Энергосберегающие вентиляторы для вентиляции и кондиционирования

Новые Plug Fans производства компании ebm-papst уже сегодня опережают требования завтрашнего дня: больше мощности при подаче воздуха и высокая эффективность использования энергии.

С введением Положения ErP (Energy related Products-Directive) для вентиляторов изготовители должны производить свои продукты для европейского рынка в соответствии с требованиями к энергосбережению. Это касается всех вентиляторов в диапазоне мощности от 125 Вт до 500 кВт, вне зависимости от того, работают ли они как отдельные приборы, или как компоненты в рамках одного устройства или сооружения.

Значительный потенциал энергосбережения имеют вентиляторы в устройствах вентиляции и кондиционирования, потому что зачастую работают с большой продолжительностью включения. Современные вентиляторы с энергосберегающей технологией ЕС обеспечивают ряд преимуществ: они не только соответствуют действующим и будущим требованиям, но и существенно превосходят их. От этого выигрывают окружающая среда и кошельки потребителей.

Рис. 1. Фрагмент серии Plug Fans: 12 вариантов радиальных вентиляторов с загнутыми назад лопастями, из алюминиевого листа, с диаметром ротора от 250 до 900 мм., обеспечивают мощность подачи воздуха до 30 000 м3/ч.

Для энергосберегающего применения в вентиляторах и кондиционерах компания ebm-papst Mulfingen разработала т.н. серию вентиляторов Plug Fans с технологией GreenTech EC, которая уже завоевала свое место на рынке. Для обеспечения более высокой мощности подачи воздуха, существующая серия была расширена (рис. 1 и 2).

Рис. 2. Увеличение мощности. Отмеченное синим показывает новые типоразмеры.

Теперь радиальные вентиляторы с загнутыми назад лопастями, диаметром ротора от 250 до 900 мм. и мощностью приводов от 400 Вт до 6 кВт, могут использоваться практически во всех существующих устройствах вентиляции и кондиционирования. Мощность подачи воздуха простирается от 300 до 30 000 м3/ч при соответствующем увеличении давления до 1600 Па.

Типичным примером применения является охлаждение больших инверторов для элементов солнечных батарей или охлаждение генераторов на ветряных энергетических установках.

Ввиду того, что вентиляторы обеспечиваются также антикоррозийным, а также специальным гигиеническим покрытием, возможно применение в медицинских учреждениях или бассейнах (рис. 3).

Рис. 3. Plug Fans могут иметь также антикоррозийное и специальное гигиеническое покрытие.

Современная технология ЕС и продуманные детали конструкции

При разработке серии осуществлялась оптимизация в плане ожидаемых требований по минимальной эффективности (КПД) вентиляторов (рис. 4). Это стало возможным благодаря подбору материалов, продуманным деталям конструкции, а также использованию современной технологии ЕС на приводах.

Мотор, электроника и ротор были максимально оптимизированы друг с другом для достижения максимально возможной эффективности и использования материалов, а также предотвращения увеличения размеров. Геометрия лопастей вентилятора со скошенным краем улучшает, например, аэродинамические свойства, а также повышает стабильность вращения. В стандартной версии интегрируется точка отбора давления (винтовой ниппель) для определения эффективного давления. По отдельному требованию возможно изготовление кольцевого отвода. Расположение колеса вентилятора на внешнем двигателе ротора выбрано таким образом, чтобы оптимизировать аэродинамические и инсталляционные преимущества. Моторы соответствуют самым строгим требованиям: применяемые в Plug Fans приводы ЕС уже сегодня эффективны настолько же, насколько моторы класса IE4, т.е. они опережают действующие требования положения ErP к КПД.

Рис. 4. График КПД показывает, что вентиляторы опережают установленные требования к параметрам.

Они могут регулировать количество оборотов посредством интегрированного электронного устройства управления, что позволяет оптимизировать их в соответствии с требованиями, и работать с максимальным КПД. Поэтому при равной мощности подачи воздуха они потребляют существенно меньше энергии, чем приводы АС. Потенциал энергосбережения имеется не только в режиме полной нагрузки, но и в режиме частичной нагрузки.

Существенное значение для устройств вентиляции и кондиционирования имеет уровень шума. В этом смысле приводы ЕС являются оптимальным выбором, потому что они не создают никакого моторного шума в отрегулированном состоянии.

