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PERCHÉ I VSD SONO ESSENZIALI PER LE APPLICAZIONI HVAC

Secondo le stime dell'Agenzia Internazionale per l'Energia (IEA), raddoppiare l'efficienza energetica dei climatizzatori entro il 2050 significherebbe prevenire un aumento dei consumi di energia elettrica di 1.300 GigaWatt e risparmiare fino a 2,9 miliardi di USD. Ma come ottenere risparmi energetici di tale portata? Un modo per rendere più efficienti i sistemi di riscaldamento, ventilazione e climatizzazione (HVAC) è utilizzare azionamenti a velocità variabile (VSD), come spiega Marek Lukaszczyk, Marketing manager per l'Europa e il Medio Oriente di Weg, produttore e fornitore globale di motori elettrici e tecnologie di azionamento.

PERCHÉ I VSD SONO ESSENZIALI PER LE APPLICAZIONI HVAC

L’utilizzo dei VSD è sempre più diffuso nei sistemi HVAC perché garantiscono notevoli risparmi energetici. Questo perché consentono di controllare meglio la velocità. Nelle applicazioni dove vengono utilizzate cinghie o riduttori tradizionali per abbassare la velocità, il motore funziona comunque alla piena velocità. Per contro, utilizzare un VSD allo stesso modo consente di ridurre effettivamente la velocità del motore elettrico. Questo significa ridurre anche l'assorbimento elettrico del motore e quindi anche l'energia elettrica consumata, e questo abbassa l'importo delle bollette.

Ma questa non è l'unica ragione che fa dei VSD la scelta migliore per i sistemi HVAC.

Modulazione ottimale della capacità

I sistemi HVAC sono progettati per funzionare con il carico di picco, anche se tale necessità si presenta solo per periodi relativamente brevi in un dato anno. Di conseguenza, uno dei metodi più efficaci per migliorare l'efficienza energetica di un sistema HVAC è utilizzare un VSD. Il VSD può essere implementato per variare la velocità di uno o più motori in base ai requisiti di carico. Si possono ottenere così riduzioni drastiche dei consumi energetici.

Livelli di controllo precisi

L'utilizzo di VSD per applicazioni HVAC fornisce livelli di controllo più precisi. Un sistema che utilizza un VSD può controllare con maggiore precisione una gamma più ampia di portate e uscite, riducendo al contempo i requisiti di energia e l'usura della pompa. Ad esempio, un sensore di pressione posto all'interno di una condotta d'aria può dare feedback ad un regolatore PID (Proporzionale - Integrale - Derivativo) del drive, confrontando la pressione desiderata con quella effettiva per poi ottimizzarla regolando la velocità del motore del ventilatore. Oltre ad unità di trattamento dell'aria per il riscaldamento, il raffreddamento e la ventilazione (AHU), il controllo proporzionale si può applicare anche ai ventilatori di una torre di raffreddamento e alle pompe dell'acqua refrigerata.

Un VSD per controllare più motori

Un VSD può essere utilizzato per controllare più motori in alcune configurazioni HVAC. È necessario però applicare le considerazioni di progettazione corrette, in particolare per quanto riguarda l'implementazione di una protezione da sovraccarichi adeguata per ogni singolo motore. Questo perché un VSD è in grado di rilevare solo il carico totale collegato, e non quale singolo motore stia assorbendo una corrente elevata. Si noti inoltre che non tutte le tipologie di dispositivi di protezione da sovraccarichi possono essere applicate all'uscita di un VSD. Un ulteriore requisito è il corretto dimensionamento del VSD.

Se questi prerequisiti possono essere soddisfatti, l'utilizzo di un singolo VSD per controllare più motori offre diversi vantaggi, al di là di un semplice risparmio sui costi. Ad esempio, è possibile ridurre la complessità del controllo, così come lo spazio nel pannello.

Monitoraggio di rete

Se il sistema HVAC richiede funzionalità di rete, i VSD sono una buona scelta. Il solo requisito è l'inclusione di una scheda di comunicazione adatta per BACnet, Modbus o qualsiasi altra rete proprietaria. Grazie a questa funzionalità, i VSD possono comunicare una vasta gamma di dati su fattori quali il consumo energetico del sistema e lo stato e la diagnostica delle apparecchiature. La maggior parte dei VSD moderni fornisce punti dati relativi al consumo di potenza ed energia. Un requisito fondamentale per gli edifici dotati di sistemi HVAC è sapere dove venga utilizzata la potenza, pertanto il monitoraggio di questo tipo di parametro consentirà al personale tecnico di raccogliere questi dati e di caratterizzarli di conseguenza.

Ad esempio, il monitoraggio del consumo energetico di un'unità di movimentazione dell'aria (AHU) all'interno di un ufficio o di una sala conferenze può mostrare differenze di utilizzo su base mensile. La fluttuazione di questi dati può avere diverse giustificazioni, come la variazione della temperatura esterna, una maggiore occupazione o un inizio di occlusione dei filtri AHU, che a loro volta aumentano la pressione sul ventilatore.

Grazie al monitoraggio, il personale sarà in grado di tenere traccia di alcune tendenze e migliorare la manutenzione del sistema, in modo da ottimizzare l'efficienza energetica e ridurre le bollette. Questo tipo di attività consentirà inoltre di identificare le cause scatenanti in caso di guasto al sistema HVAC. Con un VSD collegato in rete è possibile monitorare, registrare e analizzare molti allarmi discreti, e quindi consentire al personale di ottenere una cronologia completa degli eventi. Avere a disposizione questa preziosa fonte di informazioni aiuta anche il team di manutenzione a rimettere perfettamente in funzione il sistema HVAC con la massima rapidità.

L'interfaccia di rete dei più recenti VSD per sistemi HVAC offre molti più dati, a partire da semplici punti di monitoraggio - ad esempio di tensione o corrente - fino a punti di analisi di alto livello, come il fattore di potenza o le armoniche.

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