주관기관 (주)삼화에이스 참여기관 아이에프텍
몬트롤
전자부품연구원
한양대학교 산학협력단
정보통신기술진흥센터
산업융합원천기술개발사업
PUE 1.5이하를 위한 에너지 절감형 모듈러 데이터센터 기술 개발
Development of the Modular data center technology of
PUE less than 1.5 for Saving Energy
Ⅰ 해당 연도 추진 현황
Ⅰ 기술개발 추진 일정
일련
번호 개발 내용 추진 일정 개월 달성도
에너지 절감 모듈러 데이터 센터 요구사항 도출 및
자료조사 고밀도 확장을 위한 공간 효율성 분석 및
모듈러 기술 쿨링시스템 기술
설계
공조 에너지 최적화 및 효율적 온도관리 기술
설계 장비 전력 모니터링을 위한 모듈러 설계 고효율 그린 시스템 제어를 위한 미들웨어
설계
시스템 동시 제어를 위한 가상화 프레임워크 핵심
모듈 고신뢰 고효율 고밀
도 전력공급장치 개발
실시간 전력모듈 핫 스왑 및 병렬운전
기술 개발 장치 및 설비지원 관리 통합 시스템
기술 설계 데이터센터 상호 연계 자원관리 및 운영기술
설계
모듈러 데이터센터 에너지 효율 측정 및 관리 기술
설계
데이터센터 기구물 및 설비구조 최적화
설계
당초계획 개발내용
구분 당해연도 당초계획 진도실적
목 표
모듈 상면 수직 확장 입체 증설이 가 능한 이하의 한국형 에너지 절감 모 듈러 데이터센터 아키텍처 개발 및 핵심 기 술을 설계함
차년도는 모듈 상면 수직 확장 입체 증설이 가능한 이하의 한국형 에너 지 절감 모듈러 데이터센터를 위한 다음의 연구 및 개발을 수행함 수행
모듈러 데이터센터 인프라 구조 설계
스마트 구조 및 제어시스템 개발
단일 모듈형 상 개발
인프라 관리를 한 공통 제어 설계 및 개발
모듈형 데이터센터 스마트 관제 기술 개발추진 실적
주관기관(삼화에이스)
국내 환경 적합형 모듈러 인프라 설계
고밀도 확장을 위한 공간 효율성 분석 및 모듈러 Frame 기술
‐ 모듈러 간 상호연결 및 확장성을 고 려한 구조 설계
고밀도 확장을 위한 공간 효율성 분석 및 모듈러 Frame 기술(100% 수행)
‐ 모듈러 간 상호연결 및 확장성을 고 려한 구조 설계
공간 효율 모델링을 위한 설계 확장성을 위한 건축 유로 풍도 검토 안 설계도면 작성 및 기류 시뮬레이션 모듈러 간 설비 상호연결 설계
설비의 확장연결 방안 및 모듈형 의 설치 계획 안 설계 확장성을 고려한 모듈러 설계
사출 코너 연결 몰드 금형제작 알륨늄 중간바 코너바 금형제작
․ 사출중간바 고정 금형제작
스마트 설계
Self-Intelligence 쿨링시스템 기술 설계
‐ 200kW/Rack 열량 냉각을 위한 쿨링 (Cooling) 최적화 설계
‐ 고효율 송풍기, 열교환기 냉각 시스 템 최적화 기술 설계
‐ 패키지 타입 외기 냉방 및 냉각시스 템 이코노마이저를 위한 장비 설계
Self-Intelligence 쿨링시스템 기술 설계 (100% 수행)
‐ 200kW/Rack 열량 냉각을 위한 쿨링 (Cooling) 최적화 설계
직접식 간접식 외기 냉방 방식의 대안 정립
‐ 고효율 송풍기, 열교환기 냉각 시스 템 최적화 기술 설계
모터가 적용된 고효율 직결형 송풍 기를 사용 특허된 풍량 제어 기술을 적용
Ⅰ 해당 연도 추진 실적
하여 에너지 동력 사용량 시뮬레이션 타원형 코일을 적용하여 송풍기 정압을 저감
‐ 패키지 타입 외기 냉방 및 냉각시스 템 이코노마이저를 위한 장비 설계
대안별 시스템 설계 직접식 외기냉방 시스템
간접식히트파이프 간접 증발 냉각기 적용 직접식 외기냉방 시스템
