Енергозберігаючі вентилятори для вентиляції та кондиціонування

Нові Plug Fans виробництва компанії ebm-papst вже сьогодні випереджають вимоги завтрашнього дня: більше потужності при подачі повітря і висока ефективність використання енергії.

З введенням Положення ErP (Energy related Products-Directive) Для вентиляторів виготівники повинні виробляти свої продукти для європейського ринку відповідно до вимог до енергозбереження. Це стосується всіх вентиляторів у діапазоні потужності від 125 Вт до 500 кВт, незалежно від того, чи працюють вони як окремі прилади, або як компоненти в рамках одного пристрою або споруди.

Значний потенціал енергозбереження мають вентилятори в пристроях вентиляції та кондиціонування, тому що найчастіше працюють із великою тривалістю включення. Сучасні вентилятори з енергозберігаючою технологією ЄС забезпечують ряд переваг: вони не тільки відповідають діючим і майбутнім вимогам, але й істотно перевершують їх. Від цього виграють навколишнє середовище і гаманці споживачів.

Рис. 1. Фрагмент серії Plug Fans: 12 варіантів радіальних вентиляторів з загнутими назад лопатями, з алюмінієвого листа, з діаметром ротора від 250 до 900 мм., Забезпечують потужність подачі повітря до 30 000 м3 / ч.

Для енергозберігаючого застосування в вентиляторах і кондиціонерах компанія ebm-papst Mulfingen розробила т.зв. серію вентиляторів Plug Fans з технологією GreenTech EC, яка вже завоювала своє місце на ринку. Для забезпечення більш високої потужності подачі повітря, існуюча серія була розширена (рис. 1 і 2).

Рис. 2. Збільшення потужності. Зазначене синім показує нові типорозміри.

Тепер радіальні вентилятори з загнутими назад лопатями, діаметром ротора від 250 до 900 мм. і потужністю приводів від 400 Вт до 6 кВт, можуть використовуватися практично у всіх існуючих пристроях вентиляції та кондиціонування. Потужність подачі повітря простягається від 300 до 30 000 м3 / ч при відповідному збільшенні тиску до 1600 Па.

Типовим прикладом застосування є охолодження великих інверторів для елементів сонячних батарей або охолодження генераторів на вітряних енергетичних установках.

З огляду на те, що вентилятори забезпечуються також антикорозійним, а також спеціальним гігієнічним покриттям, можливе застосування в медичних установах або басейнах (рис. 3).

Рис. 3. Plug Fans можуть мати також антикорозійне та спеціальне гігієнічне покриття.

Сучасна технологія ЄС і продумані деталі конструкції

При розробці серії здійснювалася оптимізація в плані очікуваних вимог щодо мінімальної ефективності (ККД) вентиляторів (рис. 4). Це стало можливим завдяки підбору матеріалів, продуманим деталям конструкції, а також використанню сучасної технології ЄС на приводах.

Мотор, електроніка і ротор були максимально оптимізовані один з одним для досягнення максимально можливої ефективності і використання матеріалів, а також запобігання збільшенню розмірів. Геометрія лопастей вентилятора зі скошеним краєм покращує, наприклад, аеродинамічні властивості, а також підвищує стабільність обертання. У стандартній версії інтегрується точка відбору тиску (гвинтовий ніпель) для визначення ефективного тиску. За окремим вимогу можливе виготовлення кільцевого відводу. Розташування колеса вентилятора на зовнішньому двигуні ротора вибрано таким чином, щоб оптимізувати аеродинамічні та інсталяційні переваги. Мотори відповідають найсуворішим вимогам: застосовувані в Plug Fans приводи ЄС вже сьогодні ефективні настільки ж, наскільки мотори класу IE4, тобто вони випереджають діючі вимоги положення ErP до ККД.

Рис. 4. Графік ККД показує, що вентилятори випереджають встановлені вимоги до параметрів.

Вони можуть регулювати кількість обертів за допомогою інтегрованого електронного пристрою управління, що дозволяє оптимізувати їх у відповідності з вимогами, і працювати з максимальним ККД. Тому при рівній потужності подачі повітря вони споживають істотно менше енергії, ніж приводи АС. Потенціал енергозбереження є не тільки в режимі повного навантаження, але і в режимі часткового навантаження.

Суттєве значення для пристроїв вентиляції та кондиціонування має рівень шуму. У цьому сенсі приводи ЄС є оптимальним вибором, тому що вони не створюють жодної моторного шуму в відрегульованому стані.

