Основними завданнями двадцять першого століття є зменшення рівня енергоспоживання та екологічна безпека. Починаючи з 2005 року на регулярних зустрічах лідерів великої вісімки ці питання виділилися на рівень ключових глобальних. Для дослідження можливостей економії в енергетиці продукції європейськими країнами того ж року було затверджено EcoDesign директиви. Виходячи з цих директив, енергоспоживання європейськими країнами має скоротитися на 34 терават-годину на рік.
Вентиляторита кондиціонери входять до лідируючої групи обладнання з споживання електроенергії в Європі. Величина електроспоживання в Європі на даний момент становить 400 терават-год на рік, а до 2020 року вона може досягти 650 терават-год на рік. Минулого 2010 року Європарламент вжив жорстких заходів щодо обов'язкового скорочення споживання електроенергії вентиляторами. Відповідно всі європейські виробники вентиляційної техніки при створенні своєї продукції змушені враховувати нові норми енергоефективності.
ЄС-двигуни є одним із найперспективніших напрямків у галузі виробництва вентиляторів. Вже зараз ЄС-двигуни знайшли широке застосування в холодильній, вентиляційній техніці, кондиціонерах, теплових насосах. За попередніми розрахунками, подальше застосування ЄС-технологій у цих галузях дозволить скоротити споживання електроенергії в Європі більш ніж на 30%.

ЄС-двигуни, або електронно-комутовані двигуни з постійними магнітами, - це безщіткові двигуни постійного струму із зовнішнім ротором, що мають вбудовану функцію управління та з можливістю безпосереднього підключення до мережі змінного струму. На відміну від традиційних двигунів, з трансформаторним або електронним регулюванням частоти оборотів, в ЄС-двигунах оптимальна та ефективна робота на будь-яких оборотах забезпечується електронною (безконтактною) комутацією.
Вбудований ЄС-контролер дозволяє керувати вентилятором з урахуванням сигналів зовнішніх пристроїв ( датчиківтемператури тиску, вологості, таймера і т.д.) дистанційно, за допомогою системи диспетчеризації.
Крім суттєвої економії енергії, ЄС-вентилятори, внаслідок малого нагріву, не потребують додаткового охолодження, а витрати на їхнє сервісне обслуговування мінімальні.
Наявність повного автоматичного контролю роботи захисту від перегріву, перекосу фаз, блокування ротора тощо значно подовжує термін експлуатації ЄС-техніки порівняно з традиційною.
За рахунок того, що ЄС-вентиляторимають конструкцію, при якій двигун знаходиться всередині робочого колеса, можливість його механічних пошкоджень зведено до мінімуму. Крім цього, така конструкція вентилятора дозволяє досягти чудового балансування системи, максимально компактного розміру, мінімального рівня шуму.
Відсутність клинопасової передачі, шківів, механізмів натягу та інших елементів традиційних вентиляторів зводить до мінімуму і експлуатаційні витрати.
Все вищезгадане та максимальна можливість плавного та точного регулювання залежно від зовнішніх умов без будь-якого додаткового обладнання, мінімізує загальну вартість системи.
ЄС-двигуни більш надійні у роботі при коливаннях мережі. На відміну від звичайних асинхронних двигунів, які при невеликому перевищенні напруги починають перегріватися, ЄС двигуни стабільно працюють при напругах до 480В, а при зниженні напруги до певного рівня двигун видає аварійний сигнал і плавно зупиняється.
Незважаючи на те, що ЄС-вентилятори мають досить високу вартість, термін окупності їх невеликий.

Відмінною особливістю нового цифрового формату технології зберігання овочів та фруктів Тургор АМ від традиційних зарубіжних технологій є застосування високонапірних радіальних відцентрових вентиляторів з ЕC-моторами (електронно-комутованих).

Фахівці компанії Тургор АМ, керуючись багаторічним досвідом зберігання, вважають, що саме Вентилятори ЄС від німецького концерну ebm-papstна основі "зелених" технологій GreenTech є найкращим рішенням щодо забезпечення технології зберігання овочів та фруктіввідповідно до останніх наукових досліджень у галузі специфіки агротехнологій, енергозбереження та екології.

