(조세금융신문=김필주 기자) AI산업이 급성장하면서 데이터의 양과 질, 다양성 등을 잘 정제하는 대규모 데이터센터의 중요성도 동시에 부각되고 있다.

대규모 데이터센터의 경우 다량의 CPU?GPU를 센터 내 배치해 데이터 정제 작업을 실시하는 데 이 과정에서 엄청난 열이 발생하기에 이를 제어하기 위한 HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning, 냉난방공조) 인프라가 핵심 요소로 자리 잡는 중이다.

이 같은 상황에서 지난 2022년 10월 고성능 AI 엔진 소프트웨어를 탑재한 휘센 상업용 시스템에어컨 ‘멀티브이 아이(MultiV i)’를 출시하면서 최초 상업용 AI 탑재 HVAC를 시장에 선보인 LG전자는 지난 2025년 상반기부터 글로벌 AI 시장 내 HVAC 핵심 공급자로 떠오르고 있다.

실제 AI산업 수혜로 인해 그간 HVAC 분야를 맡았던 LG전자 H&A사업본부의 실적은 ▲2023년 매출 7조 8845억원, 영업이익 6124억원 ▲2024년 매출 8조 8211억원, 영업이익 6753억원을 각각 기록하면서 우상향했다.

지난 2024년 말 LG전자 H&A사업본부에서 HVAC 분야를 별도 분리해 신설한 ES사업본부 역시 2025년 3분기 연결기준 매출 2조 1672억원, 영업이익 1329억원을 기록하며 견조한 실적을 거둔 바 있다.

◇ LG전자 HVAC 사업, 북미에 이어 글로벌 사우스 지역으로까지 확대

LG전자 내에서 B2B 사업 핵심 중 하나로 떠오른 HVAC 분야는 북미?유럽을 중심으로 지속 확장에 나서고 있다. 이어 최근에는 성장 잠재력이 큰 글로벌 사우스(Global South, 아프리카?중남미 지역 개발도상국?신흥국 그룹) 지역에서 냉난방공조 사업 확대에 속도를 내고 있다.

구체적으로 LG전자는 지난 2025년 3월 말 싱가포르 투아스(Tuas) 지역에 건설된 축구장 약 9개 크기와 맞먹는 초대형 물류센터에 고효율 상업용 시스템 에어컨 ‘멀티브이 아이’를 공급하면서 동남아 시장 진출을 위한 교두보를 확보했다.

특히 ‘멀티브이 아이’는 싱가포르 건축청(BCA, Building and Construction Authority)이 제시한 요구조건을 입찰에 참여한 제조사 가운데 유일하게 충족시킨 제품이기도 하다.

또 LG전자는 같은해 9월 멕시코 칸쿤 지역 내 한 5성급 리조트에 500RT(냉동톤, 1냉동톤은 약 10평 규모의 냉난방을 할 수 있는 능력) 규모의 인버터 칠러를 공급하는 계약을 체결하기도 했다.

이밖에도 LG전자는 지난해 하반기 미국 하이퍼스케일 AI데이터센터에 수백억원 규모 고효율 프리쿨링 칠러 공급 계약을 체결했다. 뒤이어 같은시기 사우디아라비아의 네옴시티 내 첨단산업단지(옥사곤)에 들어설 초대형 AI데이터센터 운영사 경영진과 만나 대규모 냉각 솔루션을 공급하기 위한 업무협약(MOU)을 맺었다.

LG전자는 생산부터 판매?설치?유지보수까지 전 과정을 직접 수행하는 ‘현지 완결형’ 사업 구조를 구축해 해외시장을 적극 공략한다는 방침이다.

이를 위해 회사는 현재 한국을 포함해 북미?유럽?인도 등에서 5개의 에어솔루션연구소를 운영 중이다. 더불어 미국 알래스카, 노르웨이 오슬로, 중국 하얼빈 등 한랭 지역에 히트펌프 연구 컨소시엄을 구축해 현지 기후와 주택구조 등 환경을 반영한 고효율 공조솔루션 연구에 투자하고 있다.

