기존 6MW 수전을 받아 사용하고 있는 데이터센터에 4MW 수전용량을 추가로 증설한다고 가정하였을 때 어떤 설계 요소가 고려되어야 하는지 개략적으로 정리해 보았습니다.
- 전력 설계 (Power Design)
- 1.1 전력 용량 분석 기존 6MW 전력 인프라의 상태를 평가하고, 추가 4MW를 수용할 수 있는지 확인. - 전력 부하 계산: IT 장비, 냉각 시스템, 조명, 기타 부하를 포함한 총 전력 요구량 계산.
1.2 UPS(무정전 전원 공급 장치) 추가 전력 용량에 맞는 UPS 시스템 설계.
- 이중화(Redundancy) 설계: N+1, 2N 등 데이터센터의 Tier 수준에 맞는 이중화 구성.
- 배터리 용량 계산: 추가 전력 부하를 지원할 수 있는 배터리 용량 설계.
1.3 발전기 비상 전력 공급을 위한 발전기 용량 증설 및 배치.
- 연료 저장소 설계: 발전기 가동 시간을 고려한 연료 저장소 크기와 위치 설계.
- 자동 전환 스위치(ATS): 전력 손실 시 발전기로 자동 전환되는 시스템 설계.
1.4 전력 분배 전력 분배 장치(PDU) 설계: 추가 랙과 장비에 전력을 안정적으로 공급할 수 있도록 설계.
- 전력 케이블링: 고전압 및 저전압 케이블링 경로 설계.
- 전력 모니터링 시스템: 실시간 전력 사용량을 모니터링할 수 있는 시스템 설계.
무엇보다 중요한건 한국전력과 사전에 증설되는 용량의 전원을 추가로 더 받을 수 있는지 협의하고 그에 따른 모든 절차를 완료하는 것입니다. (전기사업법을 통해 수도권에서는 5MW 이상의 전력에 대해 한전 계통에 영향을 줄 경우 한전에서 전력 공급 거부권이 생겼다는 것 알고 계시죠?)
2. 냉각 설계 (Cooling Design)
2.1 냉각 용량 분석 추가 4MW 전력 부하로 인해 발생하는 열 부하 계산.
- 기존 냉각 시스템의 용량 평가: 추가 열 부하를 처리할 수 있는지 확인.
2.2 냉각 장치 설계 CRAC/CRAH 유닛: 추가 냉각 장치의 위치와 용량 설계.
- 공기 흐름 최적화: 핫/콜드 아일(Hot/Cold Aisle), Containment등의 설계로 공기 순환 효율 극대화.
- 냉각수 기반 시스템의 경우: 냉각수 배관 설계. 냉각탑(Cooling Tower) 용량 증설.
2.3 공조 시스템 공기 흐름 시뮬레이션(CFD, Computational Fluid Dynamics):
- 데이터센터 내부의 공기 흐름을 시뮬레이션하여 최적의 냉각 효율을 설계.
- 공기 누출 방지: 바닥 타일, 케이블 통로 등에서 공기 누출을 방지하는 설계.
2.4 에너지 효율성 고효율 냉각 장치 사용: 에너지 소비를 줄이기 위해 고효율 장비 선택.
- PUE(Power Usage Effectiveness) 목표 설정: 냉각 시스템의 에너지 효율성을 최적화.
3. 랙 및 IT 인프라 설계(Rack and IT Infrastructure Design)
3.1 랙 배치 랙 배치 계획: 추가 랙을 위한 공간 설계.
- 핫/콜드 아일 구성(Hot/Cold Aisle): 공기 흐름 최적화를 위한 랙 배치.
- 랙 밀도 설계: 랙당 전력 및 냉각 요구량 계산.
3.2 케이블 관리 데이터 및 전력 케이블링 경로 설계.
- 케이블 트레이 및 케이블 타이 설계: 케이블 정리를 위한 트레이와 타이 배치.
- 케이블 라벨링: 유지보수를 용이하게 하기 위한 라벨링 시스템 설계.
3.3 IT 장비 배치 서버, 스토리지, 네트워크 장비의 배치 계획. 장비 간 간섭 방지: 장비 간 간격과 공기 흐름을 고려한 배치.
4. 네트워크 설계 (Network Design)
4.1 네트워크 장비 스위치 및 라우터: 추가 네트워크 장비의 용량과 위치 설계.
- 네트워크 이중화: 네트워크 장애를 방지하기 위한 이중화 설계.
4.2 케이블링 광섬유 및 이더넷 케이블링 경로 설계.
- 케이블 길이 최적화: 신호 손실을 최소화하기 위한 최적의 케이블 길이 설계.
4.3 네트워크 보안 방화벽, IDS/IPS 등 보안 장비 설계.
- 네트워크 분리: 데이터센터 내부 네트워크와 외부 네트워크의 분리 설계.
5. 구조 및 공간 설계 (Structural and Space Design)
5.1 공간 최적화 추가 장비를 위한 물리적 공간 설계.
- 랙 간 간격: 유지보수와 공기 흐름을 고려한 랙 간 간격 설계.
5.2 바닥 하중 추가 장비로 인한 바닥 하중 분석.
- 바닥 강화: 필요 시 바닥 구조를 강화.
5.3 화재 방지 시스템 화재 감지 및 억제 시스템 설계. 가스 소화 시스템: 전자 장비에 손상을 주지 않는 소화 시스템 설계.
6. 에너지 효율성 및 지속 가능성 설계
6.1 PUE 최적화 전력 및 냉각 시스템의 효율성을 높여 PUE를 낮추는 설계.
6.2 재생 가능 에너지 태양광 패널, 배터리 저장 시스템 등 재생 가능 에너지 통합 가능성 검토.
6.3 모니터링 시스템 전력, 냉각, 네트워크 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있는 시스템 설계. (기존 BEMS, DCIM 연계 등)
7. 규제 및 인증 설계
7.1 데이터센터 표준 준수 TIA-942, Uptime Institute Tier 인증 등 데이터센터 표준 준수 설계.
7.2 환경 규제 소음, 배출, 에너지 사용 관련 규제 준수.
- 설계 단계의 주요 도구 AutoCAD: 데이터센터의 물리적 설계를 위한 도면 작성.
- CFD(Computational Fluid Dynamics): 공기 흐름 시뮬레이션.
- DCIM(Data Center Infrastructure Management): 데이터센터 인프라 설계 및 관리.