Дані вентилятори вже багато років чудово справляються з жорсткими умовами експлуатації, які спостерігаються в сільськогосподарській сфері: вологість, вібрації, пил, бруд, перепади температур та ін. Двигун має пиловологонепроникне виконання та оснащений зносостійкими підшипниками.

У ЄС-двигунів ККД понад 90%за будь-якої частоти обертання. Збільшений ККД означає не тільки найкраще використання первинної енергії, але й те, що при роботі в навколишнє середовище виділятиметься менше тепла.

Порівняно зі стандартними вентиляторами з асинхронними двигунами ЄС-вентилятори споживають на 50% менше електроенергії.

На графіку: відмінність технологій АС (асинхронні двигуни) та ЄС (електронно-комутовані двигуни)

Технологія ЄС може бути використана у всьому діапазоні, зафарбованому блакитним кольором. Крім того, на темно-синьому полі ЄС-технологія має явні резерви потужності порівняно з АС-технологією.

В області плавного регулювання показники абсолютної та відносної економії значно вищі. Порівняно із звичайним фазовим управлінням ЄС-технологія залежно від робочої точки споживає вдвічі менше енергії.

Максимальна продуктивність гарантована!

ЄС-вентилятори мають точне, дуже делікатне та плавне регулювання частоти обертаньвід 0 до 100%. Завдяки цьому забезпечується єдина швидкість потоку, незважаючи на різні за характеристиками перешкоди, що дозволяє без додаткового обладнання досягати ефективного розподілу повітря з рівномірними швидкостями в продукті і в усьому обсязі зони зберігання .

Завдяки конструкції двигунів із зовнішнім ротором вентилятори мають дуже компактні розміри. ЕС-двигун інтегрований безпосередньо в крильчатку, завдяки чому монтажні розміри суттєво зменшуються.

Електроніка та двигун утворюють єдиний вузол, не потрібне додаткове обладнання: фільтри ЕМС, екрановані кабелі або зовнішні автомати захисту двигуна та ін.

Витратні погодженняпри введенні в експлуатацію також практично не потрібні, як і заходи із заземлення та екранування. Тому дані вентилятори для вентиляційних установок, наприклад, як модуль активної вентиляції та мікроклімату ПТК "Тургор АМ" є справжнім. рішенням "plug-and-play"("включай та працюй"). Таке рішення допомагає позбавитися великої кількості окремих деталей, робить процес монтажу зручнішим та ефективнішим.

Управління роботою ЄС-вентиляторів здійснюється через цифровий інтерфейс. Це дозволяє об'єднувати в мережу велику кількість вентиляторівПри цьому дозволяє дуже зручно збалансувати продуктивність кожного вентилятора відповідно до певних потреб.

Завдяки цьому поводження з технікою суттєво спрощується, починаючи з конфігурації при введенні в експлуатацію та закінчуючи сервісом, діагностикою несправностей та технічним обслуговуванням.

Вентиляція з ЄС двигунами

Системи вентиляції, опалення та кондиціюванняє найбільшими споживачами енергії у будинках. На них доводиться до 70%загального енергоспоживання.

Необхідно максимально ефективно використовувати наявну енергію, наскільки можна повторно її застосовувати, і навіть використовувати безкоштовну відновлювану енергію довкілля (грунту, повітря, води).

Зекономлені гроші – це зароблені гроші, а найкраща відновлювана енергія – це енергія, яка не витрачається даремно.

Наша компанія пропонує проектування , монтаж , налагодження нових систем енергозберігаючої вентиляції, а також модернізацію та зниження енергоспоживання існуючих систем.

Одним із напрямків зниження енергоспоживання в системах мікроклімату є застосування електронно-комутованих (Electronically Commutated) двигунів із вбудованою електронікою управління або, більш коротко, EC-двигунів.

