Вентилятор с частотным регулированием

Производители

Правильно функционирующая система вентиляции любого назначения и сложности всегда в своем составе имеет элементы управления. Включение и выключение вентсистемы, необходимость частого изменения количества приточного или вытяжного воздуха, соответствующее реагирование на аварийную ситуацию – для всех этих манипуляций и необходима автоматика и элементы управления, например, такие как частотные преобразователи, частотные регуляторы оборотов, сервоприводы, датчики и т.д. Поэтому, при инсталляции систем микроклимата, нужно понимать, насколько важны в работе сетевой вентиляции элементы управления и автоматика, что сэкономив на их приобретении, мы можем понести значительные расходы в процессе эксплуатации климатических систем.

Частотные регуляторы скорости вентиляторов, или регуляторы скорости оборотов (вращения), при вложении средств на их приобретение, впоследствии их применения оправдывают себя не только экономией на электроэнергии, но и снижением износа, что также является эффектом экономии, поэтому за срок их использования регуляторы окупаются в несколько раз.

Регуляторы бывают нескольких видов, симисторные, плавного регулирования, одно- и трехфазные – самые маломощные из них. Влагостойкий корпус симисторных регуляторов даёт возможность устанавливать эти регуляторы даже в условия повышенной влажности, загазованность или запыленности. Все трёхфазные симисторные регуляторы скорости обладают высокой точностью управления, снабжены плавким предохранителем.

Для более мощных вентиляторов используются регуляторы оборотов ступенчатого регулирования – трансформаторные, 2-х, 3-х или 5-ступенчатые, одно- и трехфазные. Вес некоторых из них доходит до 30кг и имеют вид больших щитов управления.

Также на базе частотных регуляторов вращения, для очень крупных объектов, могут выполняться профессиональные сборки: сложные шкафы управления.

Приобретя частотный регулятор, цена которого зависит и от эксплуатационных характеристик, и обязательно от бренда, мы экономим за счёт снижения потребления электроэнергии и увеличения срока службы электродвигателя, кроме указанных преимуществ, мы получаем значительное понижение шумов работающего вентилятора, когда не нужна максимальная мощность.

При выборе частотного регулятора для вентилятора, нужно руководствоваться сведениями, на какой максимальный ток он рассчитан.Регулятор оборотов можно применять в управлении одногоили группы вентиляторов. Важно, чтобы сумма токов всех подключенных к нему вентиляторов не превышала допустимый максимальный ток для данного регулятора.

Вентиляция – одна из основных инженерных систем любого объекта. Функции вентиляционных систем – поддержание оптимального состава воздуха во всех помещениях объекта, удаление углекислого газа, а также вредных веществ, образующихся в процессе производства или жизнедеятельности.

Регулирование подачи воздуха в таких системах осуществляется шиберными заслонками или изменением угла лопастей вентиляторов. Такой способ имеет ряд недостатков, самым значительным из которых является высокое потребление электроэнергии. При изменении подачи воздуха, потребляемая системой электрическая мощность практически не меняется. Корме того, при проектировании мощность электродвигателей выбирают с большим запасом с учетом возрастающего пневмосопротивления при засоре воздушных фильтров. В результате система работает в режиме недозагрузки, при неизменном потреблении электричества.

Задачи, решаемые установкой частотных преобразователей.

Главные задачи при проектировании этих систем – обеспечение эффективного воздухообмена при наименьших затратах, согласование работы с режимами эксплуатации других инженерных систем здания. Использование частотно-регулируемого привода позволяет:

• Обеспечить защиту электродвигателей вентиляторов от перегрузок, несимметричной нагрузки, повышения или понижения напряжения питания, других ненормальных и аварийных режимов работы без использования дополнительных схем защиты.
• Контролировать характеристики системы с удаленного пункта, согласовывать работу с противодымными противопожарными системами. Специализированные частотные преобразователи Danfoss VLT поддерживают распространенные протоколы связи, а также совместимы с веб-сервисом Cloud-Control.
• Регулировать производительность системы в соответствии с нагрузкой. Преобразователи частоты позволяют регулировать подачу воздуха без использования заслонок и дорогих вентиляторов с переменным углом наклона лопастей. Потребление электроэнергии при этом пропорционально фактической нагрузке.
• Оперативно реагировать на аварии и устранять неполадки в работе. ПЧ Danfoss для систем вентиляции имеют функции контроля обрыва приводного ремня, наличия воздушного потока, температуры, влажности и других параметров воздуха. Эти устройства также вносят запись об аварии во встроенную память.
• Увеличивать межремонтный период вентиляционного оборудования. Плавный запуск, ограничение пусковых токов, регулирование частоты вращения приводного двигателя снижают нагрузку на электросеть, кинематическую схему.

Примеры применения ПЧ в вентиляции различных типов

Преобразователи частоты можно использовать во всех типах вентиляционных систем

Системы с рекуперацией. В этих установках тепло удаляемого воздуха используется для нагрева воздуха в помещении. В системах с роторным рекуператором частотный преобразователь автоматически увеличивает скорость его вращения при снижении температуры воздуха и наоборот.

Особенности выбора частотных преобразователей для вентиляции

Кроме общих критериев выбора частотных преобразователей для вентиляционных систем (электрические характеристики, степень защиты и других), требуется учесть наличие:

• Функции поддержки протоколов обмена данными с диспетчерским пунктом и другими инженерными системами объекта. Для корректной работы всех систем здания протоколы связи ПЧ должны быть совместимы с другим оборудованием удаленного контроля и других систем сооружения.
• Функции автоматической адаптации электродвигателя. При модернизации существующей вентиляции, фактические характеристики двигателя могут существенно отличаться от паспортных. В этих случаях необходим ПЧ с функциями автоматической адаптации.
• Функции пропуска резонансных частот. При определенной скорости вращения ротора, вибрации вентилятора часто резонируют с собственной частотой колебаний вала. Это вызывает повышенный уровень шума и сильно увеличивает износ. Для вентиляционных систем необходим ПЧ с пропуском таких скоростей.
• Функции пожарной блокировки и нагнетания воздуха в шахты лифта. Согласно правилам пожарной безопасности, все элементы системы дымоудаления должны работать до полного разрушения. Для систем противодымной вентиляции необходим ПЧ, не отключающий вентиляторы при перегрузке. Специализированные ПЧ и контроллеры также должны автоматически блокировать общедомовую вентиляцию при пожаре и обеспечить работу приточных систем на путях эвакуации, в шахтах лифтов, холлах.

При помощи частотных преобразователей можно автоматизировать вентиляционные системы по разности давления, температуре, влажности, расходу воздуха. Для промышленной вентиляции предусмотрены также алгоритмы автоматического управления по содержанию СО2, других газов и составу воздуха.

Основное преимущество ПЧ – снижение расходов на проектирование, монтаж, эксплуатацию вентиляции. Это достигается упрощением схемы управления, снижением энергопотребления, принципиальным изменением системы (отказом от элементов механического регулирования производительности). Кроме того, использование преобразователей частоты уменьшает износ оборудования и удлиняет промежутки между профилактическими и капитальными ремонтами.

В ряде случаев в процессе работы необходимо изменять аэродинамические характеристики вентилятора. Регулирование вентиляторов (изменение аэродинамических параметров вентилятора) осуществляется следующими способами:

— изменением частоты вращения колеса

При регулировании лопаточным аппаратом изменяется безразмерна характеристика, а следовательно, и размерная характеристика вентилятора. При частотном регулировании безразмерная характеристика вентилятора и положение рабочего режима на ней не меняются, поэтому сохраняется и КПД вентилятора при новой частоте вращения. В ряде случаев, это может приводить к неэффективной работе вентилятора в данной сети.

Регулирование лопаточным аппаратом. Регулирование аэродинамических характеристик осевых вентиляторов осуществляется поворотом лопаток (закрылков) входного направляющего аппарата (подкрутка по и против вращения колеса), поворотом лопаток колеса (во время вращения или при остановленном вентиляторе). Регулирование лопаточным аппаратом может приводить как к увеличению (в пределах располагаемой мощности вентилятора), так и к уменьшению давления.

Радиальные вентиляторы регулируются входным направляющим аппаратом только в сторону снижения давления.

Регулирование диаметрального вентилятора осуществляется изменением углов входа потока в вентилятор, внутренним направляющим аппаратом (ВНА) или различного рода вихреобразователями.

Регулирование изменением частоты вращения. Регулирование изменением частоты вращения обычно осуществляется преобразователями напряжения или частотными приводами. В вентиляторах, имеющих шкиво-ременную передачу, регулирование осуществляется подбором шкивов. Регулирование изменением частоты вращения обычно осуществляется в сторону снижения давления вентилятора, так как электродвигатель обычно подбирается на мощность соответствующую максимальным давлению и производительности.

Изменения параметров вентилятора при изменении частоты вращения определяются по следующим формулам:

— производительность Q_i = Q * n_i / n

индекс i соответствует произвольному режиму по частоте вращения.