Unitats de freqüència variable HVAC: com dimensionar una, quins models triar i què ve després

Teniu una placa d'identificació del motor en una mà i una cotització del proveïdor a l'altra i, òbviament, els dos no s'alineen. La majoria de guies de la unitat de freqüència variable HVAC s'aturen per què la velocitat variable estalvia energia. Aquest comença on acaben: quina unitat s'adapta al vostre motor, què afegeix la unitat que heu de dissenyar i què comprar quan el vostre model es deixi de fabricar.

1. Resposta ràpida: què fa un VFD en un sistema HVAC

Un variador de freqüència varia la freqüència i la tensió subministrada a un motor de CA, de manera que la velocitat del ventilador o de la bomba segueix la càrrega real de calefacció o refrigeració en comptes d'executar-se contra un amortidor o una vàlvula.En ventiladors centrífugs i bombes que s'asseuen a càrrega parcial la major part de l'any, això redueix l'energia bruscament, perquè la potència de l'eix segueix el cub de velocitat.

Aquesta última columna no és farciment. Aquests tres elements decideixen si la instal·lació s'executa durant deu anys o us lliura un rodament avariat en divuit mesos. La secció 6 cobreix cadascuna d'elles.

2. Què és realment un VFD i què no és

VFD, VSD, inversor, variador de CA i convertidor de freqüència solen anomenar el mateix producte.Inversor significa estrictament l'etapa de sortida de CC a CA, però els fabricants japonesos etiqueten tota la unitat d'aquesta manera, els europeus escriuen un convertidor de freqüència, els nord-americans diuen que la unitat de CA. Consell d'abastament: una consulta que diu només "inversor" es pot llegir com a inversor solar, així que adjunteu la placa d'identificació o un número de peça.

L'alimentació funciona d'una manera: entrada de CA, rectificada a CC, suavitzada al bus de CC, canviada de nou a CA de freqüència variable mitjançant IGBT sota modulació d'amplada de pols. Els condensadors electrolítics del bus de CC estableixen la vida útil de tota la unitat, i aquesta vida s'escurça bruscament a mesura que augmenta la temperatura interna. Demaneu a qualsevol proveïdor la vida útil del disseny del condensador i la temperatura ambient que assumeix.

El control V/f simple és suficient per a ventiladors i bombes centrífugs. Utilitzeu el control vectorial només per a càrregues de desplaçament positiu que necessitin parell a baixa velocitat, resposta dinàmica ràpida o límits de parell utilitzats com a protecció. Moltes unitats d'HVAC l'ometen completament, cosa que us indica què va concloure la indústria.

3. Per què HVAC s'adapta als VFD i per què els vostres estalvis seran més petits que el fulletó

La relació del cub només es manté per a càrregues centrífugues de parell variable. Apliqueu-lo a una bomba de desplaçament positiu o a un compressor de cargol i l'aritmètica deixarà de ser certa. Els edificis gairebé mai s'asseuen a la càrrega de disseny, ja que l'equip es selecciona per a les condicions màximes, s'afegeix un marge i, a continuació, la capacitat es reserva per als futurs inquilins.

Quatre coses es mengen l'estalvi teòric, per ordre de mida.El capçal estàtic és el primer: si la corba del sistema té una intercepció estàtica, com ho fa qualsevol bucle obert amb un ascensor, la potència cau molt més lentament del que suggereix la llei del cub, i aquesta és la principal raó per la qual els resultats del camp no tenen xifres del fullet. En segon lloc, els límits mínims de velocitat, ja que les bombes s'enfronten a limitacions de cabal i cavitació mínimes. En tercer lloc, les pèrdues de conducció, que creixen proporcionalment amb càrrega lleugera. En quart lloc, l'eficiència del motor i el factor de potència cauen amb una freqüència reduïda. Per tant, agafeu la xifra de la llei d'afinitat i després reduïu-la per la fracció estàtica del cap total. Fins i tot després d'aquesta correcció, un ventilador o una bomba que funcionen llargues hores a càrrega parcial continua sent un dels millors rendiments d'un edifici.

4. On passen els VFD a través d'un sistema HVAC

Tres detalls que la taula no pot contenir. Els ventiladors de la torre de refrigeració exciten la ressonància estructural a determinades velocitats, de manera que programeu les bandes de freqüència en lloc de trobar-les a través de soldadures esquerdades. Les bombes d'aigua refrigerada no poden frenar indefinidament perquè els circuits de la bobina i l'evaporador necessiten un cabal mínim. I al control de pressió estàtica de l'AHU, la posició del sensor limita els vostres estalvis abans de comprar qualsevol cosa.

Els ventiladors d'escapament de fum i de seguretat de la vida poden funcionar a les unitats, però els requisits provenen dels codis d'incendis locals i de l'autoritat competent. Cadascun necessita un mode de foc definit i, normalment, un bypass, cobert a 6.6. Confirmeu amb el vostre AHJ.

5. Com dimensionar i seleccionar un VFD HVAC

5.1 La llista de verificació de sis-passos

1. Llegiu la placa i la mida del motor en funció del corrent nominal, mai només en kW.Dos motors de valor idèntic difereixen en corrent en més d'un 10% depenent de la classe d'eficiència, el recompte de pols i la tensió, i en les versions posteriors, el valor nominal sovint no coincideix amb la càrrega real.
2. Mesureu la tensió i la freqüència d'alimentació al llocen lloc d'assumir-les.
3. Classifica la càrregacom a parell variable o parell constant. Vegeu 5.2.
4. Comproveu el requisit de sobrecàrrega.Els ventiladors i les bombes rarament necessiten més que una sobrecàrrega modesta a curt termini, per això existeixen classificacions de parell variables.
5. Aplicar la reducció ambiental.Vegeu 5.4.
6. Decidiu la interfície, analògic o bus de camp, abans d'escollir un número de peça. Afegir una targeta de comunicació més tard costa més que especificar-la ara.

5.2 Parell variable versus parell constant

Un model d'accionament té dues classificacions actuals i la xifra de parell constant és la més baixa. Els ventiladors i les bombes HVAC utilitzen la classificació de parell variable. Excepcions: bombes de desplaçament positiu, compressors de cargol i qualsevol cosa que arrenqui sota càrrega.

Obtenir-ho al revés costa diners en ambdós sentits. Trieu la xifra de parell variable per a una càrrega de parell constant i el variador es dispara per sobreintensitat durant l'arrencada o els canvis de càrrega. Trieu la xifra de parell constant per a un ventilador i heu pagat per un marc que no necessiteu. L'error comercial comú és ordenar contra el nombre més gran d'una taula de selecció quan la càrrega real és un parell constant.

5.3 Tensió i freqüència per regió

Tres regles. La classe de tensió d'entrada ha de coincidir amb el subministrament del lloc, ja que un accionament tolera una desviació molt menys que un arrencador suau i s'encén en lloc de circular. Conduir un motor de 50 Hz a 60 Hz l'empeny al debilitament del camp mentre la potència del ventilador augmenta amb el cub de velocitat, de manera que la sobrecàrrega arriba ràpidament als projectes entre-regions. I la classe de tensió es pot llegir des del codi de comanda, que és com es verifica una cotització abans que s'enviï. El nostrebiblioteca de modelsdescodifica els números de peça per marca.

5.4 Reducció: ambient, altitud, freqüència portadora

Tres condicions us fan augmentar la mida del marc. Les unitats solen estar a 40 graus, mentre que un panell tancat en una sala de planta se situa habitualment entre 45 i 50 graus. La reducció d'altitud comença generalment per sobre dels 1000 m. L'augment de la freqüència de la portadora redueix el soroll audible del motor, però requereix una reducció i interactua amb la longitud del cable i l'EMC a la secció 6. Agafeu la corba del manual del vostre número de peça i la mida de la ventilació del panell de la pèrdua de calor publicada.

