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압축공기 시스템의 에너지 손실 추적에 새로운 소식

작성자

공학석사 Jürgen Billep(위르겐 빌렙)

보고타에서 기계공학 전공

Festo사에서 14년 동안 세일즈 엔지니어

에너지 절약서비스 부서에서 7년간 개발 및 제품관리 책임

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공학석사 Uwe Hessmer, MSR Electronics 유한책임회사

MSR 데이터 로거를 사용하여 측정된 데이터 기록

작지만 강력함; 미니 데이터 로거의 다양하고 많은 기능으로 인해서 제조업계에서 점차 인정받고 있습니다. Festo사의 에너지 절약 서비스 부서의 MSR 데이터 로거 현재 사용자 보고서에 따르면, 이 작은 데이터 기록장치는 운송, 기후 및 공정상태 모니터링과 같은 전형적인 어플리케이션과 관련하여 지금까지 알려진 것보다 훨씬 많은 작업을 수행할 수 있습니다. 자동화 회사로서 세계적인 선도 기업인 Festo사의 현장감사관인 공학석사 Jürgen Billep(위르겐 빌렙)의 발표에 따르면 최근 몇 년간 에너지 분석에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있습니다. 이것은 많은 기업들이 치열한 경쟁에서 살아남기 위해 생산과정에서 에너지를 절감할 수 있는 잠재력을 찾고 있기 때문이라고 공학석사 위르겐 빌렙은 말합니다. 이러한 잠재력은 대부분의 경우에 이미 수년동안 존재해왔던 압축공기 시스템 및 장치에서 자주 발견됩니다.

압축공기 시스템에서 에너지 비용을 최대 60%까지 절감

압축공기는 상대적으로 비쌉니다. 입방 미터 당 현재 비용은 약 1.8센트 입니다. 따라서 압축공기는 전기로 직접 기계나 장비를 구동하는 것보다 8배에서 10배 더 비쌉니다. (출처: Esslingen 대학교 Esslingen 응용과학대학) 운영 서비스 시간이 단시간인 장비의 경우 전기 요금이 운영비의 약 20%를 차지하는 반면, 하루 7시간 동안 운영되는 시스템의 전기요금은 운영비의 최대 80%에 이를 수 있습니다. (출처: energie.ch /에너지 효율, 기술 등에 관련한 정보사이트)

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따라서 공정과정이나 제조환경에서 에너지 효율을 높이거나 비용을 절감하기 위해 압축공기 시스템을 자세히 살펴보는 것이 중요합니다. 하지만 그렇게 하기 위해서는 회사의 압축공기 시스템 전체를 조사해야 합니다. 그래서 Festo사의 분석범위는 압축공기 생성 및 처리부터 누설감지를 포함한 압축공기의 분배를 거쳐 공압 어플리케이션 자체에 이르기까지 다양합니다. Festo사의 전문가가 수행한 압축공기 에너지 효율분석은 ISO11011의 기준에 맞추어 수행되며, TÜV SÜD (기술감독협회/독일의 민감감독기관으로 기술의 부작용으로부터 인간과 환경과 재산을 보호할 목적으로 설립)의 인증을 받았습니다. "우리는 고객에게 이익을 주기 위해 포괄적이고 독립적인 공압 시스템 엔지니어링을 위해 노력합니다. 우리는 고객의 생산량이 늘어났음에도 불구하고 고객이 최대 60%에 이르는 비용절감 효과를 달성할 수 있게 되어 매우 자랑스럽습니다. 외부 압력센서 연결을 위한 아날로그 입력이 있는 MSR145 데이터 로거는 Festo사에 이러한 작업이 가능하도록 중요한 지원을 제공합니다."라고 위르겐 빌렙은 말합니다.

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압력 값 측정을 통한 비용절감 확인

Festo사는 유량측정을 하면서 다른 한편으로는 압력 값을 기록하게 하기위해서 스위스 측정기술회사인 MSR 전자회사의 데이터 로거를 사용합니다. 엔지니어 빌렙은 압력 값을 기록하기 위해, 최소 3개의 시간동기화한 MSR145 데이터 로거를 배치하며, 압력 발생기에서 압축공기 처리 후에 압축공기 시스템의 가장 먼 지점에서 측정을 수행합니다. 로거는 환경조건(압력, 온도 및 습도)과 실제로 생성된 공기압을 측정하고 기록하는데 사용됩니다. 어플리케이션의 자체분석을 위해서 추가 측정지점도 제공할 수 있습니다.

예를 들어, 압축공기 처리 및 분배 후에 0.6bar 이상의 압력손실은 바로 다음의 압축공기 시스템에서 1.0bar의 압력손실, 즉 음(negative)으로 이미 분류되어야 합니다. 