Компактность и удобство при монтаже

Другим преимуществом Plug Fans является компактность конструкции. Мотор внешнего ротора с электронной коммутацией интегрирован непосредственно в колесо вентилятора. Отпадает необходимость в традиционном приводном ремне между мотором и вентилятором (рис. 5). Это позволяет уменьшить пространство, необходимое для инсталляции. Такой эффект всегда желателен в устройствах вентиляции и кондиционирования, потому что появляется возможность миниатюризации устройств кондиционирования, снижения расходов на материалы, а с другой стороны, уменьшение необходимого пространства для инсталляции. Машинные помещения и т.д. могут быть спроектированы в меньших размерах. Одновременно в сравнении с ременными приводами требуется меньше изнашивающихся частей, меньше технического обслуживания, что на перспективу снижает затраты на сервисное обслуживание. Интегрированная в моторе электроника имеет также еще одно практическое преимущество: для подключения к сети не требуется экранированный провод.

Рис. 5. Экономия места благодаря использованию вентиляторов ЕС (сверху) по сравнению с системами с вентиляторами АС и ременным приводом (внизу).

Plug Fans имеются в различных вариантах установки, напр. «крепежный паук», встроенная несущая пластина для простоты компенсации колебаний. Встроенная в моторы ЕС эффективная электроника может подключаться к сетям с любыми параметрами: в зависимости от типа мотора, либо с однофазным переменным напряжением от 200В до 277В или от 380В до 480 В для сетей постоянного тока. При этом частота в сети может составлять 50 или 60 Гц. Изменение частоты не оказывает никакого влияния на мощность подачи воздуха и КПД. Это означает, что один и тот же тип вентилятора может работать в различных сетях по всему миру. Выбор вентилятора для конкретного применения облегчается программой подбора, сертифицированной TUV, которая имеется в виде самостоятельного программного обеспечения или модуля DLL для увязки пользовательских программ конфигурирования устройства.

Таким образом, кроме всего прочего можно рассчитать затраты на весь период эксплуатации соответствующего вентилятора, т.е. пользователь с самого начала видит, какие возможности экономии у него появляются при практическом применении новых Plug Fans.

Интерфейс ModBus для простой привязки к управляющим устройствам

Возможности управления являются обязательным набором для современных вентиляторов. Встроенные в приводах электронные устройства не только оптимизированы с моторами ЕС, но и регулируются аналоговым способом через сигнал 0…10 В или цифровым способом через интерфейс ModBus (свыше 500 Вт). Таким образом обеспечивается простое и практичное соединение с другими бытовыми устройствами.

Соединение через шину дает серьезные преимущества, особенно, когда работает несколько вентиляторов: начиная от конфигурации в начале работы, заканчивая сервисом, диагностикой неисправностей и техническим обслуживанием, серьезно упрощается работа с техникой, если доступ к вентиляторам возможен через центральный компьютер. Помимо соответствующего программного обеспечения имеется также версия для смартфонов, с помощью которой объединенные в сеть вентиляторы настраиваются, контролируются и регулируются через «блютус» без кабельного соединения.

Для максимальной мощности подачи воздуха

Для максимальной мощности подачи воздуха, например, в центральных кондиционерах или для охлаждения дата-центров, можно параллельно подключать несколько вентиляторов (рис. 6). Подробные измерения показали, что при монтаже на расстоянии половины диаметра колеса между вентиляторами не возникает никакого взаимного влияния, которое снижало бы количество воздуха или ухудшало уровень шума. Такие комбинации позволяют повысить не только мощность, но и производственную безопасность. При отключении одного из вентиляторов оставшиеся вентиляторы восполняют недостающий объем. Кроме того, меньшие по размеру и массе вентиляторы гораздо проще в обращении при сборке и разборке, чем большие устройства. На практике такого выхода из строя произойти не может, потому что Plug Fans считаются очень надежными в эксплуатации.

Рис. 6. Параллельное подключение нескольких вентиляторов ЕС позволяет увеличить мощность подачи воздуха до уровня свыше 10 000 м3/ч.

Для снижения нагрузки на подшипники мотора и поддержания высокой объемной скорости на протяжении длительного времени колеса вентилятора оснащаются семью лопастями, загнутыми назад, сделанными из алюминия.

Материал снижает массу вентиляторов, одновременно обеспечивает высокий уровень стабильности. Отдельные лопасти имеют сплошное сварное соединение, что также благоприятно воздействует на долговечность и стабильность. Плановый срок службы вентиляторов составляет 40 000 рабочих часов. Это соответствует регулярной эксплуатации на протяжении 4,5 лет при максимальной нагрузке, максимально допустимой окружающей температуре. В режиме частичной нагрузки или при низких температурах срок службы существенно увеличивается.

Рис. 7. Моторы ЕС (зеленый) существенно превосходят по эффективности требования, предъявляемые к моторам АС (другие цвета).

Серия Plug Fans по технологии GreenTech EС предлагает пользователю долговечные, очень эффективные, простые в управлении и мощные вентиляторы для любого использования в устройствах вентиляции и кондиционирования.

Правила использования материалов сайта