Regulované pohony HVAC v inteligentních budovách

Ing. Naděžda Pavelková, Ph.D., ABB

Regulované pohony HVAC v inteligentních budovách © ABB Group March 23, 2012 | Slide 1

Nabídka ABB s.r.o. Divize a portfolio produktů a služeb Transformátory, zařízení pro rozvodny VN a VVN, Výrobky pro vypínače, rozváděče, svodiče přepětí, rozváděče VN, energetiku přístrojové transformátory proudu a napětí VN, senzory Systémy pro energetiku

Rozvodny, FACTS, HVDC, HVDC Light, elektrárny & automatizace sítí, rozváděče ochran a řídicích systémů pro rozvodny VVN a VN, kabelové systémy VVN

Pohony, motory, frekvenční měniče, výkonová elektronika, Automatizace opravy elektromotorů, roboty, kompletní robotizovaná řešení, výroby a poradenství a servis, výroba standardizovaných svařovacích pohony buněk, oprava použitých průmyslových robotů Výrobky nízkého napětí

Přístroje a rozváděče nízkého napětí, domovní elektroinstalační materiál, vypínače a odpojovače, inteligentní systémy elektroinstalace

Řídicí systémy a komplexní dodávky automatizačních řešení, Procesní analytika a instrumentace, inženýring a servis pohonů, automatizace Operační centrum Česká republika © ABB Group March 23, 2012 | Slide 2

Automatizace výroby a pohony – DM AP-D

© ABB Group March 23, 2012 | Slide 3

Ambasador pro úspory elektrické energie

Školení


Frekvenční měniče - princip Uline

Rectifier L1 Supply L2 L3

UDC

Uout

DC link + L

Inverter Motor V1

C

V3

Ud -

V4

V6

Monitoring Control


V5

Control Electronics control, monitoring and communication

V2

U1 V1 W1

M3~

Spouštění AC motorů Starting Current



DOL



Y/D



Softstartér



Frekvenční měnič

Proud

Star/Delta D.O.L

Softstart

FM otáčky


Spouštění AC motorů – frekvenční měniče T Moment

FM

D.O.L

Softstart

n

Star/Delta

1600

1600

1400

1400

1200

1200 Torque [Nm]

Torque [Nm]

Otáčky

1000 800 600

1000 800 600

400

400

200

200

0

0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0

200

400

Speed [rpm]

800

1000

1200

1400

1600

1800

Speed [rpm ]

max load

cont loadability

max loadability

max load

cont loadability

max loadability

cont load

max load neg

max loadability neg

cont load

max load neg

max loadability neg

FM – kvadratic. zátěž. moment

What is your actual cst? © ABB Group March 23, 2012 | Slide 7

600

FM – konstantní zátěž. moment

2000

Příklad: regulace pohonů čerpadel






škrcení

on/off regulace



bypassing (obtok)



regulace otáček měniči frekvence

Úspory - porovnání pro čerpadla (škrcení x měnič)


Regulace škrcením x měničem frekvence

Zdroj: Energy efficient motor driven systems, 2004, by European Copper Institute


ABB výpočetní programy Snadné použití 

FanSave 



PumpSave 



Porovnání pohonů s vyšší a nižší účinností

Energy Saving Tool 


Úspory a návratnosti investic pro čerpadla

Efficiency Tool 



Úspory a návratnosti investic pro ventilátory

Porovnání motorů s vyšší a nižší účinností

Pump Save


HVAC v budovách HVAC = Heating Ventilation and Air Conditioning

Vytápění, ventilace a klimatizace


Směrnice 2002/91/EC • certifikace energetické účinnosti budov • vydaná 16.12. 2002 • platná od 4.1.2006 (přechodné období do 2009)


Spotřeba energie Příklad: Spotřeba energie v komerčních objektech

Kancelářská zařízení 7%

Světlo 26%

Ventilace 7% Vytápění 21%

Ostatní aplikace 7% Chlazení 13% Zařízení mimo budovu 19% © ABB Group March 23, 2012 | Slide 15

HVAC systémy řízené měniči frekvence

Tok vzduchu Tok chladiva Tok vody Tep. výměník


1

Vent odváděného vzd.

2

Vent. přiváděného vzd.