공조 에너지 최적화 및 효율적 온도 관 리를 위한 최적 설계
‐ 모듈형 데이터센터의 시뮬레이션 검증 을 통한 최적의 공기유동 설계
‐ 쿨링 최적 사이클 구현 및 효율적 온 도관리를 위한 제어로직 H/W 설계
CRAC 단위에서의 에너지 소비 예측 정 밀도 향상을 위한 rack
공조 에너지 최적화 및 효율적 온도 관 리를 위한 최적 설계(100% 수행)
‐ 모듈형 데이터센터의 시뮬레이션 검증을 통한 최적의 공기유동 설계
공조에너지의 균형 및 분산을 예측하여 효율적인 유로 설계
평면 상면으로 확장을 고려한 외기와 배 기의 유로 구성에 따른 대안별 설계도면 및 시뮬레이션 수행
냉기 열기 통로 차폐 방식과 환기 덕트 등의 최적화 설계
대안별 설계도면 작 성 및 시뮬레이션 수행
‐ 쿨링 최적 사이클 구현 및 효율적 온도 관리를 위한 제어로직 H/W 설계
보드설계 및 개발 수행 보드 설계 및 개발 다양한 통신 미디어 지원 공통 플렛폼 기반 로직 준비
기반
기본 입출력 테스트 완료 개발 중
[CRAC I/O BOARD ]
CRAC 단위에서의 에너지 소비 예측 정
밀도 향상을 위한 rack(100% 수행)
‐
모듈형 데이터센터의 server rack 모 사를 위한 rack simulator 개발
‐ 모듈형 데이터센터의 server rack 모사를 위한 rack simulator 개발
∙ 실험시 의 에너
지 성능 예측 정밀도를 향상하기 위
한 개발
참여기관 1 (전자부품연구원)
모듈형 데이터센터 장비 전력관리 및 전력 인프라 기술 설계
Rack 단위 IT 장비 전력 모니터링을 위 한 모듈러 PDU 설계
‐ Rack 공간 고려의 모듈러 PDU 시스 템 H/W 규격 설계
‐ Hall Sensor 기반의 소비전력 측정 모듈 설계
Rack 단위 IT 장비 전력 모니터링을 위 한 모듈러 PDU 설계(100% 수행)
‐ Rack 공간 고려의 모듈러 PDU 시스템 H/W 규격 설계
구조 분석을 통한 기구 구조 설계
방식 선정 및 요구 기능 분석
전원 공급에 따른 제품 전기적 물리적 안정성 분석
전원 이중화가 가능한 구조의 모듈러 시제품 설계
‐ Hall Sensor 기반의 소비전력 측정 모듈 설계
콘센트 개별 전력측정 회로 설계 회로 구성에 따른 구성요소
선정
기반의 전력 측정 및 처리를 위
한 설계
단위 온습도 모니터링 모듈 설계 및 제작
고효율 그린 시스템 제어를 위한 미들 웨어 및 가상화 프레임워크 설계
‐ 전력 인프라 HW를 위한 공통 미들 웨어 플랫폼 설계
‐ 모듈러 데이터센터 통합관리를 위한 TI OMAP 기반 내장형 시스템 설계
고효율 그린 시스템 제어를 위한 미들웨어 및 가상화 프레임워크 설계(100% 수행)
‐ 모듈러 데이터센터 통합관리를 위한 TI OMAP 기반 내장형 시스템 설계 및 프로토타입 개발
전력 인프라를 위한 상태 감시 및 제어 인
및 프로토타입 개발
‐ 전력 인프라 내장형 HW에서 다수의 제어시스템 간 실시간 제어를 위한 데드라인 기반 VMM 스케줄러 설계 및 프로토타입 개발
‐ 전력 인프라 내장형 HW를 위한 가 상화 프레임워크 코어 설계
‐ 모듈러 데이터센터 관리를 위한 통 합 관리형 미들웨어 설계
터페이스 규격 설계
모듈러 데이터센터 통합관리를 위한 차 프로토타입 시스템 개발
‐ 모듈러 데이터센터 관리를 위한 통합 관리형 미들웨어 설계
[모듈러 데이터센터 관리를 위한 통합형 미들웨어]
확장성을 고려한 미들웨어 코어 엔진 설계 통합형 코어 엔진 연동을 위한 인터페이스
설계
통합형 미들웨어를 위한 표준 규격 모듈 설계
