RETROFIT VENTILÁTORA KONDENZÁTORA

 

RETROFIT VENTILÁTORA KONDENZÁTORA

*študentská práca ocenená Slovenským zväzom pre chladiacu a klimatizačnú techniku

 

*Bc.Peter Vavro, **Richard Sebera, ***Doc. Ing. Peter Tomlein, PhD.

*STU, SjF, ÚESZ, **Riservis, s.r.o., Bratislava, ***SZ CHKT Šamorín

 

Abstrakt

EC motory sú jednou z najnovších inovácií ventilátorov. Kondenzačná jednotka je súčasťou chladiaceho okruhu, ktorý je určený na chladenie miestností. Cieľom práce s podporou spoločnosti Ziehl Abegg s.r.o. bolo vykonať merania na porovnanie ventilátorov kondenzačnej jednotky s AC motorom s prúdovým regulátorom na základe kondenzačného tlaku a EC motorom za rovnakých podmienok a porovnať ich energetickú efektívnosť, vyhodnotiť ekonomické, ekologické a energetické parametre ventilátora a tiež chladiaceho okruhu pred a po retrofite. Popísať technickú, ekonomickú náročnosť a realizovateľnosť retrofitu ventilátorov. Meraniami sú vyhodnotené možné úspory energie ako aj vplyv retrofitu ventilátora kondenzátora na ovládanie chladiaceho okruhu.

 

Úvod

EC motory oproti AC motorom s prúdovým regulátorom na základe kondenzačného tlaku môžu dosahovať až 30 % úsporu energie. Majú vysokú životnosť, neprehrievajú sa a majú nižšiu hlučnosť. Dôležitým faktorom je aj cena EC motora, ktorá je nižšia v porovnaní s AC motorom s frekvenčným meničom. V prípade, že ventilátory s AC alebo EC motormi bežia na nižšie otáčky  ich príkon klesá exponenciálne s otáčkami. Prednosťou EC motorov používaných vo ventilátoroch je i schopnosť pracovať pri veľmi nízkych otáčkach. EC motory dosahujú vyššie účinnosti ako AC motory. Hlavným rozdielom a teda výhodou EC ventilátorov je, že majú synchrónne otáčky a teda nenastávajú u nich straty sklzom. Synchrónne otáčky znamenajú, že otáčky rotora sú totožné s otáčkami magnetického poľa. So stále rastúcimi požiadavkami na energetickú efektívnosť sú nové typy EC motorov v nových výrobkoch žiadané. 

Výmena ventilátora a jeho ovládania v existujúcom chladiacom okruhu ovplyvňuje aj chod chladiaceho okruhu, ktorý závisí najmä od ovládania kompresora. Kompresor on/off nedokáže naplno využiť  možnosti plávajúcej kondenzačnej teploty v závislosti od vonkajšej teploty. Vplyv retrofitu ventilátora  na energetickú efektívnosť chladiaceho obehu je dôležitý, pretože môže byť energeticky i ekonomicky významnejší ako samotné úspory len zo zámeny AC za EC motor na ventilátore kondenzátora.

 

Metodika práce

 

  1. Chladiace zariadenie

Prvým dôležitým krokom bol výber chladiaceho zariadenia, ktorý by bol prístupný pre meraciu techniku. Zvolená bola viacúčelová ležatá kompaktná jednotka vzduchotechnická jednotka BKL – KD 22 – 10 s doskovým rekuperátorom na spätné získavanie tepla. Pozostáva z funkčných prvkov pre dopravu a úpravu vzduchu. Je určená na teplovzdušné vetranie a chladenie miestnosti. Ležatá jednotka s rekuperátorom pre spätné získavanie tepla zabezpečuje:

  1. nasávanie vonkajšieho vzduchu s jednostupňovou filtráciou, spätné získavanie tepla, ohrev, chladenie a dopravu upraveného vzduchu do priestoru,
  2. odsávanie znečisteného vzduchu, jeho jednostupňovú filtráciu, spätné získavanie tepla a vyfukovanie znečisteného vzduchu do vonkajšieho priestoru.

 

Obrázok 1 –Chladiace zariadenie bolo súčasťou vzduchotechnickej jednotky BKL – KD 22 – 10, ktorá upravovala vzduch z konferenčnej sály BSK (Bratislavského samosprávneho kraja)

 

Obrázok 3  Kondenzačná jednotka Clivet MSAT 122 vľavo s AC ventilátorom FB056-8EA 4F.A4P regulovaným prúdovým regulátorom podľa kondenzačného tlaku nahradeným napravo s EC ventilátorom ZN0566ILBDV5P4 si vyžiadala minimálne technické zmeny v inštalácii. Oba motory AC s reguláciou i EC na rozdiel od ON/OFF šetria príkon exponenciálne pri znižovaní kondenzačného tlaku. Z oboch obrázkov je vidieť, že výrobcovia nepokračujú v spôsobe uchytenia a výkonoch, ktoré sa používali doteraz. Teleso EC ventilátora je konštrukčne iné. Odlišné je tiež osadenie snímača tlaku do chladiaceho okruhu.

 

2. Ventilátory

Pri výbere vhodného ventilátora sa odčítal pracovný bod z priesečníka kriviek ventilátora a systému. V danom prípade charakteristika systému nebola k dispozícii. Postupovalo sa tak, že sa zvolil (odhadol) pracovný bod na výkonovej krivke pôvodného ventilátora a zadal do programu FANSelect. Z tohto programu je možné dostať špecifikáciu a charakteristiky jednotlivých typov ventilátorov pre požadovaný prietok 3800 m3/h pri 30 Pa dopravného tlaku.

Pre porovnanie ventilátorov je dôležitý parameter špecifický príkon ventilátora SFP (Specific Fan Power). Táto hodnota je energetickým ukazovateľom kvality vetracieho zariadenia. Vypočíta sa ako podiel príkonu a objemového množstva dopravovaného vzduchu.

Príkony, otáčky, účinníky, prúdy EC motora boli merané prístrojom ClimaCheck a tiež odčítané z Modbusovej komunikácie terminálom Ziehl Abegg.

 

3. Postup retrofitu a merania

Merania na kondenzačnej jednotke sa vykonali v dvoch fázach:

  1. na pôvodných 2 jednofázových ventilátorov typu FB056-8EA 4F.A4P s AC motormi. 
  2. na nových EC ventilátoroch typu ZN0566ILBDV5P4 s EC motormi

V chladenej konferenčnej miestnosti bolo nutné vzhľadom na teplotné podmienky v mesiaci apríl simulovať tepelnú záťaž pomocou prenosných ohrievačov. Použitých bolo 8 ohrievačov. Simulovaná záťaž predstavovala spolu 16 kW. Požadovaná teplota v miestnosti bola nastavená na hodnotu 19,5 °C. Miestnosť sa pomocou ohrievačov vyhriala a po cca 2 hodinách sa aktivoval chladiaci okruh. Po spustení chladiaceho okruhu bolo možné okamžite sledovať zaznamenávané parametre na webovej stránke ClimaChecku s presnosťou merania:

3. Tlaky ± 1 %

4. Teploty ± 0,5 K

5. Príkon ± 2 %