3

Čerpadlo chlad. vody

4

Chlad. kompresor

5

Čerpadlo kondenzátu

6

Vent. chlad. věže




ABB nn měniče frekvence ABB pro HVAC aplikace


Power rating kW

ABB nn měniče frekvence 5600 3400 2800 2400 1900 1450 500 400 355 200 132 110 75 55 11 8 7.5 5.5 4 2.2 1.5 1.1 0.75 0.55 0.37 0.18



100 120 200 240 200 240 380 480 500 690 V 1-phase © ABB Group March 23, 2012 | Slide 21

3-phase

ABB nn AC měniče frekvence 

ABB machinery drives



ABB standard drives



ABB industrial drives



ABB DC měniče



Softwareové nástroje



Programy pro výpočet úspor



Servis



Analýzy / porady

ACS55 

0.18 - 0.37 kW (1-ph 100 to 120 V) 0.18 - 2.2 kW (1-ph 200 to 240 V)



Krytí IP20



Skalární řízení



Zabudovaný EMC filtr pro 1. prostředí



Nastavení parametrů pomocí přepínačů a PC software



Volitelné 

DriveConfig kit PC tool

0.18 to 2.2 kW

Motor [kW] 500 160 37



Potentiometr

5.5



Externí EMC filtr pro dlouhé motorové kabely

3.0



Vstupní a výstupní tlumivky

1.5



Pro strojní jednoduchá zařízení



Pro obytné prostředí vyhovuje ve standardním provedení



Jednoduchá instalace a integrace


2.2

0.75

ACS55

0.37 0.18

ACS55 100

120

200

240 380 Supply [V]

ACS150 

0.37 - 2.2 kW (1-ph/ 3-ph 200 to 240 V) 0.37 - 4.0 kW (3-ph 380 to 480 V)



Krytí IP20, volitelně NEMA 1



Skalární řízení



Zabudován EMC filtr pro 2. prostředí



Integrováno





Uživatelské rozhraní



Potentiometr



Brzdný chopper

Volitelně 

Externí EMC filtr pro 1. / 2. prostředí



Pro strojní zařízení



Pomocí FlashDrop nastavení do 2 sek i bez připojení napájení






Rychlá dostupnost a servis


0.37 to 4.0 kW

Motor [kW] 500 160 37 5.5

4.0 2.2 1.5

ACS150

ACS150

1.1 0.55 0.37 0.12 200

240

380

480 500 Supply [V]

0.37 to 22 kW

ACS355 

0.37 - 2.2 kW (1-ph 200 - 240 V) 0.37 - 11 kW (3-ph 200 - 240 V) 0.37 - 22 kW (3-ph 380 - 480 V)



Krytí IP20, volitelně NEMA 1



Vektorové řízení






Volitelně 

Basic a asistenční ovládací panely



Potentiometr



Plug-in fieldbuses

22



Encoder interface

11



Externí EMC filtr pro 1. prostředí

4.0



Vstupní a výstupní tlumivky

Motor [kW] 160 37

2.2 1.5



Široká škála možnosti uplatnění



Rozšíření možností díky sekvenčnímu programování

0.55




0.37






Rychlá dostupnost a servis


1.1 ACS350

ACS350

0.12 200

240

380

480 500 Supply [V]

ABB general machinery drives, ACS355




Safe Torque Off SIL3/PL e standard

ABB general machinery drives, ACS355 IP 66/67




Power and voltage range 

0.37 to 4 kW, 3-phase 230 V



0.37 to 7.5 kW, 3-phase 400 V



Enclosure class IP66/67/69K NEMA 4X



NSF Certified



No external fan for cooling



Assistant control panel as standard



IP66/67 specific options 

Input switch (factory installed variant)



Cable gland kit



Pressure compensation valve to prevent water condensation within the enclosure

ACS 355 Krytí – IP66/67 

Proti prachu  IP6x test Test specification




Dust chamber



Talcum powder as dust



2kPa depression to enclosure



8h test duration



No ingress of talcum powder or dust allowed

ACS 355 Krytí – IP66/67 

voda tryskající a stříkající IPx6 test Test specification





100 l/min through 12.5mm nozzle



2.5m distance



3 minutes



No ingress of water allowd

ponoření  IPx7 test Test specification




1m submersion



30 minutes



No ingress of water allowed

ACS 310






Obsahuje funkce P&F typické pro ventilátory a čerpadla pro P&F 

PID – regulace



Řízení více čerpadel najednou



Ochranné a řídicí funkce pro čerpadla

Další užitečné funkce 

Počítání energetické účinnosti



Zabudovaný Modbus jako standard



Intuitivní uživatelské rozhraní



Jednoduchý start-up asistent



Data v katalogu pro rozsah okolních teplot až do 50°C



Optimální a kompatibilní k zabudování

ACS 310










Napětí 

3-phase, 200 to 240 V ±10%



3-phase, 380 to 480 V ±10%

Výkony 

3-ph 230V: 0.37 kW (0.5 HP) to 11 kW (15 HP)



