터의 급기온도 변화가 서버 냉각 성능에 미치는 영향에 대한 연구 논문자료

 

데이터센터의 급기온도 변화가 서버 냉각 성능에 미치는 영향에 대한 연구
A Study on the Effects of Supply Air Temperature 
on the Server Cooling Performance in a Data Center

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데이터센터는 일반 사무용 빌딩에 비해 냉각에너지 소비율이 10~20배에 달하는 에너지 소비가 많은 시설이다. 
CRAC(컴퓨터실 에어컨)에서 공급되는 공기의 온도가 높을수록 성능이 향상되어 에너지 효율적인 냉각이 가능합니다.

[연구 주제]

1. 문제 정의

본 연구에서는 이와 같은 데이터센터의 기류혼합 특성을 반영하여, CRAC 급기온도의 변화가 서버 냉각성능에 미치는 영향에 대해 검토한다.

2. 가설 설정

본 연구의 데이터센터 해석 모델과 경계조건은 국내에서 일반적으로 설치되는 데이터센터의 랙 배치와 냉방시스템의 구성 및 운전조건을 가정하여 설정한 것이다.

[연구 방법]

1. 제안 방법

본 연구에서는 데이터센터에서 CRAC의 급기온도가 변화한 경우의 기류속도와 온도 분포를 CFD 시뮬레이션을 통해 검토하고, 이로 인한 데이터센터 냉방시스템의 냉각 효율에 대해 분석하였다.

2. 대상 데이터

대상공간은 콜드 아일과 핫 아일의 연속배치를 상정하여 양쪽의 핫 아일은 대칭이 되므로 실제 폭의 절반만을 대상으로 한다.

3. 이론/모형

CFD 시뮬레이션에서 콜드 아일의 다공판은 포러스(Porous) 경계조건을 적용하였다.

난류모델은 표준 k-ℇ모델을 사용하였다.

해석 프로그램은 FLUENT 14.5를 사용하였으며, 육면체 메쉬 약 810,000개로 구성하였다.

[연구 결과]

1. 성능/효과

RCI(Rack cooling index)는 CRAC 급기온도가 19℃인 경우에 RCIHI와 RCILO 모두에서 이상적인 결과를 나타내었으며, 따라서 CRAC 급기온도는 19℃ 전후로 설정하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.

CRAC의 급기온도만 변할 뿐이고 나머지 조건들은 모두 동일하므로 기류속도 분포는 케이스별로 거의 차이가 없다.

2. 후속 연구

따라서 랙의 배치를 포함한 위의 조건들이 변경되면 결과도 달라질 수 있으므로 각 케이스 별로 검토할 필요가 있다.

본 연구의 결과를 토대로, 금후에는 서버 배기와 냉각공기의 혼합을 억제할 수 있는 급․배기 방식의 개발에 대한 연구를 진행하고자 한다.

▼출처 및 바로가기 : 
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201811553395126

[논문]데이터센터의 급기온도 변화가 서버 냉각 성능에 미치는 영향에 대한 연구