[탐방] 펌프 솔루션 글로벌 기업 윌로펌프

[투데이에너지 임자성 기자]

수도권 전력 계통이 포화 상태에 이르면서 데이터센터 산업이 구조적 한계에 부딪히고 있다. 신규 인허가 절차는 강화되고, 전력계통 영향평가와 분산에너지 관련 규제는 인프라 구축의 진입 장벽으로 작용하고 있다. 여기에 전력 요금 상승까지 겹치며 데이터센터 운영 환경은 빠르게 악화되고 있다. 이제 데이터센터에서 전력은 단순한 비용 요소가 아니다. 사업의 존립을 좌우하는 핵심 변수이며, 특히 전체 전력의 약 40%를 차지하는 냉각 시스템은 경쟁력을 결정짓는 전략 자산으로 부상했다.

‘공기’로는 더 이상 감당할 수 없다

AI와 고성능 컴퓨팅의 확산은 데이터센터의열 환경을 근본적으로 바꿔놓고 있다. 과거 서버 랙당 전력 밀도는 약 5kW 수준이었지만, 현재는 50kW를 넘어섰고 100kW 시대를 향하고 있다. 이는 곧 열 발생량의 폭증을 의미한 다. 기존 공랭식 냉각은 이러한 환경에서 물리적 한계에 직면한다. 공기는 열 전달 효율이 낮아 동일한 열량을 제거하기 위해 과도한 에너지를 요구한다.

냉각을 위해 더 많은 전력을 소비하는 구조는 더 이상 지속 가능하지 않다. 그렇다고 모든 시스템을 즉시 액체 냉각으로 전환하기에는 현실적 제약이 크다. 기존 인프라와의 호환성, 투자 비용, 그리고 누수 리스크는 여전히 해결해야 할 과제다.이러한 구조적 한계를 해결하기 위한 해법으로, 윌로펌프는 냉각 방식의 전환이 아닌 ‘유량 제어 중심의 냉각 전략’을 제시하고 있다.

냉각의 본질은 단순히 온도를 낮추는 것이 아니라, 열을 얼마나 효율적으로 이동시키느냐에 있다. 즉, 냉각 성능은 결국 유체의 흐름을 얼마나 정밀하게 제어하느냐에 의해 결정된 다. 윌로펌프는 이 지점에서 펌프를 단순한 이송 장치가 아닌, 시스템 전체의 에너지 흐름을 제어하는 핵심 장치로 재정의하고 있다.

윌로펌프의 스마트 펌프 솔루션은 고효율 EC 모터와 인버터 기술을 기반으로 한다. 이 시스템은 데이터센터의 실시간 부하 변화에 맞춰 펌프의 회전수를 정밀하게 조절한다. 이러한 제어는 유체역학의 상사 법칙에 기반한 다. 펌프의 소비 전력은 회전수의 세제곱에 비례하는 특성을 가지며, 이는 소폭의 속도 조절 만으로도 큰 에너지 절감 효과를 만들어낸다.

데이터센터가 대부분의 시간을 부분 부하 상태에서 운영된다는 점을 고려하면, 이러한 제어 방식은 구조적인 에너지 절감 수단이 된다. 윌로의 스마트 펌프는 기존 정속 펌프 대비 평균 20~40%의 전력 절감을 가능하게 하며, 이는 PUE 개선의 핵심 변수로 작용한다.

“속도 20%가 전력 50%를 바꾼다”

윌로펌프의 데이터센터 담당 부서 총괄인 이광섭 이사(BSC 부문 부문장)는 기술의 핵심을 ‘정밀 제어’ 로 설명한다. “데이터센터는 부하 변동이 큰 환경이기 때문에 기존 정속 펌프는 불필요한 에너지 소비가 발생할 수밖에 없다. 윌로의 스마트 펌프는 실시간 수요에 맞춰 회전수를 조절함으로써 이러한 비효율을 제거한다.”

그는 이어 “펌프 전력은 회전수의 세제곱에 비례하기 때문에 회전수를 20%만 줄여도 이론적으로 약 50%의 전력 절감이 가능하다”라며 “실제 운영 환경에서도 평균 20~40% 수준의 절감 효과가 나타나며, 이는 데이터센터 에너지 효율을 좌우하는 결정적인 요소”라고 강조했다.

또한 이 부문장은 초기 투자비 회수(ROI)를 넘어선 장기적인 운영 이익의 중요성도 함께 언급했다. “데이터센터는 365일 고부하로 가동되는 특성상, 스마트 펌프 도입으로 누적되는 전력비 절감 총량은 시간이 흐를수록 초기 투자비 차이를 크게 상회하게 된다”라며, “실시간 모니터링을 통한 사고 예방 효과 까지 고려한다면 윌로의 솔루션은 운영 비용 절감과 인프라의 안정성을 동시에 확보하는 가장 합리적인 경제적 선택이 될 것”이라고 덧붙였다.

유량·압력 균형은 시스템 안정성 좌우 

윌로펌프의 경쟁력은 에너지 효율에만 머물지 않는다. 수냉식 시스템에서 가장 중요한 안정성 문제 역시 핵심 기술 영역이다. 윌로의 차압 제어 기술은 공급측과 환수측의 압력 차이를 실시간으로 감지하고 이를 일정하게 유지한다. 이를 통해 배관 내 압력 변동을 최소화하고, 수격 현상으로 인한 누수 리스크를 근본적으로 차단한다.