3-ph 400V: 0.37 kW (0.5 HP) to 22 kW (30 HP)

Krytí 

IP20 (UL Open)



NEMA 1 kit as an option

EMC 

C3 (2nd prostředí) jako standard



C2 and C1 (1st prostředí) s externím filtrem

ACH550 pro HVAC 

Určen pro HVAC



Přednosti





Plný výstupní proud do motoru do 50°C



HVAC panel mluvící HVAC řečí i ČJ



HVAC-specifická aplikační makra

0.75 to 355 kW

Motor [kW] 355



Swinging choke pro redukování harmonických




160



Hodiny reálného času a časovač zabudované

110



HVAC-SW




Aplikace 

Klimatizační jednotky, oběhová čerpadla, kondenzátory a chladicí věže

HVAC – ACH550

250

75

ACH550

37 18.5 11.0

ACH550

5.5 1.1 0.75 200


240

380

480 500 Supply [V]

ACH (ACS) 550 

IP21 / 0.75 - 355 kW



IP54 / 0.75 - 160 kW

0,75 až 5,5 kW


do do 18,5 11 kW kW

do 37 kW

do 45 kW

do 160kW

do 355 kW

ACH (ACS) 550

0,75 až 5,5 kW

do 11 kW


do 18,5 kW



IP21 / 0.75 - 355 kW



IP54 / 0.75 - 160 kW

do 37 kW

do 45 kW

Do 160 kW do 355kW

ACH 550 STANDARD uvnitř

EMC Filtry

HVAC ovládací panel

IEC/EN 61000-3-12 Swinging Chokes Thermal Reliability Hodiny reál. času

HVAC Makro

Časovače

N2-FLN-BACnet-Modbus

Fieldbus (Lon&others) 3 RO

VOLITELNÉ uvnitř


Volitelné příslušenství

OREL

Plug-in Fieldbus


HVAC ovládací panel i v ČJ

Soft key 2 function

Soft key 1 function SOFT KEY 1

SOFT KEY 2

AUTO button

HELP button

OFF/STOP button

HAND button UP/DOWN (to change parameters and their values)


Software Časovače HVAC Control panel (ACH-CP-B)

Časovací funkce

ACH550 21:30:00

TIMER 1 20:00:00

+

16:00:00 17:00:00

T3

12:00:00 10:00:00 TIMER 2 07:00:00

HODINY reálného času

T4 05:00:00 00:00:00

Mon

Časovací funkce obsahují •4 časovače (start/stop čas a den) •1 monostabilní klopný obvod (impuls) kombinaci jednotlivých funkcí lze vyžít pro řízení pohonu, např. start/stop řízení © ABB Group March 23, 2012 | Slide 37

Tue

Wed

Thu

Fri

Sat

Sun

Software - PID


ABB standard drives, ACS550 Novinky 

ACS550-01 rozšíření výkonů 




Závěsný R6 nyní až do 160 kW 

Nahrazuje R7 (ACS550-02-289-4)



IP21 / UL Type 1, IP54 / UL Type 12

Účinnost elektrické energie 

Energy efficiency kalkulátor



Zabudovaný Load Analyzer analýza zatížení

ABB standard drives, ACS550 Novinky 

Nové nástroje a rozhraní 

DriveBrowser PC tool



Panel mounting kit OPMP-01



ACS-CP-A assistant control panel 




16 languages as standard

Nové fieldbus adapter moduly 

PowerLink (REPL-01)



CC-link (RCCL-01)



EtherCat (RECA-01)

ACH 550 do 22 kW, IP 54, s odpínačem


DriveWindow Light (volitelně) 

Uvádění do provozu, parametrizace



Monitorování



Grafický asistent



Kompatibilní s ostatními měniči


Jak zajistit diagnostiku měničů ABB? Nový ethernet adaptér SREA-01


Možnosti připojení modulu SREA-01 Modbus SMS alarmy

GSM/GPRS



Panelový port



Vestavěný port Modbus (ACS550)



RMBA-01 (ACS800)



FMBA, FRSA (ACS350)



…

modem

E-mail

SREA-01

alarmy

Possible RS-232/ RS-485 converters

Internet

Controlling PLC

Vzdálené PC s webovým prohlížeče m FTP data server

Ethernet

Fieldbus Lokální PC s webovým prohlížečem

(e.g. PROFIBUS)

M © ABB Group March 23, 2012 | Slide 44

M

M

IEC/EN 61000-3-12 – Co je to ? 