모듈러 데이터센터 모니터링을 위한 설계
통합형 미들웨어의 고신뢰 기반 관리를 위 한 가상 이중화 설계
모듈러 데이터센터 통합관리를 위한 차 프로토타입 시스템에 탑재 시험
‐ 전력 인프라 HW를 위한 공통 미들 웨어 플랫폼 설계
등 전력 인프라 제어시
스템을 위한 설계
등과 같은 전력 인프라 제 어를 위한 공통 미들웨어 설계
다양한 전력 인프라 인터페이스를 위 한 프로토콜 레이어 설계
‐ 전력 인프라 내장형 HW를 위한 가 상화 프레임워크 코어 설계
전력 인프라 내장형 시스템의 가상화 를 위한 내장형 기반의
가상화 프레임워크 코어 설계
전력 인프라 다수의 제어를 위한 기반 가상화 핵심 코어 개발
‐ 전력 인프라 내장형 HW에서 다수의
제어시스템 간 실시간 제어를 위한
데드라인 기반 VMM 스케줄러 설계
및 프로토타입 개발
개발 모듈러 데이터센터 통합관리 시스템 및 전력 인프라 를 위한 실시간 제어 기술 개발
데드라인 기반 실시간 처리를 위한 스케줄러 설계
차 프로토타입 전력 인프라 및 통합 관리 시스템 포팅 및 검증
참여기관 2 (아이에프텍)
모듈형 데이터센터 전력 인프라 기술 설계
모듈형 고신뢰/고효율/고밀도 전력공급 장치(UPS/에너지저장 장치) 개발
‐ 고효율 단일 모듈 UPS 설계 및 제작
‐ 단일 모듈 3상 UPS 알고리즘 개발
‐ 단일 모듈 UPS 실험 검증
모듈형 고신뢰/고효율/고밀도 전력공급장 치(UPS/에너지저장 장치) 개발(100% 수행)
‐ 고효율 단일 모듈 UPS 설계 및 제작
입출력에 최적의 설계 및 제작 입력전류왜율과 인버터 출력전압 왜율을 최소화 할 수 있는 회로정수 도출단일 모듈용 설계 및 제작
고성능 비트 를 이용한 회로 설계 제작
성능 향상을 위해 컨버터인버터를 개별 제어 할 수 있는 보드 설계제작 단일 모듈 설계 및 제작
구동 게이트 드라이버 설계제작 컨버터 인버터용 설계제작
용 파워보드 필터보드 설계제작 설계 및 제작
충 방전용 설계제작 충방전 시퀀스를 고려한 설계
‐ 단일 모듈 3상 UPS 알고리즘 개발
스위칭 손실을 최소화 할 수 있는 스위칭 기법 연구컨버터 역률 제어 구현
인버터부 형
레벨 인버터 채용 및 스위칭 기법 구현 성능이 우수한 컨버터 인버터 제어 알고 리즘 개발
컨버터부 단일 전압 전류 제어기 구현 인버터부 비례 공진 전압제어기 구현
컴퓨터 가상실험 을 통한 개발 알고리즘 검증
을 통한 모듈 회로 구현 가상실험을 통해 컨버터 인버터 제어 알 고리즘 검증 입력 전류 및 출력전압 왜율 도출
‐ 단일 모듈 UPS 실험 검증
단일 모듈 충전부 제어알고리즘 실험 검증 역률 제어 및 입력전류 왜율 대 검증 단일 모듈 인버터부 제어알고리즘 실험 검 증
인버터 출력 전압왜율 미만 검증 전체 알고리즘 실험 검증
단일 모듈 최대 효율 이상 구현
실시간 전력모듈 핫 스왑 기능 구현 및 정밀 병렬 운전 기술 개발
‐ 실시간 전력모듈 핫 스왑 기능 구현 이 가능한 회로 설계 및 제작
‐ 에너지 저장장치(ESS) 개발전략 설 정 및 알고리즘 도출
‐ 충전기 및 인버터 정밀 병렬 운전 알고리즘 개발
실시간 전력모듈 핫 스왑 기능 구현 및 정밀 병렬 운전 기술 개발(100% 수행)
‐ 실시간 전력모듈 핫 스왑 기능 구현 이 가능한 회로 설계 및 제작
입력 배터리 출력회로에 핫 스왑 기능이 가능한 회로 설계제작
‐ 에너지 저장장치(ESS) 개발전략 설정 및 알고리즘 도출
에너지 저장장치 개발 전략 설정 완료 전력 피크 저감을 위한 알고리즘 도출
‐ 충전기 및 인버터 정밀 병렬 운전 알고리즘 개발