또한 LG전자는 43개국 67개 지역에 HVAC 아카데미를 운영해 매년 약 3만명의 엔지니어를 양성 중이다. LG전자에 따르면 주요 국가에 위치한 HVAC 아카데미는 단순 기술교육을 넘어 냉난방공조 사업의 지역 핵심 거래선과 네트워킹을 강화하는 영업 거점으로의 역할도 수행하고 있다.

◇ LG전자 HVAC 액체냉각 솔루션, 고발열?고성능 CPU?GPU 열관리 최적

지난 2022년말 글로벌 빅테크 OpenAI가 생성형 AI ‘챗지피티(ChatGPT)’를 출시함에 따라 AI산업은 일상과 모든 산업분야에 빠르게 스며들기 시작했다.

이에 발맞춰 LG전자는 액체냉각 솔루션 등 데이터센터향 HVAC 수주를 확대하고 초대형 냉방기 칠러는 데이터센터까지 외연을 넓힌다는 전략이다. 아울러 이를 바탕으로 오는 2030년까지 매출 20조원을 달성한다는 계획이다.

LG전자 ES사업본부 관계자는 “최근 들어 데이터센터나 반도체?배터리 공장에 필요한 고성능 냉각시설 수요가 증가하면서 HVAC 제품이 AI의 후방산업에서 신규 성장 영역으로 주목받고 있다”며 “HVAC 제품은 교체 주기가 점점 늘어나는 추세고 안정적으로 운영하기 위한 관리의 중요성도 높아짐에 따라 서비스?유지보수에 대한 수요도 덩달아 증가하고 있다”고 전했다.

이어 “북미, 유럽 등 선진시장은 탈탄소, 친환경 정책에 따라 가스, 오일과 같은 화석연료 사용 규제와 함께 전기화(Electrification)의 트렌드가 중장기적으로 시장 성장의 한 축이 될 것으로 기대하고 있다”고 덧붙였다.

LG전자는 데이터센터의 효율적 열관리를 위해 CDU(Coolant Distribution Unit, 냉각수 분배 장치)를 활용해 칩을 직접 냉각하는 ‘액체냉각 솔루션’과 칠러(Chiller, 냉각기)를 이용해 데이터센터 내부 온도를 낮추는 ‘공기냉각 솔루션’을 사용하고 있다.

이중 ‘액체냉각 솔루션’은 데이터센터 내에서 고발열 부품인 CPU?GPU 등에 냉각판(콜드 플레이트)을 부착하고 냉각수를 흘려보내 직접 열을 식히는 방식으로 적은 공간 차지, 뛰어난 에너지 효율성 등으로 차세대 기술로 각광받고 있다.

LG전자 ES사업본부 관계자는 “CDU에 적용된 가상센서 기술은 주요 센서가 고장나도 펌프와 다른 센서 데이터를 활용해 고장난 센서 값을 바로잡아 냉각 시스템을 안정적으로 작동시킨다”며 “여기에다 ‘액체냉각 솔루션’은 고효율 인버터 기술을 적용한 펌프를 통해 상황에 따라 필요한 만큼의 냉각수만 내보내 에너지 효율이 높다”고 설명했다.

이와 함께 LG전자는 지난해 하반기 냉각 용량을 기존 650kW(킬로와트)에서 1.4MW(메가와트)로 2배 이상 늘린 냉각수 분배 장치 신제품을 공개한 바 있다.

LG전자에 의하면 해당 제품은 최신 고성능 CPU?GPU의 발열 증가와 수요 확대에 대응하기 위한 제품 다변화 차원에서 개발?출시됐다. 실제 AI산업 현장에서는 발열이 높지만 최신 고성능인 CPU?GPU 칩의 수요가 폭증함에 따라 고밀도 열부하를 관리하기 위한 CDU의 대형화 트렌드가 가속화되고 있다.

이외에도 LG전자는 빅테크 등 주요 고객들에게 최적의 열관리 솔루션을 제공하고자 AI 데이터센터의 다양한 환경 조건을 구현해 각종 테스트를 진행하고 있다.

국내의 경우 지난해 상반기 평택 칠러공장에 AI 데이터센터 전용 테스트베드(LG AI Data Center HVAC Solution Lab)를 구축해 CDU, 칠러, FWU(외부 공기조절 장치)를 통한 체계적인 냉각 테스트를 진행 중이다.

