세 가지 기술. 하나의 사각지대. 하나의 솔루션.

데이터 센터 업계에는 가시성 문제가 있습니다. 이사회 발표 자료나 지속가능성 위원회의 안건에 오르는 그런 종류의 가시성 문제가 아니라, 실제 현장에서 눈에 보이지 않기 때문에 발생하는 문제입니다. 예를 들어 압축 공기 누출이 발생했지만 적절한 장비를 갖춘 사람이 현장을 점검하지 않아 8개월 동안 발견되지 않는 경우가 있습니다. 또는 냉각기의 씰이 눈에 띄지 않게 손상되어 메탄보다 온실 효과가 4,000배나 강력한 냉매가 비즈니스 단지 상공의 대기로 누출되는 동안, 해당 시설의 지속 가능성 보고서에서는 재생 에너지에 대한 약속을 자신 있게 설명하고 있는 경우도 있습니다. 또한 2년 전 케이블 플로어에 밀폐 틈새가 생겼지만 이를 면밀히 점검하지 않아 발견하지 못한 채, 냉각 시스템이 필요 이상으로 30% 더 가동되는 경우도 있습니다.

냉각 시스템만으로도 일반적인 데이터 센터 전체 에너지 소비량의 최대 40~50%를 차지합니다. AI, 클라우드 및 고성능 컴퓨팅 워크로드를 지원하기 위해 시설 규모가 확대되면서 이 비율이 낮아지기는 어렵습니다. 그러나 낭비되는 에너지의 양은 크게 줄일 수 있습니다. 그 효과를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 투자 수익도 명확하게 입증할 수 있습니다.

대부분의 데이터 센터에는 이미 다양한 계측 및 모니터링 시스템이 구축되어 있습니다. 온도 센서, 전력계, 환경 모니터링 시스템, 건물 관리 플랫폼 등 현대적인 운영 센터로 유입되는 데이터의 양은 상당합니다. 하지만 이처럼 다양한 계측 시스템을 갖추고 있음에도 시설에서 발생하는 에너지 및 환경 손실 중 세 가지 유형은 지속적으로 감지되지 않고 있습니다.

첫 번째는 열 비효율입니다. 여기에는 과열 지점, 과도하게 냉각된 구역, 밀폐 틈새 및 성능이 저하된 냉각 장치 등이 포함됩니다. 일반적인 온도 센서는 특정 지점의 온도만 측정하고 넓은 영역을 측정하지 않기 때문에 이러한 문제의 정확한 위치를 파악할 수 없습니다. 센서는 설치된 지점의 온도만 알려줍니다. Flir 열화상 카메라는 시야 내 모든 대상의 온도를 실시간으로 동시에 측정하여, 지점형 센서로는 감지할 수 없는 공기 흐름의 불균형, 씰 손상 및 냉각 불균형을 파악할 수 있습니다.

두 번째는 음향 손실입니다. 압축 공기 누출, 기계적 마모 및 압력 비효율은 열 신호가 발생하지 않고 기존 경보 시스템에도 감지되지 않지만, 지속적으로 에너지를 소비하고 부품의 성능 저하를 가속하며 시간이 지날수록 상당한 운영 비용과 환경적 부담을 초래합니다. Flir의 음향 카메라는 이러한 문제에서 발생하는 초음파 음장을 시각화하여, 기존 감지 방식으로는 여러 시간이 걸릴 수 있는 넓은 영역의 검사에서도 문제를 즉시 식별할 수 있습니다.

세 번째는 가스 손실로, 환경 측면에서 가장 심각한 영향을 미칩니다. 냉각기 시스템에서 누출되는 냉매와 발전기에서 누출되는 천연가스는 기존의 어떠한 모니터링 기술로도 육안으로 확인할 수 없습니다. Flir의 광학 가스 이미징(OGI) 카메라는 이러한 누출이 규정 준수 문제나 비용 부담 또는 환경적 책임으로 이어지기 전에 카메라 화면에서 선명한 실시간 가스 플룸 형태로 시각화할 수 있는 유일한 기술입니다. 이를 통해 누출 사실을 인지하지 못해 시설의 각종 보고 자료에 조차 반영되지 않는 문제를 방지할 수 있습니다.

바로 이 세 가지 사각지대에서 에너지와 자원의 낭비가 발생합니다. Flir의 세 가지 이미징 기술은 이러한 사각지대를 해소하도록 정밀하게 설계되었습니다.

광학 가스 이미징: 보이지 않는 것을 눈에 보이게

옥상에서는 냉각기 시스템이 배관을 통해 냉매 가스를 순환시키며, 이 배관은 해마다 수천 번의 열 사이클을 거치면서 팽창과 수축을 반복합니다. 금속은 피로가 누적됩니다. 씰은 성능이 저하됩니다. 연결부는 느슨해집니다. 결국 이러한 부품에 문제가 발생하면 자연계에는 존재하지 않는 인공 화합물인 냉매 가스가 누출되며, 메탄의 약 4,000배에 달하는 지구온난화 지수로 인해 즉각적인 기후 영향을 초래합니다.