통신선 방식과 비통신선 방식의 장단점 비 교 분석
혼합 제어 방식 사용 통신선 방식을 우 선제어 통신선 장애 발생시 비통신선 제 어방식 사용
참여기관 3 (몬트롤)
모듈형 데이터센터 스마트 관리 기술 개발
IT 장치 및 설비 자원 관리 통합 시스 템 기술 설계
‐ 통합시스템 관리 Structure 자료조사 분석 (Scalable, Flexible Architecture, Real-time Monitoring )
‐ 통합시스템 관리 Dashboard 로직 및
IT 장치 및 설비 자원 관리 통합 시스템 기술 설계(100% 수행)
‐ 통합시스템 관리 Structure 자료조사 분석 (Scalable, Flexible Architecture, Real-time Monitoring)
로부터 실시간 데이터
프로그램 Frame 및 Structure 설계
‐ Dashboard UI 개발
제공 받은 정보를 바탕으로
실시간 전력 습도 온도
‐ 통합시스템 관리 Dashboard 로직 및 프로그램 Frame 및 Structure 설계
장비 개별적인
장비별 를 통한 개별 접근 통합 데이터 관리의 구조 정의 및 데이터 센터의 데이터 흐름도 작성
의 로 각 장비의 데이터
에서 를 통해 의 에서
의 개별 구성 및 전체적인
별 구성
온도 습도 구성 각 장치별 시스템
‐ Dashboard UI 개발
정의 및 디자인 구성을 통한 배치 및 화면 구성 기능을 제외한 프로그래밍 개발
기능을 통한 상세 보기 및 단위 시스템 구현
모듈러 데이터센터 상호 연계 자원관리 및 운영기술 설계
‐ 모듈러 데이터 센터 상호 연계 자원 관리 및 운영기술 설계
‐ 모듈러 데이터 센터간 공유 리소스 효율적 활용 로직 설계
모듈러 데이터센터 상호 연계 자원관리 및 운영기술 설계(100%)
‐ 모듈러 데이터 센터 상호 연계 자원 관리 및 운영기술 설계
모듈러 데이터 센터간 상호 교환 데이터 정의
의 를 통한 데이터 접근
에 데이터 저장를 통한 자원 관리 를 통한 상호 연결 및
를 통한 관리 제어
별 관리를 통한 시스템 확장 플랫폼 설계
‐ 모듈러 데이터 센터간 공유 리소스 효율적 활용 로직 설계
모듈러 데이터 센터간 정의를 통하 여 데이터 공유자원 스케줄링
각 장비의 정의
를 통한 시스템간 연결고리
시스템간 를 통하여 확정
모듈러 데이터센터 에너지 효율 측정 및 관리 기술 설계
‐ 모듈러 데이터센터 에너지 효율 측 정 및 관리 기술 분석, 설계
‐ 스마트 CRAC/모듈러UPS /온습도 감 시제어/ 외기감시제어의 단위별 연 결인터페이스 프로그램 및 UI 개발
모듈러 데이터센터 에너지 효율 측정 및 관리 기술 설계(100%)
‐ 모듈러 데이터센터 에너지 효율 측 정 및 관리 기술 분석, 설계
전력 통합 계측 연산 분석 및 설계
전력 통합 계측 연산 분석 및 설계를 통한 실시간 전력 모니터링
전력 모니터링 및 분석 디자인
전체 전력 및 단위
구현
제어를 위한 데이터 산출 요소 도출 각 장비의 공통 데이터 산출
‐ 스마트 CRAC/모듈러UPS /온습도 감 시제어/ 외기감시제어의 단위별 연결 인터페이스 프로그램 및 UI 개발
장비 모니터링 통신 소 켓 개발
프로토콜 정의 확정
모니터링 통신 소
켓 개발
소켓 통신을 통하여 장비에 대한 모니 터링 데이터 수신
소켓 통신을 통하여 모니터링 데 이터 수신
참여기관 4 (한양대학교 산학협력단) 모듈형 데이터센터 설비구조 기술 설계
데이터센터 기구물 및 설비구조 최적화 설계
‐ 모듈러 내/외부 환경을 위한 구조 효율성 설계