여기에 SK엔무브, 미국 액침냉각 전문기업 GRC(Green Revolution Cooling)와 손잡고 AI 데이터센터 냉각 솔루션 포트폴리오를 액침냉각 방식까지 확장하고 있다.

액침냉각(Immersion Cooling) 방식은 AI 데이터센터와 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경에서 발생하는 초고밀도 발열을 효율적으로 없애고자 장비 전체를 특수 냉각 액체 속에 담가 냉각하는 방식이다.

◇ 친환경 냉매?고효율 자체 기술로 EU 등 주요 국가 환경규제 대응

한편 유럽연합(EU)은 오는 2050년 탄소중립을 목표로 탈탄소?에너지 전환을 추진하는 그린딜 정책을 도입?추진할 예정이다. 이로 인해 HVAC에 사용하는 냉매에 대한 규제도 강화될 조짐을 보이고 있다.

이에 LG전자는 기존 냉매(R410A)보다 지구온난화지수(GWP)가 30% 수준인 R32 냉매를 적용한 인버터 스크롤 칠러를 출시하는 등 각국의 환경규제에 적극 대응한다는 계획이다.

LG전자 관계자는 “당사는 친환경 냉매 적용 확대 외에도 핵심 부품 기술력인 코어테크 기반의 고효율 가전을 생산해 실사용 조건에서도 탄소 배출을 줄이는 활동도 이어나가고 있다”며 “그 예로 EU 지역 등에서는 모터와 컴프레서의 운동 속도를 변환해 상황에 따라 꼭 필요한 만큼만 제품을 작동시키는 인버터 기술을 제품에 적용하고 있다”고 밝혔다.

그러면서 “일례로 EU 지역의 대표적인 주거용 제품인 ‘써마브이(Therma V)’에는 외부 공기에서 얻는 열에너지를 활용해 실내 냉난방 및 온수를 공급하는 ‘공기열원 히트펌프(AWHP, Air to Water Heat Pump)’를 사용해 탄소 배출을 급감시켰다”며 “써마브이 R290 모노블럭(Therma V R290 Monobloc)은 유럽 단독주택에 최적화된 제품으로 지구온난화지수가 3에 불과한 자연냉매(R290)를 적용해 유럽 ErP(Energy-related Products) 에너지등급 중 가장 높은 A+++를 충족시켰다”고 부연했다.

◇ 데이터센터 외 원전 등 ‘냉각 솔루션’ 포트폴리오 다각화 추진

한편 LG전자는 데이터센터 외에도 원자력발전소(원전)에도 HVAC 공급을 확대하는 등 포트폴리오 다각화에 나설 예정이다.

우선 LG전자는 현재 건설 중인 신한울 원전 3?4호기에 초대형 냉동기인 칠러를 포함한 370억원 규모의 냉각 솔루션을 수주해 공급할 계획이다. 앞서 LG전자는 국내 신고리 원전 5?6호기에도 냉각 솔루션을 공급한 바 있다.

지난해의 경우 LG전자는 인도 타밀나두주(州) 쿠단쿨람 원전 3?4호기에 공급한 3400만불 규모의 냉동공조기의 성능검증?납품을 최종 완료하기도 했다. 쿠단쿨람 원전 3?4호기 공급 이전 LG전자는 인도 쿠단쿨람 1?2호기에도 냉각 솔루션을 공급한 사례가 있다.

또한 LG전자는 2014년부터 2017년 사이 UAE 바카라 원전 1~4호기에도 HVAC 등 냉각 솔루션을 집중 공급했다.

LG전자 ES사업본부 관계자는 “원전을 안전 운영하기 위해서는 원자로 격납 및 보조건물에서 발생하는 열을 안정적으로 냉각시키는 것이 중요하다”며 “특히 원자력 발전소의 특수성을 반영한 맞춤형 설계를 수행해 발전소 수명 동안 발생할 수 있는 지진과 같은 가혹한 하중조건(내진, 내환경, 전자파 등)을 고려해 설계 단계부터 안전성을 확보하고 철저한 검증을 진행해야 한다. 타 수요처와 비교해 더 복잡한 성능검증 요건을 만족시켜야 하기 때문에 오랜 경험과 전문성이 요구된다”고 강조했다.

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