October 27, 2025
대규모 데이터 흐름이 클라우드로 흘러들어 급속한 디지털 경제 성장을 촉진함에 따라 데이터 센터는 전 세계적으로 확산되고 있습니다. 그러나 이러한 시설을 지원하는 엄청난 컴퓨팅 성능은 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 효율적인 열 방출은 지속 가능한 데이터 센터 운영을 위한 중요한 과제로 대두되었습니다. 오랫동안 물 사용량 논란으로 여겨졌던 냉각탑은 적절하게 구현될 경우 실제로 친환경 데이터 인프라에 기여할 수 있는 필수 구성 요소로 재평가되고 있습니다.
데이터 센터 냉각 솔루션은 시설 규모, 컴퓨팅 요구 사항, 지역별 에너지 비용, 데이터 로드 밀도 등 여러 요소에 따라 크게 달라집니다. 기본 냉각 접근 방식은 다음과 같습니다.
운영자는 냉각 솔루션을 선택할 때 운영 비용과 환경 영향을 모두 고려해야 합니다. 이러한 결정을 내리는 데 도움이 되는 두 가지 주요 지표는 IT 장비 사용량(1.0이 이상적임)을 기준으로 총 에너지 소비를 측정하는 전력 사용량 효율성(PUE)과 냉각 시스템 물 소비량을 평가하는 물 사용량 효율성(WUE)입니다.
냉각탑은 증발을 통해 물을 소비하지만 업계 전문가들은 이것이 더 광범위한 에너지 시스템에 미치는 영향을 평가해야 한다고 주장합니다. Swanson Rink의 기계 엔지니어링 부사장인 Tim Chiddix는 냉각 기술을 선택하려면 기후 조건, 에너지 인프라 및 운영 요구 사항을 고려한 현지화된 분석이 필요하다고 강조합니다.
종합적인 평가에서는 전체 에너지 사슬에 걸쳐 물 소비량을 고려해야 합니다. 석탄 시설과 같은 전통적인 발전소는 발전 중에 상당한 양의 물을 소비합니다. 공냉식 시스템은 현장 물 사용량을 줄이는 반면, 높은 에너지 수요로 인해 발전 시설의 물 소비량이 간접적으로 증가합니다. 많은 경우 기계식 증발식 냉각 시스템은 공냉식 대안에 비해 전반적인 효율성이 뛰어납니다.
예를 들어, 연간 1MW를 소비하는 공냉식 시스템과 분당 3,000갤런의 물 소비량으로 0.5MW를 사용하는 수냉식 시스템은 덜 효율적인 공냉식 옵션의 추가 발전 요구 사항을 고려할 때 실제로 더 많은 물을 절약할 수 있습니다.
Chiddix와 Brook Zion이 공동으로 작성한 백서 "덴버, 피닉스, 로스앤젤레스의 데이터 센터 물 사용량: 주요 그림"에서는 개별 시설의 물 소비량을 줄이면 실제로 지역 물 사용량이 감소하는지 여부를 조사했습니다. 연구에 따르면 물의 탁월한 열 전달 능력은 공기보다 냉각에 더 효율적이라는 사실을 발견했습니다. 그러나 효율성은 건조한 지역이 가장 큰 혜택을 누리는 기후에 따라 다릅니다.
연구원들은 국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory)의 지역 그리드 물 강도 데이터를 통합하면서 3개 도시에 있는 1,500kW 샘플 데이터 센터를 분석하면서 표준 수냉식 냉각기, 공냉식 냉각기 및 증발 냉각이라는 세 가지 시스템을 비교했습니다. 결과에 따르면 공냉식 시스템에는 훨씬 더 많은 에너지가 필요했으며(덴버의 경우 연간 4,663,740kWh, 수냉식 시스템의 경우 1,610,748kWh) 거의 모든 물 소비가 제거되기보다는 발전 시설로 이동했습니다.
Chiddix는 현장 물 및 에너지 사용 감소를 의무화하는 선의의 현지 규정이 발전 영향을 고려할 때 총 자원 소비를 의도치 않게 증가시킬 수 있다고 경고합니다. 수냉식 시스템은 종종 기계적 냉각 없이 차가운 실외 공기를 활용하여 물을 냉각시키는 "자유 냉각"(또는 물측 이코노마이저) 모드를 통합할 때 더 효율적인 것으로 입증되어 잠재적으로 유리한 조건에서 에너지 요구를 75% 이상 줄일 수 있습니다.
가변 흐름 기술을 사용하면 운전자는 서늘한 계절에 냉각탑의 물 흐름을 줄일 수 있으며 팬 속도를 조절할 수 있어 에너지를 추가로 절약할 수 있습니다. 모듈식 냉각탑 설계는 자본 및 운영 비용을 제어하면서 서버 성장에 맞춰 용량을 확장할 수 있어 추가적인 이점을 제공합니다. 조립식 모듈형 시스템은 또한 시간에 민감한 데이터 센터 프로젝트에 중요한 보다 빠른 배포를 지원합니다.
데이터 센터가 전 세계적으로 계속 확장됨에 따라 냉각 솔루션을 종합적으로 평가하려면 직간접적인 리소스 소비를 모두 고려해야 합니다. 시스템 수준의 관점에서 적절하게 구현되면 수성 냉각 솔루션은 탁월한 효율성을 제공하여 에너지와 수자원을 모두 보존하는 동시에 지속 가능한 디지털 인프라 개발을 지원할 수 있습니다.
