지구 온난화와 화석 연료 고갈에 따른 우려 때문에 친환경적인 냉각 방식에 대한 관심도가 높아지고 있다. 오스트리아의 한 기업은 흡수식 냉방 기계를 개발했으며 이 기계의 냉기 공정은 LOGO!가 모니터링하고 있다.
오스트리아의 랑겐방그(Langenwang) 지역에 소재한 Pink, Energie- und Speichertechnik는 스테인레스 스틸 탱크, Solvis 레이어 로드 장치가 장착된 태양열 탱크 및 버퍼 탱크를 생산하고 있다.
공인된 이 용접 전문기업은 상업 및 산업용 특수 컨테이너와 파이프 열 교환기도 제조하며 유명 기관들과 산학 협동도 진행하고 있다. 또한 고객들에게 재생 에너지 시스템 일체를 공급하기도 한다.
독일 SolarNext의 독점 시스템 파트너인 Pink는 발전 가능성이 큰 열 냉방/태양광 냉방 분야의 오스트리아 협력업체이기도 하다. 열 냉방은 전기가 아닌 열을 이용해 냉방하는 방식으로 환경에 유해한 냉매를 전혀 사용하지 않는다. 특히 태양열 발전소에서 나오는 온수를 사용하면 더 효율적인 친환경 냉방이 가능하다.
폐쇄 연속 사이클
태양 에너지와 지역 난방시설 및 산업 공정에서 발생한 저온의 열에너지를 냉방 에너지로 변환하기 위해서 Pink는 ‘PinkChiller’라는 흡수식 냉방 기계를 개발했다. 이 기계는 자연 냉매로 암모니아를, 용제로 물을 사용해 폐쇄 연속 사이클로 냉방 에너지를 생성한다. 암모니아 냉매 덕분에 증발기 온도를 -60°C까지 감소시킬 수 있기 때문에 PinkChiller는 산업용 냉각 공정에도 활용할 수 있다.
PinkChiller는 기본적으로 발전기, 콘덴서 및 흡수기로 구성됐는데, 발전기에 있는 열 교환기를 통해 온수가 기계에 공급된다. 그리고 암모니아-물 용액에서 증발된 암모니아가 콘덴서에 공급되고 다시 액화된다. 암모니아 응축액은 파이프를 통해 증발기로 공급돼 증발된다. 이 때 냉각 회로에서 제거된 열이 냉방에 사용된다. 흡수기에서 암모니아가 암모니아-물 용액에 흡수되면 사이클이 다시 시작된다. 냉수 준비 공정에서 폐열이 발생하기 때문에 이 열을 증발 공정을 통해 자연으로 내보내려면 냉각 타워가 필요하다.
LOGO!로 레벨 및 온도 모니터링
냉방 분야의 플랜트 개발 및 프로젝트 계획을 담당하는 Christian Halmdienst 엔지니어는 “이 열역학 공정을 모니터링 하기 위해 처음부터 기본 모델에 LOGO! 컨트롤러를 사용하고 있다”고 설명했다. 주된 내용은 논리 모듈이 레벨을 감지해 펌프 및 밸브에 관련 명령을 보낸 뒤, 컨테이너의 레벨이 특정 지점 이하로 떨어지면 컨테이너를 건조하게 만드는 펌프가 더는 작동하지 않는다. 여기서 또한 컨테이너의 충전 레벨에 따라 용액 밸브에 밸브를 열거나 닫으라는 명령을 보내야한다. 여기서 LOGO!는 가용 열과 냉각 요구사항에 따라 기계의 출력을 조절한다. 제어시스템은 온도가 높아지면 온도가 낮을 때보다 기계의 출력을 높인다. 구체적으로 말해 제어시스템이 해당 밸브에 명령을 전송해 더 긴 시간 동안 증발기에 냉매를 주입하게 만드는 것이다.
Halmdienst는 LOGO!에 대해 “바로 배워서 사용할 수 있었다. 논리적인 개념과 투명하고 알기 쉬운 설계 덕분”이라며, LOGO!의 가장 큰 장점으로 자유로운 프로그래밍이 가능한 점을 꼽았다. 그는 또한 “결국 우리 사업 분야는 동일한 제어 알고리즘을 100회 이상 반복하는 그런 연속 공정이 아니다. 한 기계를 개선한 후에는 바로 다음 기계로 넘어간다”며, 특히 LOGO! 베이직 모듈로 모든 애플리케이션을 장기간 제어할 수 있기 때문에 비용 역시 초과되지 않았다고 설명한다. 사무용 건물과 공장 복도의 공조부터 우유 및 와인의 냉장도 여기에 포함된다.
LOGO!는 유럽 전역의 고객들로부터 그 효과를 검증 받았다. Halmdienst는 “고장이 발생했을 때 기계 제어시스템이 문제였던 적은 거의 없다. 대부분 주변 장치가 원인이었다”라고 말하며, “LOGO! 도입 결과 제어시스템 업데이트 및 최적화를 위해 기계를 계속 작동하면서도 소프트웨어를 쉽게 업데이트할 수 있게 됐다”고 설명했다.
고객은 지멘스가 다국적 기업이라는 것이 큰 장점이 된다. Halmdienst는 “지멘스 제품은 국제적인 표준과 같다. 따라서 몰타에 있는 고객도 LOGO! 조작 방법을 안다는 뜻이다. 또한 세계 어디서든 지멘스 컴포넌트에 문제가 발생해도 현장에서 지멘스의 서비스 지원을 받을 수 있다”고 말했다.
복잡한 작업 처리 및 원격 모니터링 위한 S7-1200
PinkChiller가 발전했지만 플랜트 구성과 제어시스템의 요구사항은 점점 더 복잡해졌다. 앞으로는 GPRS 모뎀을 사용해 흡수식 냉각 기계의 원격 유지보수 및 시각화도 가능하게 할 예정이다. Halm dienst는 “그렇게 되면 외국에 설치된 플랜트에서 고장이 발생하면 기계로 인한 고장인지, 로컬 펌프가 액체를 제대로 공급하지 못하거나 물 온도가 낮아서 발생한 문제인지 판단할 수 있게 된다. 결국 고객에게도 도움이 되는 일이다”라고 말했다.
하지만 LOGO!는 이미 이 한계를 극복했다. 보다 복잡한 작업 및 원격 유지보수 처리에 새 S7-1200 마이크로컨트롤러가 적합한 이유도 바로 이 때문이다.
