데이터센터와 고성능 컴퓨팅 시스템의 발열 관리가 중요한 이슈로 떠오르는 가운데, 기존 공랭식 냉각 방식의 한계를 극복할 대안으로 ‘액침냉각’ 기술이 주목받고 있다. 액침냉각은 전자 장비를 비전도성 액체에 직접 담가 열을 효과적으로 방출하는 방식으로, 높은 냉각 효율과 에너지 절감 효과를 제공한다.

기존 공랭식 냉각 방식은 데이터센터의 요구를 충족하기 어려워지고 있다. 서버의 발열이 증가하면서 냉각을 위해 막대한 에너지가 소모되며, 이로 인해 운영 비용 증가와 탄소 배출 문제가 심각해지고 있다. 반면 액침냉각은 공기보다 열전도율이 높은 비전도성 액체를 활용해 냉각 효율을 극대화한다. 이를 통해 데이터센터의 전력 사용 효율(PUE, Power Usage Effectiveness) 개선과 운영비 절감 효과를 기대할 수 있다.

액침냉각의 원리와 유형

액침냉각은 냉각 방식에 따라 크게 단상(Single-phase) 냉각과 2상(Two-phase) 냉각으로 나뉜다.

단상 액침냉각은 냉각액이 기체로 변화하지 않고 온도만 상승하며 열을 전달한다. 광유, 합성유, 실리콘 오일 등이 사용되며, 시스템 설계가 단순하고 유지보수가 용이하다는 장점이 있다.

2상 액침냉각은 냉각액이 발열 부품에서 증기로 변한 뒤 응축 과정을 거쳐 재사용된다. 열전달 효율이 뛰어나며, 서버 온도를 더욱 낮게 유지할 수 있다. 다만, 특수 냉각액 사용으로 인해 초기 투자 비용이 높은 편이다.

이러한 방식 덕분에 액침냉각은 데이터센터뿐만 아니라 슈퍼컴퓨터, 통신 장비, 전기차 급속 충전기, 에너지 저장 시스템(ESS) 등 다양한 산업군에서 활용될 수 있다.

(자료=그로쓰리서치)

국내 기업들의 시장 경쟁 본격화

액침냉각 기술의 성장 가능성이 높아지면서 국내 기업들도 시장 선점에 나서고 있다.

GST(083450)는 국내 상장사 중 유일하게 2상 액침냉각 기술을 보유하고 있으며, 데이터센터뿐만 아니라 전기차 배터리, 에너지 저장 장치(ESS) 등으로 기술 적용을 확대하고 있다.

케이엔솔(053080)은 글로벌 액침냉각 솔루션 1위 기업인 ‘서브머(Submer)’와 협력해 단상 액침냉각 시스템을 주력으로 내세우고 있다. 유지보수 비용이 적고 경제성이 뛰어난 것이 강점이다.

워트(396470)는 반도체 제조 공정용 칠러 개발 경험을 살려 액침냉각 기술에 대한 연구를 진행 중이며, 반도체 환경 제어 시장에서 높은 점유율을 기록하고 있다.

필자인 이재모 그로쓰리서치 대표는 투자자산운용사 자격증을 보유하고 있으며, 1000개 이상의 기업을 탐방했고, 한국경제TV에 출연중이다.

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