이와 함께 또 다른 과제는 주 전원으로 사용되는 발전기입니다. 전력 수요가 높은 시장에서 전력망 연결에 수년이 걸리는 경우가 늘어나면서 이러한 발전기 사용도 점점 일반화되고 있습니다. 정해진 기준치를 초과하여 운영되는 천연가스 발전기는 EPA 규정에 따라 정해진 주기마다 광학 가스 이미징(OGI) 검사를 받아야 합니다. 이러한 설비는 다른 기술로는 효과적으로 모니터링하기 어렵습니다. 가스 누출은 색과 냄새가 없으며 육안은 물론 기존 센서 기반 감지 시스템으로도 전혀 확인할 수 없기 때문입니다.

Flir의 OGI 카메라는 다른 감지 방식으로는 아무것도 감지할 수 없는 환경에서도 안전한 작업 거리에서 냉매 및 천연가스 누출을 카메라 화면에 뚜렷한 가스 플룸 형태로 즉시 시각화합니다. 기존의 화학식 가스 탐지기로는 냉각기 설비 전체나 발전기 구역을 검사하는 데 수 시간이 걸릴 수 있지만, OGI 카메라를 사용하면 단 몇 분 만에 검사를 완료할 수 있습니다. 또한 누락된 부분 없이 검사했다는 확신을 크게 높이고 누출 지점을 즉시 정확하게 파악하여 신속하게 수리할 수 있습니다.

미국의 AIM Act(미국 혁신 및 제조법)는 일정 규모를 초과하는 냉각기 시스템에 대해 매년 OGI 검사를 실시하도록 규정하고 있으며, 대부분의 데이터 센터는 이 규모 기준을 충분히 초과합니다. 그러나 보고된 환경 성과와 실제 환경 성과 간의 격차를 중요하게 생각하는 운영업체라면 규정 준수는 최종 목표가 아니라 반드시 충족해야 할 최소 기준에 불과합니다. 냉각기 인프라에 OGI 카메라를 상시 설치하여 지속적으로 감시하는 고정형 OGI 모니터링 프로그램을 구축하면 현재의 정기 검사를 지속적인 환경 정보 모니터링 프로그램으로 전환할 수 있습니다. 야간에 씰에 문제가 발생하기 시작하면 다음 연례 검사를 기다릴 필요 없이 그날 밤 바로 감지할 수 있습니다. 냉매의 손실을 방지할 수 있습니다. 탄소 배출로 인한 환경 영향도 예방할 수 있습니다. 그리고 지속가능성 보고서에도 비로소 실제 상황을 빠짐없이 반영할 수 있습니다.

광학 가스 이미징(OGI)을 통해 흔히 발견되는 문제는 다음과 같습니다.

• 냉각기 시스템, 배관 및 피팅에서 발생하는 냉매 누출은 다른 감지 방식으로는 확인할 수 없으며, 누출되는 냉매의 지구 온난화 지수는 메탄의 약 4,000배에 달합니다.
• 규정에서 정한 기준에 따라 EPA 검사 요건이 적용되는 발전기 및 관련 배관의 천연가스 누출
• 기존 경보 시스템이 작동하지 않으면서 시스템 효율을 저하시키고 에너지 소비를 증가시키는 냉각 인프라 내 압축기 및 밸브의 누출
• 반복적인 가열 및 냉각 사이클로 금속 피로와 씰 성능 저하가 발생한 노후 배관 또는 열 스트레스를 받은 배관 연결부의 냉매 누출
• 표준 검사 프로그램의 대상에는 포함되지 않지만 보고되지 않은 시설의 실제 환경 발자국을 증가시키는 냉각탑, 열교환기 및 보조 냉동 장비의 비산 배출

열화상 이미징: 에너지 이동 경로 파악

열화상 이미징은 시설 내에서 열이 어떻게 이동하는지 또는 제대로 이동하지 않는지를 정확하게 시각화하여 작업자에게 보여줍니다. 열화상 이미징을 통해 지속적으로 발견되는 비효율 문제는 구조적으로 흔히 발생하며 개선이 가능합니다.

고밀도 랙에서는 통풍구가 막히거나 공기 흐름이 고르지 않아 과열 지점이 발생할 수 있습니다. 이 경우 장비가 필요 이상으로 높은 온도에서 작동하고, 냉각 시스템은 이를 보완하기 위해 더 많이 가동되면서 추가적인 에너지를 소비합니다. 하지만 이러한 문제는 필요한 위치의 공기 흐름만 조정해도 해결할 수 있습니다. 냉각이 필요하지 않은 공간에 찬 공기가 과도하게 공급되는 과냉각 구역은 운영상 이점 없이 에너지 비용만 증가시킵니다. 케이블 개구부, 이중 바닥의 절개부 및 도어 프레임 주변의 밀폐 틈새로 인해 찬 공기와 더운 공기가 자유롭게 섞이면 핫 아일과 콜드 아일의 분리가 제대로 이루어지지 않아 냉각 시스템의 효율이 저하됩니다. 최적의 파라미터를 벗어나 작동하는 CRAC 및 CRAH 장치는 적절하게 구성된 동일한 장치보다 더 많은 에너지를 지속적으로 소비하며, 이러한 에너지 낭비는 충분히 방지할 수 있습니다.