Компактність і зручність при монтажі

Іншою перевагою Plug Fans є компактність конструкції. Мотор зовнішнього ротора з електронною комутацією інтегрований безпосередньо в колесо вентилятора. Відпадає необхідність у традиційному приводному ремені між мотором і вентилятором (рис. 5). Це дозволяє зменшити простір, необхідний для інсталяції. Такий ефект завжди бажаний в пристроях вентиляції та кондиціонування, тому що з'являється можливість мініатюризації пристроїв кондиціонування, зниження витрат на матеріали, а з іншого боку, зменшення необхідного простору для інсталяції. Машинні приміщення і т.д. можуть бути спроектовані в менших розмірах. Одночасно в порівнянні з ремінними приводами потрібно менше зношуються частин, менше технічного обслуговування, що на перспективу знижує витрати на сервісне обслуговування. Інтегрована в моторі електроніка має також ще одне практичне перевага: для підключення до мережі не потрібно екранований провід.

Рис. 5. Економія місця завдяки використанню вентиляторів ЄС (зверху) в порівнянні з системами з вентиляторами АС і ремінним приводом (внизу).

Plug Fans є в різних варіантах установки, напр. «Кріпильний павук», вбудована несуча пластина для простоти компенсації коливань. Вбудована в мотори ЄС ефективна електроніка може підключатися до мереж з будь-якими параметрами: в залежності від типу мотора, або з однофазним змінним напругою від 200В до 277В або від 380В до 480 В для мереж постійного струму. При цьому частота в мережі може становити 50 або 60 Гц. Зміна частоти не робить ніякого впливу на потужність подачі повітря і ККД. Це означає, що один і той же тип вентилятора може працювати в різних мережах по всьому світу. Вибір вентилятора для конкретного застосування полегшується програмою підбору, сертифікованої TUV, яка мається у вигляді самостійного програмного забезпечення або модуля DLL для ув'язки користувацьких програм конфігурування пристрою.

Таким чином, крім усього іншого можна розрахувати витрати на весь період експлуатації відповідного вентилятора, тобто користувач з самого початку бачить, які можливості економії у нього з'являються при практичному застосуванні нових Plug Fans.

Інтерфейс ModBus для простої прив'язки до керуючим пристроям

Можливості управління є обов'язковим набором для сучасних вентиляторів. Вбудовані в приводах електронні пристрої не тільки оптимізовані з моторами ЄС, але і регулюються аналоговим способом через сигнал 0 ... 10 В або цифровим способом через інтерфейс ModBus (понад 500 Вт). Таким чином забезпечується просте і практичне з'єднання з іншими побутовими пристроями.

З'єднання через шину дає серйозні переваги, особливо, коли працює кілька вентиляторів: починаючи від конфігурації на початку роботи, закінчуючи сервісом, діагностикою несправностей і технічним обслуговуванням, серйозно спрощується робота з технікою, якщо доступ до вентиляторів можливий через центральний комп'ютер. Крім відповідного програмного забезпечення є також версія для смартфонів, за допомогою якої об'єднані в мережу вентилятори настроюються, контролюються і регулюються через «блютус» без кабельного з'єднання.

Для максимальної потужності подачі повітря

Для максимальної потужності подачі повітря, наприклад, в центральних кондиціонерах або для охолодження дата-центрів, можна паралельно підключати кілька вентиляторів (рис. 6). Детальні вимірювання показали, що при монтажі на відстані половини діаметра колеса між вентиляторами не виникає ніякого взаємного впливу, яке знижувало б кількість повітря або погіршувало рівень шуму. Такі комбінації дозволяють підвищити не тільки потужність, але і виробничу безпеку. При відключенні одного з вентиляторів залишилися вентилятори заповнюють відсутній обсяг. Крім того, менші за розміром і масою вентилятори набагато простіше в обігу при складанні і розбиранні, ніж великі пристрою. На практиці такого виходу з ладу відбутися не може, тому що Plug Fans вважаються дуже надійними в експлуатації.

Рис. 6. Паралельне підключення декількох вентиляторів ЄС дозволяє збільшити потужність подачі повітря до рівня понад 10 000 м3 / ч.

Для зниження навантаження на підшипники мотора і підтримки високої об'ємної швидкості протягом тривалого часу колеса вентилятора оснащуються сім'ю лопатями, загнутими назад, зробленими з алюмінію.

Матеріал знижує масу вентиляторів, одночасно забезпечує високий рівень стабільності. Окремі лопати мають суцільне зварне з'єднання, що також сприятливо впливає на довговічність і стабільність. Плановий термін служби вентиляторів складає 40 000 робочих годин. Це відповідає регулярної експлуатації протягом 4,5 років при максимальному навантаженні, максимально допустимої навколишній температурі. У режимі часткового навантаження або при низьких температурах термін служби істотно збільшується.

Рис. 7. Мотори ЄС (зелений) істотно перевершують по ефективності вимоги, що пред'являються до моторів АС (інші кольори).

Серія Plug Fans за технологією GreenTech EС пропонує користувачеві довговічні, дуже ефективні, прості в управлінні і потужні вентилятори для будь-якого використання в пристроях вентиляції та кондиціонування.