각각의 제어 캐비넷에 필요한 냉각용량을 온라인으로 시뮬레이션할 수 판넨베그 PSS 사이징 S/W는 복잡할 것 같은 냉각용량 산정을 간단하고 신뢰성 있게 조회할 수 있는 툴입니다.
PSS 사이징 툴에 캐비넷 크기, 설치 장소, 환경 조건 및 캐비넷 내부에 치부된 디바이스 등의 조건 입력후 출력되는 결과지를 읽는 방법에 대해 알아 보겠습니다.
이 결과지는 "옥외에 설치할 50kw 변압기 캐비넷에 어느 용량의 필터 팬을 달아야 하는가?" 라고 문의한 고객의 요청으로 시뮬레이션 한 결과지입니다.
가장 우선적으로 입력되는 것은 캐비넷의 크기입니다.
이어서 보이는 항목은 캐비넷 판넬의 재질과 열전도 계수, 단열 여부 및 색깔입니다.
판넬 재질에 관한 정보는 태양 복사열과 관련 있어 옥외에 설치되는 캐비넷에 필요한 냉각용량을 결정하는 중요한 변수가 될 수 있습니다.
그 다음은 캐비넷의 위치입니다.
옥외로 입력 되어 있고 바람이 있는 환경으로 설정 했습니다.
그 아래는 캐비넷의 단면적으로 캐비넷의 내기와 외기가 온도 차이에 따라 서로 열이 전도될 수 있는 접촉면의 크기입니다.
온도 조건으로 설정한 값입니다.
물론 우리나라의 겨울철 온도는 마이너스로 떨어지는데 변압기 캐비넷이라는 점을 감안해 디폴트 값을 그대로 유지했습니다.
캐비넷의 내부 맥스 허용 온도를 45도 한 이유는 툴의 논리상 외기와 내기가 10도 이상 차이가 나지 않을 경우 필터 팬을 선택 옵션으로 산출하지 않는 점과 고객의 맥스 희망 온도로 기억합니다.
캐비넷 내부의 발열량 데이타입니다.
PSS 툴에는 3가지의 예상 발열량을 유추하는 방법이 있습니다.
첫번때는 치부된 각각의 디바이스가 방출하는 열량을 종합해 "Pv 몇 W"로 직접 입력하거나 캐비넷 내기와 외기의 맥스 온도를 입력해 발열량을 산출하는 방법이 있습니다.
마지막으로 이 결과지에서 사용한 것처럼 각각의 디바이스를 선택적으로 입력하는 방법이 있는데 여기에서는 변압기 50kw 별열량을 추정하기 위해 1kw 변압기가 50개 들어 있는 상황으로 설정 했습니다. 물론 50개의 1kw 변압기와 1개의 50kw 변압기의 발열량은 전자가 높을 것으로 누구나 예상할 수 있고 효율도 낮아지겠지만 툴이 제공하는 옵션내에서 선택한 조건입니다.
PSS 툴에서는 변압기뿐만아니라 차단기, MC, 드라이브, PLC, 파워서플라이 등 다양한 디바이스를 용량에 따라 선택해 입력할 수 있습니다.
끝으로 결과물입니다.
캐비넷 내부의 총 발열량은 970W, 태양열 복사는 540W, 캐비넷에서 외기로 전도되는 열량은 887W로 결과가 도출 되었습니다.
캐비넷에서 외기로 열이 전도 되는 이유는 캐비넷 내기의 맥스 온도는 45도 외기의 맥스 온도는 35도 설정 되었기 때문으로 만약 반대라면 외기에서 캐비넷 내기로 열이 캐비넷 단면적 만큼의 크기에서 열전도율 만큼의 온도로 전도 돼 바로 위의 항목이 0W 대신 887W가 될 것입니다.
변압기 발열량과 태양 복사열의 합에서 외기로 전도되는 열량을 뺀 623W가 이 캐비넷에 필요한 최소한의 냉각용량이라고 툴이 유추한 결론입니다.
가장 중요한 부분이 남아 있는데 그것은 이 결과물을 가지고 "어떻게 적절한 용량의 필터 팬을 선택하는가?" 입니다.
타공 사이즈가 223 x 223mm 인 PFB 43000의 성능곡선을 보면 델타 T 10도에서 냉각용량이 약 700W 정도로 나와 이 캐비넷에 적절한 필터 팬으로 선택할 수 있습니다.
이런 선택을 한다면 15~20%의 마진을 확보하라는 열관리 실무의 기본을 저버린 것입니다.
이 캐비넷에는 최소 냉각용량인 623W에 20%의 마진을 더한 약 750W의 냉각용량을 가지는 필터 팬을 선택하는 것이 사후 실패 확률을 줄이는 방법입니다.
이 고객은구매 당시 재고 현황으로 인해 291 x 291mm 타공 사이즈의 PFB 67000 + PFBA 60000 조합으로 14세트를 구매 하셨습니다.
사후 실패 확률을 언급하는 이유는 필터 팬과 판넬 에어컨 처럼 타공후 설치하는 제품은 한 등급 올리거나 내려 교체하는 작업이 고단한 일입니다.
이미 현장에 설치된 캐비넷에 타공 작업을 다시 하거나 한 등급 올린 제품에 맞게 보강판을 덧 대거나 아니면 기존의 타공 면을 차폐한후 다른 면을 타공해 장착하는 등 비용이 배로 들어가는 상황이 올 수도 있습니다.
그래서 이런 류의 제품은 타공 사이즈의 호환이 중요한데 판넨베그는 필터 팬의 경우 223 x 223mm 타공 사이즈에서 2등급의 제품, 291 x 291mm 타공 사이즈에서는 3등급의 제품을 제공하고 있고 DTS 8000E 시리즈의 판넬 에어컨에서는 1000~2500W 4등급 제품의 타공 사이즈를 하나로 통일해 현장에서 추가적인 타공 작업없이 냉각 용량을 올리거나 내릴 수 있습니다.
흔히 하는 말로 디테일이 다른 것입니다.
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