ЄС-двигунипривертають дедалі більший інтерес споживачів, фахівців та виробників завдяки кардинальному зниженню енергоспоживання, збільшенню продуктивності обладнання та терміну його безперебійної роботи.

Вентилятори з електронно-комутованими EC-двигунами споживають до 50% менше енергії, ніж звичайні. Експлуатаційні витрати при їх використанні зменшуються загалом на 30%. У багатьох країнах споживачі та виробники вентиляційного обладнання масово переходять на ЄС-вентилятори, адже у масштабах об'єкта, підприємства, а тим більше – міста чи країни, це призводить до колосальної економії електроенергії та коштів.

Електронно-комутований ЕС-двигун є інноваційною розробкою німецької компанії ebm-papst Mulfingen, унікальність якої полягає в інтеграції електроніки безпосередньо в двигун.

Вбудована електроніка гарантує повний контроль над витратою енергії, точну, плавну та автоматичну підтримку параметрів. У звичайних вентиляторах для досягнення аналогічних показників потрібне додаткове обладнання.

Безумовна перевага ЄС-двигуна - дуже високий ККД при будь-якій частоті обертання, що досягає більше 90%, за рахунок того, що його ротор є зовнішнім з постійними магнітами і відсутні теплові втрати, неминучі у разі короткозамкнутого ротора асинхронного двигуна.

Порівняння ККДрізних типів електродвигунів

Забезпечуючи високу потужність, вентилятори, оснащені двигунами ЄС, відрізняються низьким рівнем шуму, що особливо важливо при використанні у складі обладнання для громадських об'єктів (супермаркети, готелі), а також поблизу житлових будинків та побутової сфері.

ЄС-вентилятори характеризуються високою продуктивністю та оптимальним керуванням у всьому діапазоні швидкостей обертання. Вони відрізняються тривалим терміном служби – до 7-8 років безперервної роботи. При цьому завдяки винятковій надійності обладнання сервісне обслуговування зведено до мінімуму.

Принцип роботи та пристрійЄС-двигуна

Приведений в дію за допомогою електронного комутуючого пристрою (контролера) ЄС-двигун являє собою синхронний електродвигун постійного струму із зовнішнім ротором, який на відміну від звичайного двигуна не має деталей, що труться і зношуються, таких як колектор і щітки.

У магнітному полі, створюваному вбудованими у ротор постійними магнітами, здійснюється управління вектором поля шляхом зміни напрямку струму в статорній обмотці. У кожний момент часу контролер обчислює та подає на обмотку статора полярність струму, яка необхідна для того, щоб забезпечити безперервне обертання ротора із заданою швидкістю.

ЕС-двигун має зовнішній ротор, у якому розташовуються сегменти із постійними магнітами. Управління обертанням ротора здійснюється за рахунок контрольованої подачі електроенергії на обмотку статора залежно від положення ротора, яке відстежується за допомогою датчиків Холла, а також заданих параметрів регулювання, що надходять, наприклад, зовнішніх датчиків відповідного типу у вигляді струмових (4-20 мА) або потенційних (0-10) сигналів.

EC-двигуни можна підключати до джерела постійного струму або через вбудований комутаційний модуль до мережі змінного струму (220 В, 380 В). З використанням стандартного інтерфейсу RS-485 або спеціальної шини ebm BUS забезпечено можливість керування вентилятором або групою вентиляторів через комп'ютер. Можливе також використання технології Bluetooth. Передбачено видання тривожних та аварійних сигналів, а також забезпечення моніторингу роботи системи.

За допомогою електронного контролера ЄС двигуна може бути реалізовано управління вентилятором за датчиком температури, тиску або іншим параметрам. Електронна плата ЄС-контролера не потребує обслуговування.

