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스페셜리포트

[DC 에너지효율화 대표기업] LG전자

외기냉수냉방설비 최적제어 ‘BMS’
디지털트윈기술 기반 최적운전 제공



LG전자는 모든 상업용 건물 및 공장의 통합 자동제어 솔루션뿐만 아니라 HVAC설비 제조와 각종 에너지 및 설비성능진단 솔루션을 제공하고 있다. 국내 데이터센터의 냉동공조관리 이슈인 △아열대 기후 △메가급 열부하 △PUE 1.3 이하 등을 대응할 수 있는 실시간 Free Cooling 지능화 자동제어, 냉수계통 최적운전 가이드&설비 성능진단 솔루션을 제공할 수 있어 국내 데이터센터업계의 솔루션시장을 선점하고 있다. 

BMS, DC 냉동공조설비 통합
LG전자의 관계자는 “데이터센터 현장에서는 Air Side와 Water Side를 분리 설계해 불필요한 제어와 에너지낭비가 진행되고 있다”라며 “LG전자 BMS 기술을 통해 자사 설비뿐만 아니라 타사 냉동공조설비까지 통합해 에너지를 절감할 수 있다”고 강조했다.

LG BMS 냉수계통 솔루션은 냉수 운전관리조건(온도, 차압) 만족과 에너지를 절감할 수 있는 최적의 운전방법을 각 열원설비 디지털트윈기술, AI기반 부하예측기술, 최적화 제어와 같은 핵심기술을 통해서 직간접적으로 제공한다. 쉽게 말해 모델예측제어방식(MPC: Model Predictive Control)을 통해 운전자가 임의로 정하는 정적인 목표설정값이 아닌 솔루션을 통해 동적으로 목표설정값을 정하는 방식이다.

데이터센터 냉동공조 운영에 있어 확실한 에너지절감 운전은 외기냉수냉방 설비를 최대한 오래 운영하는 것으로 핵심은 ‘Mix운전’에 있다. 외기냉수냉방설비와 냉동기를 혼합 운전하는 방식인 Mix운전은 냉동기를 운전하기 애매한 계절에 이뤄진다. 이때 냉동기의 실시간 상태 분석(서지분석, 최대·최소출력분석)과 지능화된 주변 밸브, 펌프제어기술들을 있어야만 가능하다. 

LG BMS 외기냉수냉방설비 제어는 Free-Cooling, Mix, Only Chiller 등 3가지 운전모드와 긴급제어로 나뉜다. 일반적으로 각 운전모드 변경시점은 운전자의 오랜 경험과 기상정보를 기반으로 임의로 결정한다. 

LG BMS 솔루션은 예측된 습구온도와 각 설비 성능분석 시뮬레이션 기법을 통한 최대출력 추정값(RT)를 기반으로 운전자에게 운전모드 추천과 시점을 제공한다. 이에 따라 365일 8,760시간 중 최대 6,500~7,500시간까지 외기냉수냉방설비가 운전될 수 있도록 지원할 수 있다.

또한 LG BMS 솔루션은 실시간 지능화 자동제어시스템, 냉수계통 최적제어 솔루션, 냉수계통 표준성능진단 솔루션 등으로 구성돼 있다. 실시간 지능화 자동제어시스템은 실시간 습구온도 분석예측을 통해 적절한 습구온도 범위도달 시 알람과 운전모드 추천서비스를 제공한다. 

냉수계통 최적제어 솔루션은 매 15분 단위로 24시간 부하예측과 각 열원설비 디지털트윈기술 기반 시뮬레이션을 통해 성능지표, 최대능력, 예상 에너지 사용량을 종합해 최적의 운전가이드를 제공한다. 

냉수계통 표준성능진단 솔루션은 디지털트윈기술을 통해 현재 습구온도, 표준 성능기준(CW37-CW32-WB27), 팬 대수 변화와 같은 다양한 조건 시뮬레이션을 통해 설비의 노후화를 정량적으로 표시할 수 있다.  

LG전자의 관계자는 “LG BMS 솔루션은 냉수계통 최적제어 솔루션, 냉수계통 표준성능진단 솔루션을 통해 에너지절감을 위한 기술을 제공하지만 결국 운전자의 손과 발끝에서 에너지절감이 이뤄진다”라며 “운전자의 에너지절감 운전과 설비성능관리에 집중할 수 있도록 LG BMS 솔루션은 운전자의 TBM 활동 효율화와 FMS를 지원하는 설비관리 솔루션을 제공한다”고 밝혔다.