Řízení otáček ventilátorů v klimatizační a chladírenské technice
Ziehl-Abegg vyrábí regulátory otáček, které pracují na principu změny napětí i změny frekvence. Zavedením EC techniky v klimatizační a chladírenské technice byl nastaven nový trend úspor elektrické energie. Využijte i Vy nejmodernější technologii v oblasti ventilátorů, výrobky Ziehl-Abegg Vám umožní zlepšit Váš finální výrobek!
Řízení otáček ventilátorů v klimatizační a chladírenské technice
- změnou vstupního napětí
- změnou vstupní frekvence
- EC technologií
V praxi se nejčastěji pro řízení otáček ventilátorů změnou napětím používají transformátorové regulátory. Jsou dostupné transformátorové regulátory 1~ 230V i 3~ 400V. Tyto jednotky jsou nejjednodušší a změnu napětí (otáček) provádí skokově ve stupních.
Druhou skupinou řídících jednotek pro změnu otáček změnou napětím se používají elektronické napěťové regulátory. Tyto regulátory provádí změnu otáček ventilátorů plynule. Na trhu jsou dostupná provedení pro 1~ 230V i 3~ 400V. Většinou lze tyto jednotky kombinovat s dalšími regulačními členy jako jsou např. teplotní čidla, tlaková, čidla vlhkosti, atd.
Řízení změnou frekvence se provádí frekvenčním měničem ( správný název je měnič frakvence ) Tuto kategorii řízení otáček již v dnešní době dokážeme rozdělit na dvě samostatné části:
První z nich zahrnuje standardní frekvenční měniče jako samostatné externí řídící jednotky.
Druhá část zahrnuje ventilátory s již integrovaným frekvenčním měničem přímo v motoru.
Naprosto samostatnou skupinou je technologie EC, která zahrnuje ventilátory s elekronicky komutovanými motory společně s integrovanými EC regulátory.
Inteligentní ventilátory:
Systém ventilátoru FREvent
- AC ventilátor s optimalizovaným, vysoce účinným motorem a s integrovaným frekvenčním měničem
Systém ventilátoru ECblue (ETAvent)
- EC ventilátor s optimální účinností a s integrovaným EC regulátorem
Vlastnosti:
- FREvent a ECblue (ETAvent) ventilátory jsou vhodné pro oba způsoby řízení s uzavřenou smyčkou i s otevřenou smyčkou
- pro řízení s uzavřenou smyčkou je používán terminál AXG k nastavení regulátoru
- k řízení otáček ventilátoru signálem 0-10 V se používá tlakové i teplotní čidlo nebo čidlo rychlosti proudění vzduchu
- digitální vstup např. vzdálené on/off
- digitální (releový) výstup pro indikaci stavu v provozu / v chybě
- RS485 MODBUS-RTU rozhraní
Srovnání spotřeby el. energie:
Graf zobrazuje typickou spotřebu energie běžných metod regulace otáček a odpovídajících motorů. Pro velikost spotřeby energie (příkon) je rozhodující vedle zvoleného regulačního systému také provedení motorů. Pro ventilátory středních a vyšších výkonů jsou dostupné tři varianty motorů:
- třífázové motory s "měkkou" otáčkovo-momentovou charakteristikou, u kterých lze měnit otáčky změnou napětí nebo frekvence
- třífázové motory se "strmou"otáčkovo-momentovou charakteristikou, u kterých lze měnit otáčky pouze změnou frekvence
- EC motory (elektronicky komutované motory buzené permanentními magnety) s EC řídícími jednotkami
Následující tabulka ukazuje typickou šířku rozsahu účinnosti motorů. V tomto příkladě je zobrazen 6 pólový motor s výkonem 1.5 kW. Takový motor je použit např. ve ventilátoru FE080-SDQ.6N.V7.
Zhodnocení hospodárnosti:
K vyhodnocení ekonomičnosti systémů skládajících se z ventilátoru a regulátoru otáček musí být brán ohled na následující body:
- Investiční náklady
- Příkon
- Pracovní bod ventilátorů
Příklad: Tyto vybrané systémy řízení otáček jsou porovnány v typickém pracovním bodě při 60% otáček ventilátoru.
Při porovnání napěťové regulace s EC technologií lze dosáhnout přibližně 35% rozdílu.
Při porovnání frekvenční regulace s EC technologií lze dosáhnout přibližně 5 % rozdílu.
Výklad detailního náhledu
- při porovnání Fcontrol (měnič s integr. filtry) s EC technologií, tak EC technologie spotřebuje o 5% méně energie
- vyšší investiční náklady za EC technologii v porovnání s Fcontrol musí být navráceny úsporou energie
- návratnosti právě úsporou energie může být dosaženo pouze při provozu ventilátorů
Příklad výpočtu při výběru systému:
Dříve v tomto článku jste se seznámili s různými možnostmi řízení ventilátorů v chladírenství a v oblasti vzduchotechniky. A nyní se nám naskytuje následující otázka:
Který systém by měl být vybrán?
Následuje jednoduchý výpočet času amortizace při výběru systému uřízení otáček. Budeme porovnávat dva nejúčinnější způsoby regulace otáček, a to asynchronní technologii s externím frekvenčním měničem Fcontrol proti systému ECblue (ETAvent = EC motor s integrovaným EC regulátorem).
Výpočet s následujícími daty:
10 ventilátorů, max. spotřeba energie 10 kW (zobrazeno na grafu při 60% otáčkách ventilátoru):
řízení s Fcontrol = spotřeba energie 25% znamená 2,5 kW
řízení s ECblue = spotřeba energie 20% znamená 2,0 kW
Rozdíl 0,5 kW znamená základ pro výpočet času amortizace.
- úspora peněz při EC, s následujícími provozními hodinami* (roky), při ceně 0,1 Euro za kW/h:
2000 h => 100,- Euro
6000 h => 300,- Euro
8000 h => 400,- Euro
(*provozní hodiny x 0,5 kW x 0,1 Euro/kWh) - tržní cena Fcontrol IP54, 22 A, (10 kW) je přibližně 2.300,- Euro
- Dodatečné náklady za 10 ks. Porovnání EC ventilátorů s asynchronními ventilátory ? 800 mm je přibližně 4.300,- Euro. Dodatečné náklady za EC jsou tudíž 2.000,- Euro.
Závěr:
Pro výběr nejekonomičtějšího systému řízení otáček ventilátorů musí být známo zatížení ventilátorů tj. počet provozních hodin v definovaných rozsazích rychlostí otáček. Pro návrh ventilátorů můžete využít návrhový program Ziehl-Abegg Select ZRV, který je na portálu TZB-Info dostupný v okně Tabulky a výpočty. Návrhový program ZA Select ZRV Vám na základě zadání zatížení ventilátoru vypočítá konkrétní provozní náklady na spotřebu elektrické energie.
Výrobce širokého sortimentu axiálních, radiálních, diagonálních, tangenciálních ventilátorů, výtahových pohonů. Portfolio pokrývá požadavky OEM partnerů, výrobců vzduchotechnických, chladírenských zařízení, filtračních zařízení a technologických celků. ...