Ключові перевагиEC-двигунїй:

• Низьке енергоспоживання - Високий ККД двигуна (більше 90%) через відсутність теплових втрат знижує енерговитрати на 30-50% порівняно з асинхронними двигунами. З керуванням оборотами споживання енергії знижується у 4-8 разів!
• Тривалий термін службита висока надійність роботи через відсутність щіток, що труться, колектора і пускових струмів при старті вентилятора, а також завдяки вбудованому захисту з електроживлення (більше 80 000 годин безперервної роботи).
• Мінімальнийрівень шумута відсутність вібрації при будь-якій частоті обертання (шум нижче ніж у традиційних вентиляторів на 20-35 дБ(А)!) Відсутні резонансні шуми, що супроводжують роботу двигуна із зовнішнім частотним перетворювачем.
• Компактність та знижена вага - необхідні натиск та витрата повітря можна отримати за допомогою вентилятора менших габаритів, за рахунок чого скорочуються загальні розміри та вага вентиляційних установок.
• Знижене тепловиділення - EC-двигун практично не виділяє тепла під час роботи, тоді як асинхронний АС-двигун має робочу температуру до + 75°C.
• Відсутність високих пускових струмів завдяки плавному запуску EC-вентиляторів у той час, як пусковий струм АС-вентиляторів зазвичай у 5-7 разів перевищує номінальний. Зростає термін безвідмовної роботи EC-двигуна, зменшується перетин електрокабелів та параметри пускового обладнання.
• Плавне та точне регулювання швидкості вентиляторів - зміна продуктивності можлива залежно від будь-якого керуючого сигналу (температури, вологості, тиску, якості повітря тощо).
• Вбудоване керування дозволяє обійтися без додаткового зовнішнього контролера, частотного перетворювача, необхідності прокладання екранованого кабелю до перетворювача. Зовнішні датчики безпосередньо підключаються до двигуна.
• Висока ефективність досягається навіть на низьких оборотах на відміну від двигунів із частотними перетворювачами.
• Безпека -вбудований захист від перевищення струму, перегріву, пропадання фази, стрибків напруги, автоматичне блокування двигуна при аварії. Не потрібні додаткові пристрої захисту. Безперебійна робота забезпечується в несприятливих умовах навколишнього середовища та широкому діапазоні номінальної напруги: 1~200..277 або 3~380..480 В.
• Дистанційне централізоване управління та моніторинг. EC-вентилятори можна керувати з високою точністю дистанційно, у тому числі через Інтернет та об'єднувати їх у мережу для спільної роботи. Дистанційний контроль усіх параметрів вентиляторів.

EC-motors: what, where, why and what for

E. P. Vishnevskiy, Candidate of Technical Science, technical Director, United Elements Group
G. V. Malkov, Product Manager

Specialists today are becoming more oriented on purchasing of energy saving equipment. Це більш широке, ніж традиційне, але повне заплати за його функцією.

Keywords: EC-motor, EC-fan, energy saving equipment

Опис:

Наразі фахівці все частіше орієнтуються на придбання енергозберігаючого обладнання. Порівняно з традиційним воно дорожче, але повністю окупає себе у процесі експлуатації. ЄС-двигуни, яким присвячена ця стаття, дозволяють зменшити енергоспоживання, при цьому збільшити продуктивність обладнання та термін його безперебійної роботи.

EC-двигуни: що, де, чому та навіщо

Енергозбереження при застосуванні EC-систем у різних галузях

Висновки

Резюмуючи всі переваги систем, що купуються при використанні EC-технології, можна виділити головне: EC-вентилятори з електронним керуванням плавно реагують на зміну вимог щодо вихідної потужності, працюють в особливо економному режимі часткового навантаження та нечутливі до коливань напруги. EC-вентилятори забезпечують зниження до 30% витрати електричної енергії порівняно із звичайними трифазними AC-вентиляторами.

