Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Energiahatékonyság, frekvenciaváltók

2011/1-2. lapszám | Várföldi Róbert |  4022 |

Az alábbi tartalom archív, 10 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Energiahatékonyság, frekvenciaváltók

Bármilyen irányból közelítjük is meg a mindannyiunk életét alapvetően befolyásoló globális folyamatokat, a végkövetkeztetések nagyjából egy irányba mutatnak. Nézzük akár a globális gazdasági nehézségeket, a klímaváltozást okozó környezetszennyezést, az emberek mindennapjait megkeserítő egzisztenciális problémákat, melyek következményeként mind többeknek kell átgondolniuk megszokott kiadásaik szükségszerűségét, a megoldás egyik kulcsa az egyre átgondoltabb takarékoskodás lehet.

Az épületgépészeti rendszerekre lefordítva

a takarékosság elsősorban az átgondolt és célszerű beruházásokat, a szakszerűen kiválasztott és korszerű műszaki megoldások alkalmazását, a jelentős megtakarítási lehetőséget kínáló korszerűsítési folyamatok megvalósítását és a pontos energiafelhasználás mérését jelenti. Mostani írásunkban elsősorban a kifejezetten nagy épületgépészeti rendszerekkel és azok energiafaló központi elemeivel kívánunk foglalkozni, bemutatva egy látványos megtakarítást kínáló elektromos készülék alkalmazásából adódó lehetőséget, a frekvenciaváltók utólagos beépítésének racionalitását. Nagyszámú lakást tartalmazó társasházi fűtési rendszerek vagy hatalmas irodakomplexumok központi épületgépészeti egységeit elemezve megállapítható, hogy az egyik legjelentősebb energiafogyasztó komponens az itt elhelyezett központi szivattyú(k) illetve ventilátor(ok).

Ezek az elemek nagy gépészeti rendszer esetében

a néhány kW-os értéktől akár a több 10 kW-os értékű teljesítményfelvételig elmehetnek. Ilyen elektromos fogyasztás mellett már hatványozott jelentőséggel bír, hogy a fogyasztónk egyfokozatú, többfokozatú működésre vagy folyamatos teljesítményszabályozásra képes. Az egyfokozatú készülékek méretezése mindig a maximális igényként megjelenő térfogatáramra történik, tehát ha üzemelnek, akkor minden esetben a méretezési állapothoz tartozó maximális térfogatáramot szállítják. Ilyen mértékű teljesítményigény viszont az üzemelési időszaknak csupán igen kis részében jelentkezik. Az általában előforduló időszakban – nevezzük ezt átmenetinek – a ventilátorok és szivattyúk tehát indokolatlanul működnek ezen a teljesítményszinten, és a tényleges igénytől teljesen függetlenül, feleslegesen szállítják a maximális térfogatáramot. Hogy ez ne okozzon komfortproblémákat, a gépészeti rendszerekben hidraulikailag próbálják a kialakuló nemkívánatos jelenségeket korrigálni, például fojtószelep vagy megkerülő bypass-ág beiktatásával. Ez a lehető legrosszabb energetikai megoldás, hiszen maximális teljesítményfelvétel mellett előállítjuk a szélsőséges üzemállapothoz tartozó térfogatáramot, amit aztán a másik oldalon próbálunk „elkoptatni”, kvázi mesterségesen veszteséget generálva a rendszerünkben. Mindezekből könnyen kiolvasható, hogy főleg az egész évben üzemelő rendszerek esetén jelentős megtakarítás érhető el az igényfüggő fordulatszám-szabályozás alkalmazásával, melynek előnye a szinte állandóan megvalósuló részterhelés esetében folyamatosan jelentkezik. Természetesen az egyik lehetséges megoldás, hogy magát a szivattyút/ventilátort cseréljük ki fordulaszám-szabályozott kivitelűre. Ez a megoldás azonban sok esetben nem a leghatékonyabb választás a cél eléréséhez, hiszen ekkor magát a meglévő szivattyút is ki kell dobni, ami néhány tízezer forinttól akár a több millió forintos értéket is képviselhet.

Ez különösen akkor lehet fájó megoldás,

ha nemrégiben a szivattyú teljes generálon esett át, és a ráköltött sok tíz-, százezer forintos beruházásnak esélye sincs megtérülni. Mi tehát a célszerű, ha kinyilvánítottuk a takarékosabb üzemeltetés iránti igényünket, de az üzembiztosan működő gépészeti rendszerünk minden meglévő és még működőképes elemét szeretnénk felhasználni a továbbiakban is? A legegyszerűbb megoldás önálló frekvenciaváltóval felszerelni/kiegészíteni meglévő szivattyúnkat/ventilátorunkat. Ebben az esetben a gépészeti rendszer gyakorlatilag változatlan formában és tartalommal üzemben maradhat, csupán a frekvenciaváltót – mint kiegészítő elektromos eszközt – kell a rendszerünkhöz csatlakoztatni, és beépíteni a szabályozás alapját biztosító kiegészítő szerelvényeket (például nyomásérzékelőt, nyomáskülönbség-távadót stb.) Manapság a világ vezető szabályozástechnikai cégei átfogó termékválasztékot kínálnak kifejezetten HVAC-rendszerek szabályozására kifejlesztett frekvenciaváltókból.

