VLT® HVAC Drive –
Sisteme de ventilare eficiente si performante cu convertoare de frecventa VLT®

Aplicatia
Sistemele cu volum variabil de aer (VVA) se utilizeaza pentru controlul ventilatiei si al temperaturii conform necesitatilor cladirii. Sistemele VVA centralizate sunt considerate cea mai putin energo-intensiva metoda de asigurare a aerului conditionat in cladiri. Ele asigura un randament mai mare, decat cele distribuite.
Eficacitatea superioara este asigurata de ventilatoarele si racitoarele mai mari, mult mai eficiente decat motoarele mici si racitoarele distribuite, racite cu aer. Se obtin economii si prin reducerea necesitatilor de intretinere.
Modelul traditional:
In mod tipic sistemele VVA absorb aerul din mediu in unitati de tratare a aerului, care regleaza temperatura si umiditatea aerului. Ventilatoarele centrale sufla aerul prin serpentinele de racire/incalzire in tubulatura care il distribuie spre zonele individuale de utilizare. Aerul ajunge din tubulatura in zonele de utilizare prin unitati VVA separate.
In fiecare zona de utilizare se instaleaza un senzor de temperatura conectat la unitatea VVA. Senzorul comanda deschiderea sau inchiderea unitatii, in functie de temperatura dorita. Daca aerul din zona este conditionat corespunzator, unitatea VVA se inchide. Pe masura ce necesitatile zonelor de utilizare sunt satisfacute, presiunea din tubulatura creste din cauza inchiderii unitatilor VVA.
In mod traditional se instaleaza clapete de admisie/evacuare sau palete culisante de ghidare in unitatile de tratare a aerului pentru a preveni suprapresiunea si pentru a economisi energie. Aceste dispozitive creeaza rezistenta si reduc presiunea aerului pompat in tubulatura sau randamentul ventilatorului. Cu cat se inchid mai multe unitati VVA, cu atat mai mult se inchid clapetele, pentru a mentine o presiune statica constanta in tubulatura. De regula, clapetele sau paletele culisante de ghidare ale ventilatoarelor de admisie si retur sunt comandate printr-un controler, care mentine o presiune constanta in tubulatura din aval de unitatea de tratare a aerului si un debit diferential de aer fix intre sistemele de admisie si retur.
Noul standard
Clapetele si paletele de ghidare sunt apte sa mentina presiunea constanta in tubulatura, dar se poate economisi mult mai multa energie electrica si se poate reduce complexitatea instalatiei prin utilizarea unui convertizor de frecventa VLT®. In loc sa creeze o scadere artificiala a presiunii sau sa reduca randamentul ventilatorului, convertizorul de frecventa VLT® reduce turatia ventilatorului pentru a asigura debitul si presiunea necesare in sistem.
Dispozitivele centrifugale (cum ar fi ventilatoarele) functioneaza conform legilor afinitatii centrifugale. Acest lucru inseamna ca ventilatorul produce presiune si debit mai mici la turatii reduse. Astfel se reduce semnificativ si consumul de energie. Ventilatorul de retur este comandat adesea pentru a mentine un debit diferential fix intre admisie si retur. Cu ajutorul regulatorului PID avansat al VLT® HVAC Drive se poate elimina necesitatea unor controlere suplimentare.
Figura 3 prezinta grafic diferenta intre functionarea la turatie constanta cu clapeta de evacuare si functionarea cu un sistem de actionare cu turatie variabila. Ansamblul trebuie sa functioneze la parametrii nominali (punctul A) o mica parte din timp. In cea mai mare parte a timpului debitul necesar este mai mic (in functie de curba de sarcina a cladirii). Pe masura ce necesitatile de debit scad pana la nivelul 2, in cazul functionarii la turatie constanta curba sistemului se deplaseaza in sus de-a lungul curbei ventilatorului, pana in punctul B. Presiunea generata de ventilator in acest punct de regim P2 este mai mare decat necesarul sistemului, iar diferenta trebuie reglata prin clapete. In cazul functionarii cu turatie variabila, curba ventilatorului se deplaseaza de-a lungul curbei sistemului. Se ajunge intr-un nou punct de functionare: punctul C. Se genereaza presiunea P3 - conform necesitatilor sistemului. Consumul de putere al ventilatorului se calculeaza impartind produsul debit x presiune la randamentul ventilatorului. Din aceasta cauza, diferenta de presiune intre punctele B si C duce la economii de energie proportionale.
Randamentul ventilatorului ramane mare in cazul actionarii cu turatie variabila (spre deosebire de scaderea inregistrata in cazul utilizarii clapetelor de evacuare sau a paletelor culisante de ghidare), ceea ce duce la economii suplimentare – acest aspect reprezinta un alt avantaj.
Consum specific de energie:
Fig. 4 prezinta consumul specific de energie in cazul catorva metode de reglare a debitului variabil. Graficul 1 reprezinta consumul teoretic de energie conform „caracteristicilor tehnice ale ventilatoarelor”, graficul 2 prezinta cazul solutiei VLT®, graficele 3 si 4 se refera la motoare cu doua trepte de turatie (jumatate/intreaga, 2/3/intreaga) cu clapete, graficul 5 arata cazul unui motor cu turatie fixa, cu palete culisante de ghidare (Inlet Guide Vanes - IGV), graficul 6 corespunde motorului cu turatie fixa, cu clapeta de evacuare. In orice situatie, convertizoarele de frecventa VLT® ofera solutia optima.