5.5 Exemple treballat: un ventilador d'alimentació de la UTA de 22 kW

Donat:Motor de quatre pols de 22 kW, placa 42 A, 400 V 50 Hz, panell de paret en una sala de planta que arriba als 45 graus, emplaçament a 500 m, Modbus RTU requerit pel BMS.

1. Ventilador de subministrament centrífug, de manera que el parell variable i el control V/f són suficients.
2. El valor nominal de parell variable continu ha de superar els 42 A amb marge. Rebutja qualsevol model amb 42 A exactament.
3. La sobrecàrrega de parell variable estàndard és adequada aquí.
4. 45 graus supera la qualificació de 40 graus, així que redueix la corba del fabricant; 500 m no necessita correcció d'altitud. La disminució de la capacitat augmenta el corrent utilitzable per sota de 42 A, així que mou un fotograma cap amunt.
5. Modbus RTU està integrat a la majoria dels rangs actuals, de manera que no hi ha cap targeta d'opció, però confirmeu-lo mitjançant el número de peça.

Resultat:un accionament de parell variable de 30 kW, 400 V amb-Modbus integrat. Els candidats inclouen elSiemens SINAMICS G120iABB ACS580 o ACH580famílies.

Envieu la vostra foto de la placa d'identificació i les condicions del lloc i confirmarem la mida del marc amb les dades de reducció del fabricant abans de fer la comanda.

Demana un xec.

6. Els problemes que presenta un VFD i com dissenyar-los

6.1 Tensió de l'eix i estriades del coixinet

Símptoma: fallada primerenca del coixinet, un patró de tauler de rentat a la carrera, canvi de soroll de marxa. Causa: la tensió de mode comú de la commutació PWM empeny el corrent a través de la capacitat paràsit dins del motor, i com que els coixinets segellats moderns rarament fallen per contaminació, l'erosió elèctrica s'ha convertit en un mode de fallada principal. Les solucions són un anell de terra de l'eix, un coixinet aïllat o un filtre de sortida. En els motors més grans, un anell de terra a l'extrem de l'accionament més un coixinet aïllat a l'extrem més llunyà trenca el camí del corrent circulant en lloc de drenar un extrem. NEMA MG-1 Part 31 és la referència per als motors de servei inversor i el cost és una fracció d'un rebobinat. El risc augmenta amb la mida del motor, la longitud del cable i la freqüència de la portadora, de manera que en un ventilador petit amb un cable curt podeu saltar-lo.

6.2 Harmònics

Comenceu per quan podeu deixar-ho sol: una unitat modesta en una font amb una àmplia capacitat de transformador i sense càrregues paral·leles sensibles rarament necessita tractament. Quan ho feu, l'escala va des d'una bobina de corrent continu-incorporada, fins a un reactor de línia, fins a dissenys frontals actius o de 12 polsos, augmentant considerablement el cost. I IEEE 519 estableix límits en el punt d'acoblament comú per a la instal·lació, no per a una sola unitat.

6.3 Longitud del cable del motor i ones reflectides

Els temps ràpids de pujada de tensió es reflecteixen als terminals del motor dels cables llargs, i l'ona reflectida s'afegeix a l'ona incident, estressant les primeres voltes del bobinatge. Els límits publicats varien segons la marca, la mida del marc, el tipus de cable i el filtratge, així que preneu la figura del manual del vostre número de peça. La part contraintuïtiva: el cable apantallat sol permetre un recorregut més curt que el no apantallat, perquè la seva capacitat distribuïda és més alta. Correccions en cost ascendent: reactor de sortida, filtre dv/dt, després filtre sinusoïdal.

6.4 Filtres i blindatge EMC

La IEC 61800-3 defineix les categories C1 a C4, i la que necessiteu depèn de la instal·lació i del mercat de destinació. Termineu els blindatges dels cables amb una pinça EMC de 360 ​​graus, mai torçada en una cua, l'error més comú del lloc. I en els subministraments informàtics (desterrats), desconnecteu el filtre EMC intern, un pas imprès a tots els manuals i saltat amb més freqüència del que ningú admet.