‐ Self-Intelligence 쿨링시스템 기술 성 능예측 및 시뮬레이션
‐ 공조 에너지 최적화 및 효율적 온도 관리 기술 성능예측 및 시뮬레이션
데이터센터 기구물 및 설비구조 최적화 설계(100% 수행)
‐ 모듈러 내/외부 환경을 위한 구조 효 율성 설계
구조에 따른 유로의 대안 정립 및 최적화 설계
외기냉방 대안별로 리턴 방식에 따라 각각 개의 유로 정립
단위 모듈러 내외부 환경에 따른 구조 설계 시뮬레이션을 통한 온도 및 기류의 분포도
확인 및 최적 안 선정
‐ Self-Intelligence 쿨링시스템 기술 성 능예측 및 시뮬레이션
∙ 국부 고발열 냉방을 위한 고온수 및 제습증발냉각시스템 정립
고효율 외기냉방시스템 (고온수 및 제습 증발냉각시스템) 제어 방안 정 립 및 시뮬레이션
․ 시스템의 제어에 따른 고온수 온도 유 지 산정
․ 고온수의 온도 변화에 따른 제습시스 템의 제습제 온도 변화 추이 산정
‐ 공조 에너지 최적화 및 효율적 온도 관리 기술 성능예측 및 시뮬레이션
∙ 모듈러 데이터 센터의 발열요소 정 립 및 발열발생 패턴 예측을 통한 냉방부하 산정 프로세스 정립
장비의 배치와 공간 활용에 따른 모듈러 데이터 센터의 냉방부하 요소 정립
냉방부하의 발생 패턴 예측에 따른 냉방부 하 산정 프로세스 정립
∙ CRAH 시스템의 에너지 절감을 위한 다양한 외기냉방 시스템 구성 대안 정립에 따른 프로토타입 도출
직접식 외기냉방 시스템 히트 파이프를 적용한 간접식 외기냉방 시스템 회전식 열교환기를 적용한 간접식 외기냉방시스템 에 대한 구성요소의 모델 산정 및 프로토 타입 도출
CRAC 구성 대안별 제어 방안 수립 및 자동 제어 시퀀스 정립
CRAH 대안별 월별 냉각코일 부하 및 연간 에너지 성능 시뮬레이션
Ⅱ 기술개발결과
Ⅱ 기술개발 요약
국내특허 국제특허 SCI / SSCI
국내‧외 학술지
국내‧외
학술대회 시제품 프로그램 (SW)
기타 (기술문서 TM,TD등) 출원 등록 출원 등록
7 - - - 1 1 5 15 4 21
Ⅱ 지식재산권 특허
번호 지적재산권명칭 국명
출원/등록 증빙
서류 출원인 출원일/ 유무
등록일
출원번호/
등록번호
1
CRAC 시스템 대한민국
삼화에이스
(발명자:최병남) 2014.03.06 10-2014-0026355 출원서
2
모듈러 시스템 대한민국
삼화에이스
(발명자:최병남) 2014.03.06 10-2014-0026356 출원서
3
POD 기반의 모듈형 데이터센터 및 그의 모니터링 방법 대한 민국
전자부품연구원
(발명자:김영환) 2013.09.30 10-2013-0116223 출원서
4
모듈형 데이터센터 인프라스트럭처 이상 상태 처리방법
대한 민국
전자부품연구원
(발명자:김영환) 2013.09.30 10-2013-0116225 출원서
5
이종 전원 공급이 가능한모듈형 PDU
대한 민국
전자부품연구원
(발명자:김현우) 2013.12.31 10-2013-0168083 출원서
6
무정전 전원 공급 장치 및그의 제어 방법
대한 민국
아이에프텍(주)
(발명자:홍명보) 2014.03.28 10-2014-0036519 출원서
7
무정전 전원 공급 장치 및그의 배터리 관리 방법
대한 민국
아이에프텍(주)
(발명자:홍명보) 2014.03.28 10-2014-0036521 출원서
Ⅱ 지식재산권
번호 지적재산권명칭 국명
출원/등록 증빙
서류 출원인 출원일/ 유무
등록일
출원번호/
등록번호
1
모듈러 PDU 전력측정 정보 수집 및 제어 모듈
대한 민국
전자부품연구원
(발명자:김현우) 2014.03.28 C-2014-007133 등록증