만약 시스템 운영자가 전체 시스템에서 2.1bar의 압력손실을 줄일 수 있다면, 여기에서만 압축공기 생성에 있어 10%이상의 비용절감이 가능해집니다. 그러나 Festo사의 전문가들은 그러한 절약가능한 잠재력 뿐만 아니라, 파이프라인 설계측면, 압축공기 품질, 필터 부하 및 효율적인 사용과 같은 개념적 개선사항도 확인합니다.

통합 MSR 데이터 로거를 사용한 유량측정

Festo사는 고객의 시스템에서 대기전력 손실과 수리 후의 점검분석에서 검사된 시스템 내 누출을 감지하기 위해서 유량측정을 사용합니다. 유량측정과 누출 감지도 MSR145 데이터 로거를 사용하여 수행됩니다. Festo의 테스트 박스에는 0.. 10.0V를 위한 두개의 아날로그 입력이 있는 통합 MSR145 로거가 들어있습니다. 몇시간에 걸친 한번의 측정으로, 테스트 박스는 현장 감사자에게 시스템의 상태에 대한 상세한 개요를 제공하여, 고객에게 에너지 절약의 잠재력에 대한 차별화된 분석 및 예측과 더불어 필요한 조치의 순위를 고객에게 제시할 수 있게 해줍니다. "MSR 데이터 로거에서 사용할 수 있는 직관적이고 명확한 소프트웨어는 MSR에 의해 소프트웨어의 기능이 지속적으로 확장되고 있기 때문에 우리가 데이터를 분석하는 것을 훨씬 쉽게 해줍니다. 개별 데이터 로거들의 관련 측정 곡선을 하나의 프리젠테이션에 통합하여 분석결과를 얻는 것은 매우 쉬운 일입니다."라고 위르겐 빌렙은 설명합니다. 또한 MSR PC 소프트웨어는 고급분석을 위해서 다양한 측정 값을 수학적으로 계산하고 도표를 만드는데 사용될 수 있습니다.

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MSR 데이터 로거로 비용적 측면의 도량형 문제를 해결

Festo사는 MSR 145 데이터 로거가 매우 작고 다용도로 사용되기 때문에 MSR145 데이터 로거를 선택했습니다. 게다가 MSR145는 샘플링 속도와 같은 점에서 높은 수준의 유연성을 특징으로 한다고 엔지니어는 설명합니다. 공기 흐름이 파이프 내부에서 최대 20m/s로 이동하여 짧은 시간에 상당한 압력 변동을 일으킬 수 있기 때문에 실제 압력측정에 있어 높은 샘플링 속도가 필요합니다. 따라서 MSR 데이터 로거를 사용하면 각 시간 단위당 압력비율 및 압력패턴에 관한 정확한 정보를 제공할 수 있으며, 특히 압력손실을 모니터링 할 수 있습니다.다양한 용도로 사용가능하기 때문에 비용적인 부분의 관리가 용이한 것 또한 MSR 데이터 로거를 구입한 이유 중 하나였습니다.

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MSR 데이터 로거; 다기능의 측정기술

스위스 특유의 정밀함으로 설계되고 제작된 미니 데이터 로거는 취리히 주의 공업도시인 Winterthur(빈터투어)근처 Seuzach(조이자크 자치구)에 위치한 MSR Electronics 유한책임회사에 의해 개발되었습니다. 2006년에 경영진 기업 매수로 인해 설립된 비교적 젊은 이 신생기업은 자율적으로 사용할 수 있는 소형 범용 데이터 로거를 전문으로 하고 있습니다. MSR 로거는 매우 민감함 센서로 온도, 습도, 압력, 휘도, 진동 및 외부 공급전압과 같은 거의 모든 물리적 및 전기적 측정 데이터를 기록합니다. 회사 CEO인 Wendelin Egli(벤델린 에글리)는 "위로는 나사(NASA) 우주 왕복선의 운행 모니터링에서부터 아래는 대서양 연안설비의 측정에 이르기까지 현재 전세계적으로 MSR 데이터 로거가 사용되고 있습니다."라고 미소를 지으며 언급합니다. MSR Electronics 유한회사는 자체 제품 개발 외에도 현재  Festo 사의 사용자 사례연구처럼 고객별 주문 및 프로젝트에도 참여하고 있습니다. Egli는 특히 Festo사와의 계약을 자랑스럽게 생각합니다. 자동화 분야 1위의 회사와 같이 일할 수 있다는 것은 업계의 명성에 좋을 뿐만 아니라, 상호교류와 생산적인 공동협력으로 인한 미래혁신이 고객들의 희망과 요구에 부합될 수 있도록 보장한다고 CEO인 Egli는 말합니다.  

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