6.5 Calefacció i disposició de panells

Disseny del panell només aquí: flux d'aire des de l'entrada inferior fins a la sortida superior, espais lliures per sobre i per sota de cada unitat, apilament de calor quan les unitats se situen una al costat de l'altra i un interval de neteja del filtre. La mida del marc respecte a l'ambient pertany a 5.4.

6.6 Mode de foc i bypass

El mode d'incendi fa que la unitat ignori la majoria dels viatges de protecció i continuï funcionant fins que falla, de manera que l'extracció de fum continua tant com sigui físicament possible. El bypass treu la unitat del circuit i connecta el motor a través de la línia i necessita l'enclavament del contactor perquè les dues fonts mai es puguin tancar juntes. Bypass és una opció, no predeterminada: indiqueu-ho a la vostra comanda, ja que un armari de bypass canvia tant el preu com les dimensions del panell. El que ha de tenir la vostra instal·lació està establert pel codi local i el vostre AHJ.

7. Connexió de la unitat al vostre BMS

El control analògic cablejat és suficient si només necessiteu velocitat. Passeu a un bus de camp per fer diagnòstics, mesurar l'energia, controlar diverses-bombes o tornar al panell. Modbus RTU està integrat en gairebé tots els rangs actuals. BACnet MS/TP és estàndard a les famílies HVAC com ABB ACH580, i una targeta d'opció per a famílies d'ús general, com araSiemens SINAMICS, Schneider Altivar, Rockwell PowerFlex, Mitsubishi FRiOmron MX2. Confirmeu cada targeta d'opció amb el número de peça.

Assigna com a mínim sis punts: freqüència de sortida, corrent, potència, tensió del bus de CC, paraula d'error i hores de funcionament. Els tres primers donen la comptabilitat de l'energia, els tres últims donen una advertència anticipada i proves per a una reclamació de garantia. Si els vostres controls es troben en un PLC, el nostrePLCiHMIles gammes cobreixen les mateixes marques.

8. Referència creuada del-model d'accionament HVAC

Llegiu qualsevol taula de selecció en aquest ordre: classe de potència i tensió, després funcions HVAC i després comunicació. El HVAC premium compra integrat-en control PID i multi-bomba, mode d'incendi, BACnet, plaques recobertes i conjunts de paràmetres de ventilador i bomba. Si no feu servir cap d'aquests, una unitat de propòsit general fa la feina per menys.

La columna de la dreta és el punt sencer. Un reemplaçament rarament falla perquè el successor s'equivoca. Falla perquè el tall ja no s'adapta, el conjunt de paràmetres no s'importarà, la targeta de comunicació antiga no s'endolla o el mode de control predeterminat és diferent del que espera el lloc. Envieu la placa antiga i ho faremreferència creuada-per número de modelabans de canviar el disseny.

9. Readaptació, cost i quan no s'ha d'adaptar a una unitat

En els equips existents, la idoneïtat del motor ho decideix tot: la classe d'aïllament, el rendiment de l'inversor i qualsevol antecedent de fallada dels coixinets. Un motor més antic amb aïllament estàndard en un cable llarg és la ruta clàssica per a una fallada de bobinat tres mesos després de la posada en marxa. Feu que un electricista autoritzat signa l'obra segons el codi local.

El cost total instal·lat no és el preu de la unitat. Recompte de reactors i filtres, protecció de rodaments, modificació de panells, cable, temps de posada en marxa i finestra d'aturada. En molts llocs de treball, la unitat és menys de la meitat del total, i és per això que comparar els preus de la unitat nua us diu poc. La recuperació és el cost incremental dividit per l'estalvi anual, així que indiqueu la vostra tarifa, les hores de funcionament i el perfil de càrrega en lloc de citar una xifra genèrica. El nostreNotes d'aplicació del sector energèticmostrar com es comporten aquests supòsits en el camp.

Quatre casos en què la resposta és no: hores de funcionament molt curtes, equips que ja tenen una velocitat variable integrada, una càrrega de parell constant mal{0}}especificada com a parell variable i un motor l'aïllament del qual no està a l'alçada.