Prohlášení shody ČSN EN 61800-3 (EMC)

Požadavky na EMC elektrických pohonů



IEC 61000-3-12: Limity – Definuje limity harmonických síťového proudu pro zařízení od 16 A až do 75 A připojená na veřejnou rozvodnou síť nn (7,5 – 37 kW)


IEC/EN 61000-3-12 – kde platí ? Trafo

vn

Obytné zóny

Průmyslové prostředí

ACH550 a 61000-3-12

ne 61000-3-12


ACH 550 Swinging choke 

Nový princip snížení obsahu harmonických : „swinging chokes‟. 

Při částečném zatížení se reaktance DC tlumivky zvyšuje.



THD se snižuje až o 24.2% v porovnání s ACS400!!


ACH 550 Swinging choke 

Nová “Swinging” DC tlumivka 

Navržená pro snížení obsahu harmonických při plném a částečném zatížení



Výhodné zejména pro aplikace s proměnným zátěžným momentem



Ekvivalent 5% síťové tlumivky



Větší indukčnost v poměru objem/váha


IEC/EN 61000-3-12 - Limity



ACH 550 se Swinging choke

Spectrum se Swinging Choke a tradiční AC tlumivkou

80 70 60 50

Standard Limits

40 30 20 10 0 3

5

7

9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 ACH550

Limits with short circuit ratio © ABB Group March 23, 2012 | Slide 49

120

Traditional AC Choke

IEC/EN 61000-3-12 - Limits



DC tlumivka lépe vyhoví než AC tlumivka 


AC tlumivky mají problém zejména s 5. harmonickou



ACH550 má zabudovanou Swinging choke jako standard



ACH550 má standardně zabudovaný RFI filtr pro obytné zóny

IEC/EN 61000-3-12




ACH 550 se Swinging Choke

Jednotky HVAC s ACH 550 – Janka Engineering


Jednotky HVAC s ACH 550 – ČT a nemocnice


Nové sídlo ABB a ABB Polovodiče s ACH 550


Kingspan EnergiPanelTM – jak to funguje


1

2

3 3

4 4 4

Kingspan EnergiPanelTM a měniče frekvence od ABB: izolace budovy, OZE a inteligentní HVAC jako komplexní řešení


EnergiPanel


Integrováný EnergiPanel systém


SKYDIVE aréna Praha










Pohon ventilátorů - motory ABB M3BP


Motory ABB  Výkony 0.055 kW do 70 MW:

 AC LV Indukční Motory

HV Indukční Motory Indukční Generátory Synchronní Motory Synchronní Generátory  DC Motory  Servomotory  AC  AC  AC  AC


Účinnost dle EU MEPS pro motory do 1000 V, 2-6 pólové Note! IE classes required by the regulation correspond to IE class defined in IEC/EN 60034-30 standard

Fáze 1:

Od 16. června, 2011 Fáze 2: Od 1. ledna, 2015

Fáze 3: Od 1. ledna, 2017


Motory musí mít min IE2 (ne IE1)

Motory o výkonu 7.5 – 375 kW musí mít buď IE3 nebo IE2 pokud jsou napájené z měniče frekvence

Motory o výkonu 0.75 – 375 kW musí mít buď IE3 nebo IE2 pokud jsou napájené z měniče frekvence

Pohon motorů ventilátorů - ABB měniče ACS 800


Napájení pohonů ventilátorů - transformátor DTE


Největší pohon - větrný tunel NASA



101 MW regulovaný pohon pro 135,000 hp synchronní motor




ABB světový rekord ve velikosti a výkonu



testování

Větrný tunel NASA Langley USA Testovací hala

Větrný tunel

Měnič a motor

Ventilátor


Transformátor a filtr


Regulované pohony HVAC v inteligentních budovách

Recommend Documents