Curba de sarcina anuala
Pentru a putea calcula economiile pe care le puteti realiza, trebuie sa analizati evolutia regimului de sarcina de-a lungul unui an. Evolutia regimului de sarcina indica debitul necesar pentru ca sistemul sa faca fata sarcinii in ziua sau perioada de timp tipica pe care o studiati. Figura 5 prezinta un profil tipic de regim sarcina in cazul unui sistem VVA. Acest profil variaza in functie de necesitatile concrete ale fiecarui sistem datorita amplasarii, marjelor de siguranta utilizate in faza de proiectare si altor factori, dar este reprezentativ pentru sistemele normale.
Exemplu de calcul al economiei de energie
In urmatorul exemplu de calcul ventilatorul de 30 de kW functioneaza in regimul prezentat in figura 4. Energia consumata intr-un an de functionare a fost calculata pentru o unitate de tratare a aerului, comparand solutia cu convertizor de frecventa VLT® cu cea care utilizeaza clapete de evacuare, cu punctul de referinta al senzorului setat la 10%. Rezultatul este: utilizarea VLT® HVAC Drive asigura o economie de energie de 143624 kWh.
Tip si amplasare senzor
Posibilitatile de economisire a energiei cu un convertizor de frecventa VLT® instalat corespunzator sunt binecunoscute. Cu toate acestea, importanta tipului si amplasarii senzorului sunt deseori scapate din vedere. Pentru a realiza economiile de energie scontate, este esential ca senzorii sa fie amplasati corect in sistem.
In cazul sistemelor VVA senzorul de presiune trebuie amplasat la aproximativ 2/3 din lungimea tubulaturii din aval de ventilatorul de admisie. Amplasarea senzorului in aval de ventilator ne permite sa profitam de rezistenta redusa a tubulaturii la debite mai mici si face posibila mentinerea unei valori de referinta mai mici (vezi figura 7b).
Obiectivul unui sistem de ventilare este mentinerea presiunii statice minime necesare la intrarea in unitatile VVA. Astfel unitatile VVA pot functiona corect si pot distribui uniform aerul in zona de utilizare. Necesarul de presiune la evacuare a ventilatorului se calculeaza adunand presiunea statica necesara pentru functionarea corespunzatoare a unitatilor VVA cu scaderea normata de presiune in tubulatura. Se utilizeaza o marja de siguranta pentru compensarea modificarilor de design neprevazute, necesare in timpul instalarii.
In cazul in care senzorul de presiune statica este amplasat imediat dupa evacuarea din ventilatorul de alimentare. Se poate elimina supradimensionarea ventilatorului si se simplifica echilibrarea sistemului. Cu toate acestea, pentru a asigura functionarea corecta a unitatilor VVA, este necesara luarea in calcul a scaderii de presiune in tubulatura in conditii de functionare la debit maxim, ceea ce impune stabilirea punctului de referinta la nivelul presiunii nominale a ventilatorului (figura 7a). Zona cuprinsa intre curba de control si curba de sistem reprezinta energie pierduta.
Debitul de aer se reduce, dar ventilatorul produce aceeasi presiune mare, chiar daca scaderile de presiune in tubulatura s-au diminuat substantial. Astfel la unitatile VVA ajunge o presiune mai mare decat cea necesara pentru functionarea corecta. Prin aceasta metoda se realizeaza o oarecare economie de energie, fara a utiliza la maxim posibilitatile de economisire. Suprapresiunea care apare in cazul unui debit mic este cauza pierderilor de energie.
Atunci cand senzorul de presiune este amplasat la aproximativ 2/3 in aval, se produce o compensare automata a scaderii de presiune efective in tubulatura. Drept urmare, ventilatorul produce presiune la nivelul necesarului unitatilor VVA, indiferent de debit. Acest amplasament al senzorului optimizeaza economia de energie.
Figura 7 prezinta efectul amplasarii senzorului asupra economiilor de energie. Pe masura ce scade punctul minim de referinta, convertizorul de frecventa VLT® reduce turatia ventilatorului si economiseste din ce in ce mai multa energie.
Efort constant de perfectionare
Ne-am dedicat in mod responsabil domeniului HVAC si am creat gama de convertoare de frecventa VLT® HVAC Drive apte sa raspunda celor mai variate cerinte ale domeniului HVAC. Convertoarele de frecventa VLT®, modulele de control in cascada si functiile speciale de control sunt disponibile intr-o gama larga de puteri. Pe langa produse asiguram si un service global si asistenta tehnica de inalta clasa, precum si un training profesional.
Danfoss Motion Controls are un focus clar: ca furnizor global de solutii de actionari electrice performante pentru domeniul HVAC am acumulat o vasta experienta tehnica si de aplicatie specifica. O lista lunga de referinte demonstreaza faptul ca numele Danfoss este sinonim cu calitatea de inalta clasa si siguranta in exploatare. Aceasta este si scopul efortului nostru constant de perfectionare.

Danfoss s.r.l.
Str. Cutitul de Argint nr.74, Sector 4, cod 040558,
Bucuresti, Romania
Tel:+40 21 336 75 00, Fax: +40 21 335 55 59
E-mail: danfoss.ro@danfoss.com
Internet:www.danfoss.ro

© Copyright 2006 - Mediaexpert