2
모듈러 PDU 온습도 정보 수집모듈
대한 민국
전자부품연구원
(발명자:김현우) 2014.03.28 C-2014-007134 등록증
3
TCP IP 소켓통신 기반의데이터 모니터링 소프트웨어 대한 민국
몬트롤(주)
(발명자:한윤종) 2014.03.27 2014-007020 접수증
4
SNMP 기반 모니터링소프트웨어
대한 민국
몬트롤(주)
(발명자:한윤종) 2014.03.27 2014-007019 접수증
번호 논문제목 저자수
(명) 게재지명 ISBN/
ISSN
게재 년월
사사 여부 SCI 저자명(공동집필자포함)
1
Application of desiccant systems for improving the performance of an evaporative cooling-assisted 100%
outdoor air system in hot and humid climates
4
Journal of Building Performance
Simulation
1940-1493 (Print), 1940-1507
(Online)
2014.03
(Accepted) O O Min-Hwi Kim, Joon-Young Park,
Jun-Seok Park, Jae-Weon Jeong
2
모듈러 데이터 센터에 적용된 다양한 외기냉방 시스템의 급기 조건 및
지역별 에너지 절감효과 분석 3 대한건축학
회논문집 1226-9093 2014.02
(Submitted) O
×
함상우, 김민휘, 정재원
Ⅱ 논문게재 발표실적 가 전문학술지
나 학술대회
번호 논문제목 저자수
(명) 학술대회명 개최년월 권 (Vo1.)
수록면 (PP.)
발표자명(공동집필자포함) 개최국
1
Control Strategies for the Desiccant and Evaporative Cooling assisted 100%
Outdoor Air System 4
The 2nd Asian Conference on Civil,
Material and Environmental Sciences
2013.11
1 213-216 Min-Hwi Kim, Hong-Jae Cho,
Sang-Woo Ham, Jae-Weon Jeong 일본
2
에너지 절감형 데이터센터 구축을 위한 에너지 절감 기술동향 및 스마트 PDU 연구
3 2013 전력 및 IT 제주컨퍼런스
2013.08
1 47-49 대한민국
김현우, 손재기, 김영환
3
모듈러 데이터센터 인프라를 위한 스마트 모니터링 관리시스템 구조 설계
3 한국정보처리학회 추계학술대회
2013.11
2 26-29 대한민국
이우승, 김현우, 김영환
4
데이터센터 외기냉각 시스템의
실험적 연구 8 대한설비공학회
동계학술발표대회
2013.11
1 139-143 대한민국
최병남
5
제습 증발냉각기반 전외기 공조시스템의 여름철 운전성능 실증
3 대한건축학회 추계학술발표대회
2013.10
1 331-332
김민휘, 박준영, 정재원 대한민국
구분 시제품 비 고
시제품 금형
확장성을 고려한 모듈러 Frame 금형 사진
삼화 에이스 [코너 연결 몰드 금형] [압출 코너바 금형]
[압출 중간바 금형] [사출 중간바 연결 몰드 금형]
시제품
확장성을 고려한 모듈러 Frame 시제품 사진
삼화 [코너 연결 몰드 사진] [압출 코너바 사진] 에이스
[압출 중간바 사진] [사출 중간바 연결 몰드 사진]
시제품
스마트 CRAC H/W 보드 제작
삼화 에이스 [Base Module]
[RTD Module] [Universal IO Module]