Література

1. Вишневський Є. П. Енергозбереження при проектуванні систем мікроклімату будівель // Сантехніка, Опалення, Кондиціювання (С. О.К.). - 2010. - № 1.
2. Вишневський Є. П., Чепурін Г. В. Нові європейські стандарти в галузі ОВК // Сантехніка, Опалення, Кондиціювання (С. О.К.). - 2010. - № 2.
3. ЄС-вентилятори у теплових насосах // Сантехніка, Опалення, Кондиціювання (С. О.К.). - 2008. - № 6.
4. ЄС-вентилятори для овочесховищ та грибних камер // Сантехніка, Опалення, Кондиціювання (С. О.К.). - 2010. - № 1.
5. Чудовий клімат та низькі енерговитрати з ЄС-вентиляторами в циркуляторах повітря Airius // Сантехніка, Опалення, Кондиціювання (С. О.К.). - 2008. - № 2.
6. Synergy of EC motors and FCUs // Modern Building Services. 2006, August.
7. EC motors for unit coolers // Product Bulletin. 2007, Жовтень.
8. ДЕРЖСТАНДАРТ-Р 52539-2006. Чистота повітря у лікувальних закладах. Загальні вимоги.
9. ДСТУ ISO 14644-4-2002. Чисті приміщення та пов'язані з ними контрольовані середовища.

Припливно-витяжні системи вентиляції та кондиціонування приміщень різного призначення, що вимагають економічного вирішення та керованої системи вентиляції. Застосування моторів ЄС у вентиляторі ВКМ дозволило суттєво зменшити споживання електроенергії (близько 35%) і при цьому забезпечити високі аеродинамічні характеристики та низький рівень шуму. Це особливо важливо у разі застосування вентиляторів у системах громадських об'єктів (банки, супермаркети, ресторани, готелі тощо) поблизу житлових будинків, а також у побутовій сфері (наприклад, вентиляція приватних басейнів). Завдяки ЄС двигунам вентилятори можна легко об'єднати в мережу та регулювати централізовано. Сталевий корпус забезпечує надійну роботу при зовнішньому монтажі. Призначені для з'єднання з круглими повітроводами діаметром 160, 200, 250, 315 мм.

Конструкція

Корпус вентилятора виготовлений із сталі із полімерним покриттям. Нові технології виготовлення конструктивних елементів забезпечують абсолютну герметичність корпусу. Для зручнішого підключення та використання вентилятор може оснащуватися шнуром живлення зі штекером (ВКМ… ЕС Р).

Двигун

Використовуються високоефективні електронно-комутовані (ЄС) двигуни постійного струму із зовнішнім ротором, обладнані робочим колесом із загнутими назад лопатками. Такі мотори є на сьогоднішній день найбільш передовим рішенням у галузі енергозбереження. ЄС мотори характеризуються високою продуктивністю та оптимальним керуванням у всьому діапазоні швидкостей обертання. Безперечною перевагою електронно-комутованого двигуна є високий ККД (досягає 90%).

Двигуни мають підшипники кочення для забезпечення більшого терміну експлуатації (40 000 годин). Для досягнення точних характеристик, безпечної роботи та низького рівня шуму, під час складання, кожна турбіна проходить динамічне балансування. Клас захисту двигуна ІР 44.

Регулювання швидкості

Управління вентилятором здійснюється за допомогою зовнішнього керуючого сигналу 0-10 В (регулювання продуктивності здійснюється в залежності від рівня температури, тиску, задимленості та інших параметрів). При зміні значення керуючого фактора ЄС вентилятор змінює швидкість обертання, і подає рівно стільки повітря, скільки необхідно вентиляційної системи. Максимальна швидкість обертання вентилятора не залежить від частоти електричного струму в мережі (можлива робота як у мережі із частотою струму 50 Гц, так і 60 Гц). Вентилятори можна об'єднувати в єдину комп'ютерну мережу керування. Програмне забезпечення дозволяє з високою точністю керувати роботою об'єднаних у мережу вентиляторів. На дисплеї комп'ютера виводяться всі параметри системи, і, за потреби, можна встановити індивідуальний режим роботи для кожного вентилятора в мережі.

Монтаж

Допускається монтаж під будь-яким кутом щодо осі вентилятора. Приєднання до стіни здійснюється за допомогою кріпильних кронштейнів, що входять до комплекту постачання. Подача живлення на вентилятор здійснюється через зовнішню клемну коробку.