Ezen készülékek

speciálisan fűtési, szellőzési és légkondicionálási rendszerekhez lettek kifejlesztve, és funkcióikban, beállítási lehetőségeikben, működési algoritmusaikban az ilyen rendszerek jellemzőihez igazodnak. Működésük elve nagyon egyszerű: a felhasználó által beállított rendszer-nyomásviszonyt, illetve a ventilátor/szivattyú működése során fellépő forgatónyomatékot ellenőrzik, és optimalizálják folyamatosan a működési jellemzőket, minimalizálva ezáltal az üzemeltetésre felhasznált energia mennyiségét. Beépítésük, csatlakoztatásuk egyszerű, csakúgy, mint a kezelésük. Működhetnek önálló készülékként, vagy – kommunikációképes kialakításuknak köszönhetően – egy épületfelügyeleti rendszerbe integráltan egyaránt. Felhasználhatóságukat nagyban elősegíti, hogy digitális bemenetek és kimenetek széles választékával rendelkeznek, így számos érzékelő- és jeladótípussal kombinálhatók. Megfelelő beállítást követően pedig akár olyan biztonsági funkciók aktiválhatók, mint a tűzjelző kontaktus hatására induló vészszellőztetés, amely megfelelő rendszerkialakítás esetében elősegítheti a füst elvezetését vagy a füstmentes terület légpótlását.

Az ilyen frekvenciaváltók

gyorsan és pontosan képesek az adott rendszer nyomásviszonyait, illetve hőmérsékleti paramétereit a beépített PID-algoritmus alapján, az igényektől függően szabályozni, akár még párhuzamosan kapcsolt szivattyúk esetében is. Ha például 3 szivattyúval kell a szükséges térfogatáramot biztosítani, akkor az elsőt igényfüggően szabályozza a frekvenciaváltó, míg a másik két szivattyút csak szükség esetén lépteti be a készülékünk, így biztosítva mindig a megfelelő áramlást. A készülékek választhatók szabadon szerelhető (IP54) vagy szekrénybe építhető (IP20) kivitelben egyaránt. Ha meghibásodik a szi- vattyú, és cserélni kell, a frekvenciaváltó az új egység vezérlésére percek alatt átállítható. Az igazán korszerű készülékeknek további jellemzője, hogy számítógéphez csatlakoztathatók, és különböző kezelőszoftverek segítségével paraméterezhetők, illetve monitorozható a működésük. Ez számos kiegészítő lehetőséget kínál a különböző beállítások változtatásához, kipróbálásához, archiváláshoz vagy azonos működési körülmények mellett üzemelő készülékek gyors és egyszerű felprogramozásához. További előnyként megemlíthető, hogy a folyamatos teljesítményszabályozás elősegíti a szivattyú, ventilátor élettartamának növelését, illetve ugyanezen okból a karbantartási költségek csökkentéséhez is aktívan képes hozzájárulni. Ma már szinte valamennyi frekvenciaváltó felszerelhető EMC (elektromagnetikus kompatibilitás) szűrővel, így garantálható, hogy a készülék működése a lakóházak, irodaépületek vagy ipari épületek esetében semmiféle elektromos zavart ne okozzon (például a számítógépek zavartalan működésének biztosítása érdekében). Most már csak az a kérdés, hogy mennyibe kerül és mennyit tud megtakarítani egy ilyen berendezés? A termékek listaára a százezer forint körüli összegnél kezdődik és 2 millió forintig is elmehet (teljesítménytől, védettségtől, kiviteltől függően). Miután nem „filléres” beruházási igénnyel jár, ezért nyilván csak akkor van létjogosultsága, ha igen attraktív megtérülési számokat tud produkálni az egyes alkalmazások esetében.

Hogy ne kelljen teljesen „vakon” tervezni

a beruházást, kitűnő megtérülést számító programok állnak rendelkezésre a pontos kalkuláció elvégzéséhez (gyártótól függően). Csupán meg kell adni az adott rendszer legfontosabb műszaki paramétereit, illetve a beruházási költségeket és az elektromos energiaárakat, amelyek ismeretében a program máris kiszámítja a várható megtérülési időt, illetve az éves megtakarítás lehetőségét közvetlenül kWh-ban, illetve adott pénznemben egyaránt. A frekvenciaváltók bármely 3-fázisú motorral szerelt villamos fogyasztó szabályozásához alkalmazhatók, és kifejezetten látványos energia-megtakarítási lehetőséget, ezáltal gyors megtérülést kínálnak az alábbi alkalmazási területeken: A friss és az elhasznált levegőt szállító ventilátorok terhelés, igény vagy légminőség szerinti fordulatszám-szabályozása légkezelő rendszerekben. Primer és szekunder szivattyúk terhelés szerinti fordulatszám-szabályozása fűtési rendszerekben (például többemeletes társasházak termosztatikus szeleppel szerelt fűtési rendszerénél a „zajos radiátorszelep” probléma megoldására is). VAV egységek. Hűtőtorony-ventilátorok. Kondenzátum-szivattyúk stb. Összességében tehát kijelenthető, hogy ven- tilátorok és szivattyúk frekvenciaváltók általi igényfüggő szabályozásával a gyakorlati tapasztalatok alapján akár 50%-os energia-megtakarítás is elérhető az épületgépészeti rendszereknél. Manapság, amikor 5-10% megtakarítás is már jelentős fegyverténynek kiáltható ki, már-már utópisztikus jövendölésnek tűnik egy efféle megállapítás. Nem kell a rendszert átalakítani, nem kell új gépészeti terv, szerteágazó beszerzési tender, idegőrlő kivitelezési időszak, csupán egy kiegészítő elektromos készülék, és az energiatakarékossági beruházás gyorsan, egyszerűen megvalósulhat… A várható megtakarítás pedig felülmúlja még legmerészebb álmainkat is, garantálva a befektetés gyors megtérülését, amely nem ritkán csupán hónapokban mérhető… A technika adott, a műszaki megoldás elérhető, csak alkalmazni kellene.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem