Aplicação de conversores de frequência em sistemas HVAC

I. Cenários de aplicação e execução técnica

1.Sistema de circulação de água congelada

• Princípio: O conversor de frequência regula a velocidade da bomba refrigerada com base na temperatura da água de retorno para ajustar o caudal e alcançar a estabilidade da temperatura interior.
• Detalhes técnicos:
  • Relação entre taxa de fluxo e velocidadePor exemplo, quando a taxa de fluxo é reduzida para 80%, a potência do eixo (P) é proporcional à potência da velocidade (n).A potência do eixo é reduzida para 51.2%.
  • Estratégia de controlo: O controlo PID é adotado, combinado com o feedback da temperatura da água de retorno, para ajustar dinamicamente a velocidade da bomba e evitar o congelamento do evaporador, garantindo a segurança do sistema.
• Caso: Um determinado tipo de conversor de frequência é aplicado no sistema de circulação de água HVAC para alcançar uma temperatura de saída estável de água refrigerada, com um efeito de poupança de energia de 20% a 40%.

2.Sistema de circulação de água de arrefecimento

• Princípio: tomando como base de controlo a diferença de temperatura entre a água de entrada e a água de saída, a velocidade da bomba de arrefecimento é ajustada para otimizar a eficiência de arrefecimento.
• Detalhes técnicos:
  • Controle da diferença de temperatura: Quando a diferença de temperatura é grande, a velocidade da bomba é aumentada; quando a diferença de temperatura é pequena, a velocidade da bomba é diminuída para manter o condensador a funcionar eficientemente.
  • Requisitos de protecção: O ambiente da torre de arrefecimento é úmido e empoeirado, pelo que o conversor de frequência deve ter um nível de protecção IP55 para evitar a entrada de vapor de água e poeira.
• Caso: Um determinado produto líder na indústria aciona o ventilador da torre de arrefecimento num edifício comercial,A redução do consumo de energia deve ser efetuada através de uma redução do consumo de energia e de uma redução do consumo de energia..

3.Controle do ventilador da torre de arrefecimento

• Princípio: Ajustar a velocidade do ventilador de acordo com as mudanças sazonais e cooperar com a bomba de refrigeração para obter o melhor efeito de poupança de energia.
• Detalhes técnicos:
  • Começo suave - PararPor exemplo, um determinado tipo de conversor de frequência é aplicado no ventilador da torre de arrefecimento,e uma frequência de limite inferior é definida para evitar danos à caixa de velocidades.
  • Efeito de poupança de energia: Quando o ventilador funciona a uma velocidade baixa, a quantidade de água de deriva é reduzida, a fonte de água é poupada e o ruído é reduzido.
• Caso: O conversor de frequência controla o ventilador da torre de arrefecimento no edifício de uma determinada empresa de transmissão, alcançando uma economia de energia de 50% e realizando uma gestão automática através do sistema BMS.

4.Sistema de ventilação

• Princípio: Em cenários como metrôs e usinas industriais, o conversor de frequência impulsiona o sistema de ventilador para se adaptar a ambientes complexos (como alta temperatura, alta umidade e alto pó).
• Detalhes técnicos:
  • Nível de protecção: O sistema de ventilação do metrô necessita de um nível de protecção IP55 ou superior para garantir o funcionamento estável do equipamento em ambientes adversos.
  • Controle inteligentePor exemplo, um certo tipo de conversor de frequência suporta o arranque de frequência variável de várias bombas no projeto de metrô,Redução do impacto da pressão na rede de tubulações.
• Caso: Um projecto de metro urbano adopta um conversor de frequência e, através das funções de condensação e protecção contra geadas, a fiabilidade do sistema de ventilação é assegurada.

II. Efeito de poupança de energia e apoio dos dados

1.Economias significativas de energia

• Base teóricaA potência do eixo é inversamente proporcional à terceira potência da velocidade, quando o caudal é reduzido em 20%, a potência do eixo é reduzida em 51,2%.
• Casos reais:
  • Um determinado prédio da empresa de transmissão: Após a utilização do conversor de frequência, o sistema HVAC economiza cerca de 50% de energia e as economias anuais de custos de eletricidade são significativas.
  • Um Hospital Universitário: O conversor de frequência economiza anualmente 800.000 quilowatts-hora de energia, reduz 750 toneladas de emissões de dióxido de carbono e aumenta a COP para 3,6 (bomba de calor) e 5 (máquina de resfriamento).
  • Um certo tipo de conversor de frequência: Economiza 20% - 40% de energia no sistema HVAC e evita o consumo de energia de operação a toda velocidade através de regulação dinâmica da velocidade.

2.Extensão da vida útil do equipamento

• Começo suave: O conversor de frequência reduz o impacto da corrente de arranque do motor e prolonga a vida útil das bombas e dos ventiladores.O custo de manutenção dos equipamentos num determinado projeto é reduzido em 30% devido a um arranque suave.
• Proteção mecânica: O ventilador da torre de arrefecimento define uma frequência de limite inferior através do conversor de frequência para evitar danos à caixa de velocidades devido à operação a baixa velocidade.

3.Adaptabilidade ao ambiente

• Nível de proteção IP55: Em ambientes climatizados com muita poeira e umidade (como plantas de transformação de alimentos e minas de carvão),O conversor de frequência deve atingir um nível IP55 para evitar a entrada de poeira e vapor de água e garantir um funcionamento estável.
• Caso: Um certo tipo de conversor de frequência IP55 é aplicado em ocasiões de alta exigência, tais como unidades militares e fabricação de armas, adaptando-se a ambientes industriais adversos.

III. Integração inteligente e integração de sistemas

1.Integração com o sistema de automação de edifícios (BAS)

• Protocolos de comunicação: O conversor de frequência suporta protocolos como o Modbus e o Profibus e pode ser conectado perfeitamente com o BAS para realizar monitoramento remoto e ajuste de parâmetros.
• Caso: Um determinado tipo de conversor de frequência utiliza um módulo de ligação inteligente e os dispositivos móveis podem ser utilizados para uma rápida colocação em funcionamento e monitorização, melhorando o nível de inteligência do sistema.

2.Monitorização e análise de dados

• Dados em tempo real: O sistema de monitorização PLC registra a eficiência dos equipamentos, como o número de operações da máquina de arrefecimento e o ajuste automático da carga, para garantir o estado óptimo.
• Aviso de falha: O conversor de frequência armazena informações de falhas, como a manipulação flexível quando faltam sinais, reduzindo o tempo de inatividade.

3.Gestão da energia

• Ajuste dinâmicoPor exemplo, mudar para o estado de poupança de energia à noite e nos fins de semana,e continuar a correr a uma velocidade baixa para manter a temperatura e a umidade.
• Caso: O sistema BMS de um determinado edifício ajusta automaticamente os parâmetros do conversor de frequência no inverno e no verão para satisfazer a procura e, ao mesmo tempo, poupar energia.
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  Conclusão

  O conversor de frequência realiza as seguintes vantagens fundamentais no sistema HVAC através de regulação precisa da velocidade, controle inteligente e gestão eficiente da energia:

  1. 1. Economias significativas de energia: A potência do eixo diminui de acordo com a terceira potência da velocidade, e o caso mostra que o efeito de poupança de energia é de 20% - 50%.
     2. Extensão da vida útil do equipamento: O arranque suave e a protecção mecânica reduzem os custos de manutenção.
     3. Integração inteligente: É perfeitamente ligado ao sistema BAS para realizar o controlo remoto e a gestão automática.
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