سیستم کنترل هوشمند هواساز (AHU)
سامانه کنترل هوشمند درایو فرکانس متغیر
Variable Frequency Drive Controller
اینورتر چیست
اینورتر یا درایو فرکانس متغیر به دستگاهی گفته می شود که به کمک آن می توان سرعت یک موتور AC سه فاز را بدون آنکه قدرت و گشتاور موتور کاهش یابد کنترل کرد . اینورتر بر اساس دستوراتی که از طریق سامانه کنترل هوشمند به آن صادر می شود متناسب با بار حرارتی یا برودتی مورد نیاز ساختمان ، سرعت موتور را که می تواند مربوط به پمپ یا فن باشد تغییر می دهد و در نهایت توان مصرفی موتور نیز با مکعب تغییرات سرعت کاهش می یابد .
به عنوان مثال در صورتیکه سرعت موتور با توان ۱۱ کیلو وات تنها ۲۵% کاهش یابد توان مصرفی آن به ۵ کیلو وات تنزل پیدا خواهد کرد .
= (۰٫۷۵)۳ P2 = 0.42 × P1 = ۰٫۴۲ × ۱۱ KW = ۵ KW
مزایای اینورتر
- كاهش انرژی مصرفی در نتیجه كاهش هزینه برق
- كاهش جریان راه اندازی و در نتیجه طولانی شدن عمر موتور
- تنظیم كننده سرعت موتور (كنترل دور)
- تغیر دهنده جهت دور به راحتی و بدون نیاز به كنتاكتور
- روشن و خاموش نمودن موتور بدون نیاز به قطع و وصل برق اصلی
- كاهش ضربه های مكانیكی و در نتیجه افزایش طول عمر مفید قسمت مكانیكی
- حفاظت موتور در مقابل افزایش ولتاژ و جلوگیری از آسیب دیدن موتور
- راه اندازی نرم موتور بدون هیچگونه ضربه به قسمتهای مكانیكی مثل كوپلینگها ، گیر بكسها ، تسمه ها ، زنجیرها و … و در نتیجه افزایش طول عمر مفید موتور و سایر قسمتهای مكانیكی .
- حفاظت موتور در برابر اضافه بار؛ در این حالت چنانچه بار موتور از مقدار معمول مجاز بیشتر شود ، اینورتر موتور را خاموش می نماید و به كاربر پیام اضافه بار نشان می دهد
- جلوگیری از گرم شدن و در نهایت سوختن موتور در كابرد هایی كه موتور به طور مداوم چپگرد و راستگرد و یا خاموش می شود
- همچنین چون در بسیاری از كاربردها انرژی زیادی برای راه اندازی لازم است لذا موتور را با توان بالاتری انتخاب می كنند بنابراین میزان جریان زیادتری هم در حین كار از شبكه استفاده می كند . چنانچه از اینورتر استفاده شود ، اینورتر به صورت كاملا اتوماتیك این جریان را در حین راه اندازی به مقدار لازم افزایش و در حین كار به مقدار لازم كاهش می دهد ، بنابراین به طور كلی هزینه برق مصرفی كاهش چشم گیری خواهد داشت.
- ذخیره انرژی تا ۶۰%
- حذف شوك راه اندازی
- افزایش عمر مفید قطعات مكانیكی
كاهش جریان راه اندازی
در بسیاری از كاربردها به هنگام راه اندازی ، موتور جریان بسیار بالایی از شبكه می كشد و موجب كاهش ولتاژ شبكه و ایجاد صدماتی به تاسیسات برق رسانی و سایر دستگاهها می گردد . این جریان به ۶ برابر جریان نامی موتور می رسد كه بسیار نامطلوب می باشد .
چنانچه از اینورتر استفاده شود این اضافه جریان بسیار اندك خواهد شد ( حداكثر ۰٫۲ برابر ) به عنوان مثال اگر یك موتور با جریان نامی ۱۰ آمپر كار كند در هنگام راه اندازی این جریان به ۶۰ آمپر می رسد و در صورت استفاده از اینورتر این جریان حداكثر به ۱۲ آمپر می رسد .
كاهش جریان موتور به صورت اتوماتیك در هنگامی كه بار موتور كم می شود ، این قابلیت به غیر از كاهش هزینه برق مصرفی موجب کاهش شدید استهلاک و افزایش طول عمر مفید موتور خواهد شد .
نحوه کنترل اینورتر توسط سامانه کنترل هوشمند
جهت تنظیم دور (سرعت) پمپها و فنهای تاسیسات توسط اینورتر نیاز به یک سامانه کنترلی هوشمند است که این قابلیت را فراهم کند تا فیدبک دمایی را از نقطه مورد نظر دریافت و سپس با پردازش دما و تنظیمات اعمال شده ، میزان سرعت چرخش پمپ یا فن را تشخیص داده و با صدور فرمان کنترلی لازم به اینورتر ، در نهایت سرعت چرخش پمپ یا فن متناسب با کم یا زیاد شدن دما تنظیم گردد .