특히 하이브리드 냉각 환경 에서 이러한 제어 기술은 필수적이다. 고발열 구간에는 액체 냉각을 적용하고, 나머지 구간은 공랭을 유지하는 구조에서 유량과 압력의 균형은 시스템 안정성을 좌우하는 핵심 요소다.

윌로펌프의 기술력은 실제 데이터센터 프로젝트에서 검증되고 있다. 경기도 고양시에 구축된 하이퍼 스케일 데이터센터에는 윌로의 스마트 펌프 솔루션이 적용됐다. 이 프로젝트에서 윌로는 인버터 일체형 인라인 펌프를 통해 서버 부하에 따른 유량 제어를 구현했다. 별도의 인버터 패널 없이도 정밀 제어가 가능해 공간 활용도를 높였으며, 불필요한 전력 소모를 효과적으로 줄였다.

그 결과 해당 데이터센터는 PUE 1.1~1.2 수준의 높은 에너지 효율을 달성했다. 이는 단순한 장비 성능을 넘어, 설계 단계에서부터 부분 부하 조건을 반영한 윌로의 정밀 사이징 기술이 만들어낸 결과다.

8MW CDU와 윌로의 글로벌 전략 

데이터센터 냉각 기술의 경쟁은 이제 대형화와 통합화로 이어지고 있다. 윌로는 글로벌 파트너십을 통해 단일 CDU 기준 최대 8MW급 냉각 용량을 구현하며 시장을 선도하고 있다. 이러한 대형 집약형 구조는 기존 분산형 시스템 대비 설치 면적을 줄이고 배관 설계를 단순화한다. 이는 도심형 데이터센터에서 공간 활용도를 극대화하는 중요한 경쟁력으로 작용 한다.

또한 윌로는 글리콜과 같은 특수 냉각 유체 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있도록 특수소재와 정밀 유압 설계를 적용하고 있다. 여기에 펌프 데이터를 기반으로 한 예측 유지보수 기술까지 결합되면서, 데이터센터 운영은 사후 대응이 아닌 사전 예방 중심으로 전환되고 있다.

냉각을 제어하는 기업이 경쟁력을 만든다

데이터센터 산업은 이제 새로운 기준 위에 서 있다.과거에는 얼마나 많은 서버를 운영할 수 있는지가 경쟁력이었다면, 이제는 얼마나 효율적으로 이를 냉각할수 있는지가 핵심이다. 전력 한계와 비용 상승이라는 구조적 압박 속에서, 냉각 효율은 곧 수익성과 직결된다. 그리고 이 효율을 결정짓는 핵심은 유량과 압력을 정밀하게 제어하는 기술이다. 윌로펌프는 이러한 변화 속에서 펌프를 단순한 장비가 아닌, 데이터센터 에너지 효율을 좌우하는 핵심 인프라로 끌어올리고 있다.

결국 AI 시대 데이터센터의 경쟁력은 보이지 않는 흐름을 얼마나 정교하게 제어하느냐에 달려 있으며, 그 중심에서 윌로펌프의 역할은 더욱 확대되고 있다. 특히 한국의 분산에너지 활성화 특별법 등 정부의 에너지 효율 가이드라인에 부합하는 이러한 고효율 기술은 향후 데이터센터 인허가 및 전력 우선 배정 과정에서 핵심적인 가산점 요인이 될 것으로 전망된다

[기업 소개]

윌로펌프㈜는 에너지 효율성과 지속 가능성을 향상시키는 펌프 솔루션의 글로벌 선도 기업 윌로 그룹의 한국 법인이다. 독일 도르트문트에 본사를 둔 글로벌 우수 엔지니어링 전통을 바탕으로 빌딩, 수처리, 데이터센터 등 다양한 분야에 고성능 제품을 공급하고 있다.

용어설명 

• PUE(전력사용효율) = 데이터센터 총 전력 소비량을 IT 장비 전력 소비량으로 나눈 값
• 상사 법칙(Affinity Laws) = 펌프 회전수와 소비 전력 간의 물리적 관계를 정의한 법칙
• 차압 제어(Delta P Control) = 시스템 공급측과 환수측의 압력 차이를 실시간 감지해 일정하게 유지 하는 기술
• CDU(냉각 배분 장치) = 냉각 유체를 서버 랙으로분배하고 온도를 조절하는 장치
• DLC(직접 액체 냉각) = 냉각액을 서버 내부 열원에 직접 흐르게 하여 식히는 고효율 방식
• 수격 현상(Water Hammer) = 유체 속도가 갑자기 변할 때 발생하는 충격 압력
• 글리콜(Glycol) = 결빙 방지를 위한 냉각 매체
• 예측 유지보수(Predictive Maintenance) = 데이터 분석으로 고장 징후를 조기에 발견해 사고를 방지 하는 지능형 관리 방식
• EC 모터 = 전자적으로 제어되는 고효율 모터 하이브리드 냉각 = 공랭식(바람)과 수냉식(액체)을 섞어 효율과 안정성을 동시에 잡는 방식