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[현장적용사례] 올바른 진공 공급 선택으로 에너지 절약

[현장적용사례] 올바른 진공 공급 선택으로 에너지 절약 - 산업종합저널 장비
Holzbearbeitung Kraus의 14대 CNC 라우터 중 하나

목공 회사인 Holzbearbeitung Kraus GmbH는 카라반 및 모터 홈용 부품과 시설 가구를 생산하기 위해 총 14개의 다양한 CNC 라우터를 사용한다. 각 라우터에는 2개의 로터리 베인 진공 펌프가 장착돼 30만kW 시간 이상의 연간 에너지를 소비했다.

CEO Karl Fritz Kraus는 불필요한 에너지 낭비라고 판단했다. 그래서 그는 클램핑을 위한 대체 진공 펌프를 찾고 있었다. Busch(부쉬) 진공 솔루션의 중앙 집중 공급이 그러한 기능을 제공한다는 것을 발견했다.

Holzbearbeitung Kraus는 120명의 직원을 두고 많은 카라반 및 모터 홈뿐만 아니라 주방 장치, 세면대 커버, 테이블 상판 등을 위한 카운터탑을 생산하는 기업이다. 또한 은퇴 가정, 병원, 사무실 건물, 은행 및 유치원용 전체 시스템을 제조하는 시설 가구에도 주력하고 있다. Kraus는 단일 소스에서 인테리어 설계 및 계획부터 건설, 제조 및 설치에 이르는 서비스를 제공하고 있다.

CNC 라우터에서 가공품의 진공 클램핑
독일 아우크스부르크 근처의 주삼젤 공장에는 14개의 다른 CNC 라우터가 분주하게 사용된다. 모든 기계는 클램핑을 위해 콘솔 및 진공 블록과 함께 작동한다.

CEO인 Karl Fritz Kraus는 2대의 건식 로터리 베인 진공 펌프가 장착된 이 모든 기계가 클램핑되지 않은 상태에서도 작동 중에 실질적으로 지속적으로 작동하는 것을 보고 바꿔야 겠다고 생각했다.
CNC 라우터당 2개의 진공 펌프와 2교대 작업 중 3kW의 전력을 평균적으로 소비하므로, 결과적인 에너지 요구량은 연간 30만kWh를 초과했다. 또한, 로터리 베인 진공 펌프는 매우 광범위한 유지보수가 필요했다. 예를 들어, 흑연 박막은 평균적으로 2주마다 진공 펌프 중 1대에서 교체해야 한다. 가동 고장 시간이 발생하고 높은 비용이 발생했다.

클램핑용 진공 생성 위한 에너지 효율적 Busch(부쉬)솔루션
Karl Fritz Kraus는 클램핑용 진공 생성을 위한 보다 에너지 효율적인 솔루션을 찾기 시작했으며, 그 결과 2018년에 Busch(부쉬) 진공 솔루션에 문의했다. Busch(부쉬)는 여러 대의 MINK 클로 진공 펌프로 구성된 수요 주도형 중앙 진공 공급 장치를 제안했다.

캐스케이드 제어 덕분에 모든 CNC 라우터에서 클램핑을 위해 진공을 유지하는 데 필요한 진공 펌프만 작동한다. 처음에 Kraus는 이러한 시스템의 작동 여부에 대해 회의적이었다. 팀은 중앙집중식 진공 시스템이 고장난 경우 14대의 모든 라우터가 영향을 받을 것이라며 우려를 표했다. 5대의 라우터에 진공을 공급하기 위해 3대의 MINK 클로 진공 펌프가 장착된 진공 공급 장치를 선택했다. 이러한 클로 진공 펌프 3대는 이전에 사용된 로터리 베인 진공 펌프 10대를 대체했다.

3대의 MINK 진공 펌프에는 각각 5.5kW 모터가 장착됐다. 최대 출력에서 16.5kW가 필요하다. 각각 3kW 또는 총 30kW의 출력을 가진 이전에 사용된 10대의 로터리 베인 진공 펌프와 비교했을 때, 순수하게 수학적으로는 45%의 에너지 절약이 가능했다.

[현장적용사례] 올바른 진공 공급 선택으로 에너지 절약 - 산업종합저널 장비
중앙 진공 공급으로 전환 전후의 에너지 소비 비교

수요 주도형 제어 시스템 덕분에 3대의 모든 진공 펌프가 거의 작동하지 않았으며 이로 인해 에너지도 절약됐다. 작동 신뢰성에 대한 초기 의구심은 사라졌다. 오작동으로 인해 진공 펌프 한 대가 고장 났을 경우, 나머지 펌프 2대 모두 각 CNC 기계에서 진공 레벨을 유지하기에 충분한 출력을 공급할 있었다. 14개의 CNC 라우터를 모두 연결하기 위해 다음 두 단계에 걸쳐 중앙 진공 공급 장치를 확장했다. 이제 총 8대의 MINK 클로 진공 펌프가 공장에 설치될 예정이다. 이 중 4~6대는 정상 작동 중에 실행된다. 즉, 이중화가 충분히 이뤄지고 추가 CNC 라우터를 연결할 수 있다. 6대의 MINK 클로 진공 펌프가 지속적으로 작동한다고 가정하면, 에너지 절약은 60% 이상에 해당한다.(그림 2).

중앙 진공 공급 장치는 각각 3개 또는 2개의 MINK 클로 진공 펌프가 장착된 랙으로 구성된다(그림 3).

[현장적용사례] 올바른 진공 공급 선택으로 에너지 절약 - 산업종합저널 장비
클로 진공 펌프 3대가 장착된 랙
MINK
이를 통해 열과 소음 배출을 최대한 줄일 수 있었다. 한 직원은 이전에 사용된 로터리 베인 진공 펌프의 소음 레벨이 특히 심각하다는 것을 알게됐다. Karl Fritz Kraus CEO는 진공 공급의 중앙집중화와 MINK 클로 진공 기술을 사용해 작업에 이상적인 솔루션을 찾았다고 했다. 에너지 절감뿐만 아니라 유지보수 비용도 절감됐기 때문이다.

새로운 진공 시스템의 유지보수는 Busch(부쉬) 서비스 기술자가 수행하는 연간 검사 및 오일 교환으로 제한받는다. 이 유지보수 작업은 작동 중에 수행할 수 있다. MINK 클로 진공 펌프는 IE3 에너지 절약 모터를 사용하기 때문에 독일 경제 수출 통제국(BAFA)으로부터 재정 지원을 받을 수 있었다.


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