이러한 문제는 어느 것도 일반적인 모니터링 시스템에서는 감지되지 않습니다. 경보도 발생하지 않습니다. 이러한 문제는 Flir 열화상 카메라로 발견되기 전까지 눈에 띄지 않게 지속적으로 누적되면서 상당한 비용을 초래합니다. 하지만 일단 발견되면 대부분 간단하게 해결할 수 있으며 에너지 절감 효과도 즉시 나타납니다. 냉각에 사용되는 전력 1kWh를 절감할 때마다 그만큼의 전력을 생산하거나 조달하거나 탄소 배출을 상쇄할 필요가 없어집니다. 투자자, 규제 기관 및 대중이 에너지 소비를 지속적으로 주시하는 업계에서 이는 단순한 운영 효율성 향상에 그치지 않습니다. 이는 곧 지속 가능성 측면의 성과로 이어집니다.

열화상 이미징을 통해 흔히 발견되는 효율성 문제는 다음과 같습니다.

• 고르지 않은 공기 흐름이나 막힌 통풍구로 인해 고밀도 랙 내부에 발생하는 과열 지점
• 불필요하게 과도한 냉각이 이루어지는 과냉각 구역
• 부적절한 밀폐 또는 인프라 설계로 인한 공기 흐름 불균형
• 전산실 공조(CRAC)/전산실 공기 처리(CRAH) 장치 및 열교환기의 냉각 효율 저하
• 케이블 개구부, 도어 또는 밀폐 틈새 주변에서 발생하는 열 누출

음향 이미징: 센서가 놓치는 소리 감지

열은 문제의 일부에 불과합니다. 또 다른 요소는 소리입니다. 특히 데이터 센터 인프라의 효율이 저하될 때 발생하지만 사람의 귀로는 감지할 수 없는 주파수의 소리입니다.

Flir의 음향 카메라는 압력이 가해진 시스템의 누출 및 기계적 이상으로 발생하는 초음파 음장을 시각화하고 이를 장비의 실시간 영상에 겹쳐 표시하여 각 문제의 정확한 위치를 즉시 파악할 수 있도록 합니다. 기존에는 휴대용 프로브를 들고 장비 주변을 천천히 이동하면서 누출로 인해 발생하는 희미한 소리를 확인하는 등 세심하고 체계적인 검사가 필요했습니다. 하지만 이제는 넓은 영역을 신속하게 스캔하여 단 몇 초 만에 문제를 식별할 수 있습니다.

Flir 음향 카메라를 들고 기계실에 들어간 엔지니어는 단순히 어딘가에 문제가 있을 수 있다는 막연한 판단만 가지고 나오지 않습니다. 대신 이 위치에 이러한 누출이 발생했고, 이 부품에는 이러한 마모 패턴이 나타난다는 구체적인 문제 목록을 확보할 수 있습니다. 문제가 고장으로 이어지고 에너지 낭비가 시설의 탄소 발자국에 지속적인 영향을 미치기 전에, 구체적으로 파악하여 즉시 조치를 취하고 해결할 수 있습니다.

음향 이미징을 통해 다음과 같은 문제의 위치와 규모를 신속하게 파악할 수 있습니다.

• 방치할 경우 상당한 에너지 낭비를 초래할 수 있는 압축 공기 누출
• 효율성과 환경 규정 준수 모두에 영향을 미치는 냉각 시스템의 가스 누출
• 팬, 모터 및 회전 장비의 기계적 마모 또는 마찰
• 냉각 성능에 영향을 미치는 진공 또는 압력 시스템의 효율 저하

모든 와트와 모든 분자는 중요한 신호를 전달합니다.

데이터 센터 업계는 야심 찬 지속 가능성 목표를 세웠습니다. 이러한 목표를 달성하려면 재생 에너지 인증서와 PUE 대시보드만으로는 충분하지 않습니다. 이를 위해서는 현재 눈에 보이지 않는 과열 지점을 파악하고, 누출음을 감지하며, 가스를 시각화할 수 있어야 합니다. 이러한 문제들이 모여 대부분의 시설이 아직 인식하지 못하고 있는 환경 발자국을 만들어 냅니다.

Flir의 열화상 기술, 음향 카메라 및 광학 가스 이미징(OGI)은 바로 이러한 가시성을 제공합니다. 이러한 기술은 이미 활용할 수 있습니다. 그리고 이를 도입해야 할 환경적 필요성은 그 어느 때보다 커졌습니다. 또한 대부분의 데이터 센터가 지속 가능성 보고서에서 제시하는 모습과 실제 옥상 및 기계실에서 벌어지는 상황 간의 격차도 그 어느 때보다 해소하기 쉬워졌습니다. 낭비는 이미 발생하고 있습니다. 이를 찾아내기만 하면 됩니다.