데이터센터 에너지절감 공조시스템의 경제성 평가

Abstract

There is a growing demand for the data center due to the rapid growth of information and technology industry. As a result, the power consumption of these data centers has been growing by 45 percent per annum. 50 percent of the power consumption at the data centers are utilized to make the cooling energy. Of this, 30 percent is wasted due to the inefficiency of cooling installations. To resolve this issue, many research and development projects are currently under progress for saving the energy.

On that account, the objective of this study is to verify the saving effect through the economic feasibility analysis on the newly developed cooling systems and the conventional cooling systems. Moreover, this study also aims to verify the energy saving effect and CO2 emission reduction effect by comparing CO2 emission in relation to energy consumption.

The procedure of this study is as follows: 1) theoretical review, 2) assumptions for economic feasibility analysis, 3) energy saving assessment through economic feasibility analysis, 4) CO2 emission reduction assessment based on CO2 emission cost, 5) sensitivity analysis and 6) final conclusion deduction.

As a result of the economic feasibility analysis, the machine type air conditioning system had a saving effect of 13.62 percent as compared with the conventional air conditioning system, whereas the air side economizer system had a saving effect of 14.56 percent and the air & water side economizer system had a saving effect of 12.13 percent. Also, the water side economizer system had a saving effect of 18.09 percent and the multi air conditioning system had a saving effect of 32.09 percent.

As a result of the CO2 emission analysis, the machine type air conditioning system had a reduction effect of 0.73 percent as compared with the conventional air conditioning system, whereas the air side economizer system had a reduction effect of 0.93 percent and the air & water side economizer system had a reduction effect of 0.83 percent. Also, the water side economizer system had a reduction effect of 0.96 percent and the multi air conditioning system had a reduction effect of 1.87 percent.

The analysis result of this study implies that the data centers would be able to reduce the energy consumption and CO2 emission through the energy-saving type air conditioning system developed in this study.

It would be possible to achieve an energy saving effect with higher efficiency if a follow-up study could be performed on the power consumption of computing system in a server room. Furthermore, it would also be possible to make a large contribution to the energy reduction at the data centers if this study could be extended to the other countries where electricity charge is relatively high.|IT산업의 성장에 따라 수요가 늘고 있는 데이터센터의 전력사용이 매년 45%씩 급증하고 있다. 데이터센터 전력사용의 50%는 냉방에너지를 만들기 위해 사용되며, 이 중 30% 냉방설비의 효율에 의해 낭비 되고 있다. 이를 해결하고자 에너지절감을 위한 연구 및 냉방시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다.

따라서, 본 연구에서는 에너지절감을 위해 개발된 냉방시스템들과 기존 냉방시스템의 경제성 분석을 통해 절감효과를 확인하고, 에너지사용에 대한 CO2 배출을 비교하여 에너지 절감 및 CO2 배출감소에 대한 검증을 목표로 하고 있다.

연구의 진행 절차로는 1)이론적 고찰, 2)경제성분석을 위한 가정사항, 3)경제성분석을 통한 에너지절감 평가, 4)CO2 배출비용에 따른 CO2 배출 감소 평가, 5) 민감도분석, 6) 최종 결론 도출로 이어진다.

경제성 분석결과 기존 공조시스템 대비, 기계식 공조시스템(Machine system) 13.62%, 외기냉방 공조시스템(Air Side economizer system) 14.56%, 외기냉수 공조시스템(Air & Water side economizer system)이 12.13%, 수냉식 공조시스템(Water side economizer system)이 18.09%, Multi 공조시스템(Multi system)이 32.09%의 절감효과를 보였다.

CO2 배출 결과 기존시스템 대비, 기계식 공조시스템(Machine system) 0.73%, 외기냉방 공조시스템(Air Side economizer system) 0.93%, 외기냉수 공조시스템(Air & Water side economizer system)이 0.83%, 수냉식 공조시스템(Water side economizer system)이 0.96%, Multi 공조시스템(Multi system)이 1.87%의 감소 효과를 보였다.

본 연구의 분석결과에 따라, 에너지절감 공조시스템을 통해 데이터센터의 에너지절감 및 CO2 배출 감소를 할 수 있을것으로 기대된다.

향후, 서버 룸의 전산장비에 전력사용 부분을 추가하여 연구를 진행한다면, 보다 효율이 높은 에너지절감 효과를 낼 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 전기세가 비교적 높은 국외를 대상으로, 연구를 확장한다면 데이터센터의 에너지절감에 대한 많은 기여를 할 수 있을 것으로 사료 된다.