جهت بهینه سازی مصرف انرژی در هواسازها که توام با تامین و تثبیت دمای آسایش کارکنان باشد هم میتوان پمپ چرخش آب سرد و گرم را و هم می توان فن دمنده هواساز را به صورت مستقیم کنترل کرد . بدین منظور داخل کانال برگشت هواساز و در نزدیکترین نقطه به ساختمان (دمای هوای کانال برگشت از آنجا که مبین دمای داخل ساختمان می باشد مبنای تصمیم گیری سامانه قرار می گیرد) و یا داخل فضایی که قرار است کنترل دما صورت گیرد سنسوری تعبیه می شود تا فیدبک دمایی لازم را به سامانه کنترلی ارسال کند . لذا بر اساس پردازش تنظیمات اعمال شده و همچنین دمای ارسالی ، سرعت چرخش پمپ یا فن هواساز که در آن لحظه پاسخگوی نیاز حرارتی برودتی ساختمان است توسط سامانه کنترلی تشخیص داده شده و از طریق رشته سیمهای دیتا به اینورتر ارسال می گردد و در نهایت اینورتر این فرمان را مدل سازی کرده و فرکانس لازم را روی پمپ یا فن هواساز اعمال می کند . این فرکانس می تواند از صفر تا ۵۰ هرتز متغیر باشد و از آنجا که تغییرات فرکانس با سرعت ارتباط مستقیم دارد لذا به همان نسبت سرعت نیز تغییر می کند و در نهایت با کنترل و تنظیم سرعت پمپ یا فن هواساز می توان دمای مناسب داخل ساختمان را در محدوده آسایش حفظ کرد . این فرآیند لحظه به لحظه توسط سامانه کنترل هوشمند پردازش و فرمان کنترلی لازم نیز به اینورتر ارسال می گردد .
یکی از عوامل مهم در افزایش راندمان برودتی و همچنین جلوگیری از آسیبهای احتمالی متاثر از نوسانات دمای آب برج خنک کننده به چیلر (تراکمی یا جذبی) ، کنترل سرعت فن برج خنک کننده به منظور تثبیت دمای آب برج ورودی به کندانسور چیلر در طول شبانه روز و در طی دوره گرما می باشد . سیستم کنترل هوشمند درایو فرکانس متغیر با قابلیت تنظیم ۲ برنامه دمایی در طول شبانه روز و همچنین قابلیت تنظیم برنامه های زمانی متفاوت برای تک تک روزهای هفته قادر خواهد بود با پردازش تنظیمات اعمالی و همچنین فیدبکهای دمایی از سنسورهای نصب شده با صدور فرمان مقتضی به اینورتر ضمن کنترل سرعت فن برج خنک کننده متناسب با دمای تنظیمی که توام با صرفه جویی در مصرف برق نیز است با حذف شوک الکتریکی و مکانیکی از تولید خسارت و هزینه های تعمیر و سرویس به شدت می کاهد .
همچنین سامانه کنترل هوشمند اینورتر این قابلیت را دارد تا بر اساس توابع حرارتی برودتی تعریف شده ، با کنترل سرعت پمپهای گرمایشی سرمایشی ، بار مورد نیاز ساختمان را متناسب با تغییرات دمای هوای بیرون به صورت لحظه به لحظه کنترل نماید . این قابلیت مضاف بر آنکه باعث صرفه جویی مستقیم در مصرف برق پمپها می شود سبب استحصال صرفه جویی قابل ملاحظه در عملکرد موتورخانه گرمایش یا چیلرها خواهد شد .
کاربردهای سامانه کنترل هوشمند
- کنترل سرعت فن هواساز متناسب با پردازش دمای هوای کانال رفت ، کانال برگشت ، دمای هوای بیرون
- کنترل سرعت فن هواساز متناسب با دمای داخل ساختمان
- کنترل سرعت پمپ گرمایش یا سرمایش متناسب با تغییرات دمای هوای بیرون
- کنترل سرعت پمپ گرمایش یا سرمایش متناسب با دمای داخل ساختمان یا دمای هوای کانال برگشت هواساز
- کنترل سرعت فن برج خنک کننده متناسب با دمای آب رفت و برگشت برج خنک کننده
بخشی از قابلیتهای سامانه کنترل هوشمند
- مجهز به ۳ کانکتور دمای قابل تعریف در تنظیمات سامانه و ۱۰ رله خروجی کنترلی
- قابلیت تنظیم ۲ برنامه دمایی متفاوت در ۲ بازه زمانی در شبانه روز (Set Low & High Temprature)
- قابلیت کنترل سرعت پمپ یا فن تا ۸ مرحله(Velocity Steps)
- راه اندازی نرم ، توقف نرم
- قابلیت تنظیم دامنه دمایی(Hysteresis) برای هر مرحله متناسب با فیزیک حرارتی ساختمان و شرایط مصرف کننده
- قابلیت تعریف حداقل و حداکثر سرعت(Min & Max Velocity)
- قابلیت برنامه ریزی زمانی برای تک تک روزهای هفته
- قابلیت اعمال برنامه های خاموشی یا آماده باش
- پیش راه اندازی هوشمند تجهیز کنترل شده در صورتیکه برنامه خاموشی فعال شده باشد(PreRunning Program)
- منوی فارسی و تقویم شمسی
- امکان تعریف تعطیلات تقویم قمری
- قابلیت مدیریت شرایط بحران در صورت قطع هر یک از سنسورها یا رشته سیمهای دیتا
- آلارم صوتی و تصویری هنگام قطع هر یک از سنسورها
- قابلیت تنظیم دمای بحرانی آب برج خنک کننده و اعلام آلارم صوتی تصویری در شرایط بحرانی
- قابلیت کنترل همزمان ۴ اینورتر با یک سامانه کنترلی
- قابلیت جابجایی اینورترها (پیشرو و پسرو کردن اینورترها) در بازه های زمانی قابل تنظیم
- قابلیت تعویض پمپها یا فنها (تعویض پمپها یا فنهای اصلی با رزرو) در بازه های زمانی قابل تنظیم