새로운 혁신: ’발열 반영 설계(Thermal Design Integration)’
독일에서 개최된 2015 SPS IPC Drives(국제 자동화 시스템 및 부품 전시회)에서 EPLAN은 피닉스 컨택트 (Phoenix Contact) 및 리탈(Rittal)과 함께 ‘열 설계 통합(Thermal Design Integration)’을 선보였다. ‘열 설계 통합(Thermal Design Integration)’은 온도조절 시스템을 이용한 에너지 효율적 제어 캐비닛 설계에 새로운 가능성을 제시한다. 이러한 가상 엔지니어링 통합으로 기업들은 온도조절 시스템을 통해 설계 오류를 방지하고, 불필요한 가동중단이나 서비스 요청을 피할 수 있어 비용은 줄이면서도 프로세스 품질을 향상시킬 수 있게 되었다.
그림 1: 제어 캐비닛의 열 손실 분포도. 좌측: 일반적으로 보여지는 인클로저. 우측: 열 손실 분포가 표시된 인클로저. 컴포넌트의 컬러는 열 부하 밀도와 관계되는 것으로, 빨강색으로 보여지는 컴포넌트는 냉각이 필요한 부품.
SPS IPC Drives 전시회에서 EPLAN은 피닉스 컨택트(Phoenix Contact) 및 리탈(Rittal)과 함께 디지털 제품 데이터, 소프트웨어 기반 프로젝트 플래닝, 새롭게 개발한 온도조절 솔루션으로 구성된 통합 컨셉의 ‘열 설계 통합(Thermal Design Integration)’을 선보였다. 이는 사용자가 제어 캐비닛의 설계 및 냉각, 무결함 동작을 지속적으로 향상시키고, 강력한 제어 캐비닛 엔지니어링이 가능하도록 해준다. 설계자는 온도조절 문제들을 고려하여 조립 레이아웃을 검증하고, 이러한 상호작용을 통해 최상의 온도조절 솔루션을 공급할 수 있다.
이와 더불어 EPLAN Pro Panel의 가상 3D 설계는 타깃 특수 기능이 확장된다. 핵심 목표는 제어 캐비닛 설계자에게 각각의 온도조절 시스템 제품들의 통합 가능성, 성능한계, 기능성에 대한 정보를 제공함으로써 직관적이면서도 최대한 간단하게 가장 효율적인 온도조절 솔루션을 개발할 수 있도록 하는 것이다.
´핫 스팟(Hot Spots)´ 방지
설계자는 온도조절 컴포넌트의 배치를 최적화하기 위해 냉각장치를 필요로 하는 제어 캐비닛 내부의 컴포넌트 위치에 대한 정보가 필요하다. 이는 처음부터 핫 스팟(Hot Spot)을 방지하기 위해 매우 중요하다. EPLAN Pro Panel은 2016년 가을부터 새로운 기능을 제공할 예정이며 설치된 컴포넌트의 크기 대비 최대 열 손실에 기반하여 계산된 열-부하 밀도에 따라 컴포넌트의 색상를 다르게 표현한다.
또한 설계자는 전체 캐비닛 상에 분포된 열-부하 밀도에 대한 정보를 얻을 수 있으며 분포가 균일하지 않을 경우 배치도에서 타깃 변경을 통해 수정할 수 있다. 모든 필요한 정보는 EPLAN Data Portal의 디바이스 데이터처럼 이용이 가능하다. 이를 위해 피닉스컨택트는 자체 환기장치를 가지고 있는 장치의 풀로우 방향 및 최대 열 손실, 최소 점유공간 등과 같은 값들을 비롯해 EPLAN Data Portal에 통합된 컴포넌트와 관련된 디바이스 데이터를 제공한다.
최적의 온도조절 및 타깃 냉각
제어 캐비닛 내부의 원활한 공기순환을 위해, 설계자는 온도조절 시스템의 결정인자들을 통해 컴포넌트의 배치 위치를 비교할 수 있는 시각적인 도움이 필요하다. 공기순환을 위해 유지되어야 하는 공간과 이상적인 온도조건을 갖춘 영역들을 리탈의 온도조절 솔루션을 이용해 그래픽적으로 나타낼 수 있다. 한편 온도 조절 컴포넌트가 필요한 양의 공기를 순환하기 위해 확보한 공간에는 다른 컴포넌트를 배치할 수 없다.
공기흐름 및 열 손실 시각화
최적 온도 조절 영역은 온도 조절 컴포넌트가 성능을 발휘할 수 있는 영역이다. EPLAN ProPanel은 냉각 공기의 최대 추진거리, 디바이스 내외부로 흐르는 공기 흐름의 각도 등과 같이 관련된 파라미터들에 대해 시각화한다. 또한 거리에 따른 공기 흐름의 속도를 고려하여 냉각 기류의 도달 거리를 제한한다.
공기 순환장치를 사용해야만 난류 영역을 방지할 수 있기 때문에 냉각 기류는 도어와 평행으로 캐비닛 안으로 유입된다. 이를 위해 온도조절이 최적화된 공간임을 알려주는 요소를 갖춘 디바이스별로 특화된 주변장치가 필요하다. 향후 이러한 모든 필요한 데이터 및 정보는 리탈의 온도조절 컴포넌트 데이터에 포함되어 제공될 예정이며, EPLAN Data Portal에서도 이용이 가능하다. 또한 EPLAN Pro Panel을 사용하면 다양한 테스트 작업에 대한 정확한 검증이 가능하다.
그림 2. 좌측: 온도 조절 장치 도어 부착. 컴포넌트 설치 위치의 일부가 영역에서 벗어남.중간: 온도 조절 장치 좌측면 부착, 모든 컴포넌트가 온도 조절 가능 영역에 위치. 우측: 공기순환이 차단되는 영역 없음.
피닉스컨택트(Phoenix Contact) 소개
피닉스컨택트(Phoenix Contact)는 전기 엔지니어링 및 전자장치, 자동화 분야의 컴포넌트, 시스템 솔루션을 공급하는 세계적인 선도기업이다. 가족소유 기업으로, 전세계에 약 14,000명 이상의 직원을 두고 있으며, 2014년 회계연도 기준 17억7천만 유로의 매출을 달성했다. 피닉스컨택트 그룹은 10개의 기업과 전세계적으로 50개 이상의 세일즈 자회사뿐만 아니라 30개의 로컬 대행업체로 구성되어 있다. 제품군으로는 풍력 및 태양광, 머신 엔지니어링 및 제어 캐비닛 엔지니어링을 비롯한 에너지 공급용 컴포넌트 및 시스템 솔루션을 보유하고 있다.
리탈(Rittal) 소개
리탈(Rittal)은 독일 헤르본에 본사를 두고 있으며, 인클로저, 배전, 온도조절 시스템 및 IT 인프라, 소프트웨어, 서비스 분야의 세계 선도적인 시스템 공급업체이다. 리탈 시스템 솔루션은 거의 모든 산업분야에 적용되어 있으며, 특히 자동차 산업 및 에너지 발전, 머신 및 플랜트 엔지니어링은 물론, IT 및 제어 브랜치 등에 폭넓게 사용되고 있다. 리탈은 전세계적으로 약 10,000명의 직원과 58개의 자회사를 두고 있다.