10. Posada en marxa i Localització d'Avaries

Abans d'iniciar per primera vegada, configureu les dades de la placa d'identificació, el límit actual, els límits de freqüència, els temps de rampa, el mode de control, la freqüència de la portadora, les freqüències de salt, el comportament de reinici i l'adreça de comunicació. Tres s'equivoquen més que la resta: acceleració massa curta (discontinuació per sobreintensitat), desacceleració massa curta (discontinuació per sobretensió) i la freqüència de la portadora augmenta per a la tranquil·litat sense la disminució de 5,4.

Els ventiladors i condensadors són consumibles que val la pena substituir. Normalment no hi ha una fallada del mòdul d'alimentació en una unitat antiga i s'ha de substituir una unitat sense recanvis, cosa que us porta de nou a la secció 8.

11. Com obtenir la unitat correcta

Feu aquestes preguntes a qualsevol proveïdor abans de comparar preus.

1. Què cobreix la garantia i comença a l'enviament o a la posada en marxa?
2. Podeu provar la potència de la unitat abans de l'enviament i enviar proves?
3. Quina és la política de devolució d'una unitat especificada incorrectament?
4. Donareu suport a la selecció en funció de la meva placa d'identificació i de les condicions del lloc?
5. Quin és el temps de lliurament real de les accions que teniu?

A continuació, comproveu el que arriba: placa d'identificació contra l'etiqueta de cartró, número de sèrie traçable, versió del firmware indicada. En tancament d'una sala de planta, dues setmanes addicionals de termini de lliurament costen molt més que la diferència entre les cotitzacions, per això la disponibilitat supera el preu unitari.

Així és també com treballem.Chentuoemmagatzema unitats ABB, Siemens, Schneider, Mitsubishi, Omron i Rockwell a Shenzhen, s'envia en 48 hores per DHL, FedEx, UPS o TNT, ofereix un any de suport postvenda i ajuda amb la selecció, instal·lació i proves. Tots els noms de marques i números de model anteriors són marques comercials dels seus respectius propietaris i només apareixen aquí com a referència-creuada.

PMF

 

 

El meu antic disc està interromput. Què demano en canvi?

Envieu el número de model complet des de la placa d'identificació. La família successora sol ser evident; el treball es troba en les diferències, és a dir, dimensions, disposició del terminal, migració de paràmetres i targetes de comunicació. Vegeu la secció 8.

Quina mida de disc necessito per a un motor de 10 CV?

Mireu el corrent de la placa, no la potència. Trieu una unitat la qualificació de parell variable contínua superi aquesta xifra amb marge i, a continuació, reduïu l'ambient i l'altitud. Una unitat nominal de 10 HP és el punt de partida, no la resposta.

Necessito una unitat específica de climatització o funcionarà una de propòsit general?

Una unitat de propòsit general fa funcionar un ventilador o una bomba perfectament. Pagueu la prima només pel mode de foc, BACnet, control de bombes múltiples o taulers recoberts. Compareu tots dos al nostreCatàleg VFD.

Quant de llarg pot ser el cable del motor?

Depèn del model de la unitat, la mida del bastidor, el tipus de cable i el filtratge, així que preneu el límit del manual del vostre número de peça. El cable blindat sol permetre un recorregut més curt. Passat això, afegiu un reactor de sortida o un filtre dv/dt.

Puc fer funcionar un motor de 50 Hz a 60 Hz?

Mecànicament sovint sí, elèctricament amb cura. Per sobre de la freqüència nominal, el motor entra debilitant-se mentre la potència del ventilador augmenta amb el cub de velocitat, de manera que la sobrecàrrega arriba ràpidament. Comproveu primer el motor i l'equip impulsat.

Quines certificacions hauria de portar la unitat per al meu mercat?

Depèn de la destinació, generalment CE a Europa, UL o cUL a Amèrica del Nord, EAC per al mercat euroasiàtic. Expliquem què porta cada unitat per número de peça en lloc d'una reclamació general.

Consulta gratuïta