تطبيق محولات التردد في أنظمة HVAC

I. سيناريوهات التطبيق والتنفيذ الفني

1. نظام تدوير المياه المجمدة

• المبدأ: ينظم محول التردد سرعة مضخة المياه المبردة بناءً على درجة حرارة مياه الإرجاع لضبط معدل التدفق وتحقيق استقرار درجة الحرارة الداخلية.
• التفاصيل الفنية:
  • العلاقة بين معدل التدفق والسرعة: يتناسب معدل التدفق (Q) طرديًا مع القوة الأولى للسرعة (n)، وتتناسب قدرة العمود (P) طرديًا مع القوة الثالثة للسرعة. على سبيل المثال، عند تقليل معدل التدفق إلى 80٪، تنخفض قدرة العمود إلى 51.2٪.
  • إستراتيجية التحكم: يتم اعتماد التحكم PID، جنبًا إلى جنب مع ردود فعل درجة حرارة مياه الإرجاع، لضبط سرعة المضخة ديناميكيًا وتجنب تجميد المبخر، مما يضمن سلامة النظام.
• الحالة: يتم تطبيق نوع معين من محول التردد في نظام تدوير المياه للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء لتحقيق درجة حرارة مياه مبردة مستقرة، مع تأثير توفير الطاقة بنسبة 20٪ - 40٪.

2. نظام تدوير مياه التبريد

• المبدأ: مع الأخذ في الاعتبار الفرق في درجة الحرارة بين المياه الداخلة والخارجة كأساس للتحكم، يتم تعديل سرعة مضخة التبريد لتحسين كفاءة التبريد.
• التفاصيل الفنية:
  • التحكم في فرق درجة الحرارة: عندما يكون فرق درجة الحرارة كبيرًا، تزداد سرعة المضخة؛ عندما يكون فرق درجة الحرارة صغيرًا، تنخفض سرعة المضخة للحفاظ على عمل المكثف بكفاءة.
  • متطلبات الحماية: بيئة برج التبريد رطبة ومليئة بالغبار، لذلك يحتاج محول التردد إلى مستوى حماية IP55 لمنع دخول بخار الماء والغبار.
• الحالة: يقود منتج رائد في الصناعة مروحة برج التبريد في مبنى تجاري، مما يحقق توفيرًا للطاقة بنسبة 30٪ من خلال التحكم المستمر في فرق درجة الحرارة ودمج الوحدات الذكية للمراقبة عن بعد.

3. التحكم في مروحة برج التبريد

• المبدأ: اضبط سرعة المروحة وفقًا للتغيرات الموسمية وتعاون مع مضخة التبريد لتحقيق أفضل تأثير لتوفير الطاقة.
• التفاصيل الفنية:
  • البدء - الإيقاف السلس: يقلل محول التردد من الصدمات الميكانيكية ويطيل عمر المروحة. على سبيل المثال، يتم تطبيق نوع معين من محول التردد في مروحة برج التبريد، ويتم تعيين تردد حد أدنى لتجنب تلف علبة التروس.
  • تأثير توفير الطاقة: عندما تعمل المروحة بسرعة منخفضة، يتم تقليل كمية المياه المتطايرة، ويتم توفير مصدر المياه، ويتم تقليل الضوضاء.
• الحالة: يتحكم محول التردد في مروحة برج التبريد في مبنى شركة نقل معينة، مما يحقق توفيرًا للطاقة بنسبة 50٪ وتحقيق الإدارة التلقائية من خلال نظام إدارة المباني (BMS).

4. نظام التهوية

• المبدأ: في مشاهد مثل مترو الأنفاق والمصانع الصناعية، يقود محول التردد نظام المروحة للتكيف مع البيئات المعقدة (مثل درجة الحرارة المرتفعة والرطوبة العالية والغبار العالي).
• التفاصيل الفنية:
  • مستوى الحماية: يحتاج نظام تهوية مترو الأنفاق إلى مستوى حماية IP55 أو أعلى لضمان التشغيل المستقر للمعدات في البيئات القاسية.
  • التحكم الذكي: يتم استخدام مراقبة PLC المتكاملة لضبط حجم الهواء في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، يدعم نوع معين من محول التردد بدء التشغيل متعدد المضخات متغير التردد في مشروع مترو الأنفاق، مما يقلل من تأثير الضغط على شبكة الأنابيب.
• الحالة: يعتمد مشروع مترو أنفاق مدينة معينة محول تردد، ومن خلال وظائف التكثيف والحماية من الصقيع، يتم ضمان موثوقية نظام التهوية.

II. تأثير توفير الطاقة ودعم البيانات

1. توفير كبير في الطاقة

• الأساس النظري: تتناسب قدرة العمود عكسياً مع القوة الثالثة للسرعة. عند تقليل معدل التدفق بنسبة 20٪، تنخفض قدرة العمود بنسبة 51.2٪.
• الحالات الفعلية:
  • مبنى شركة نقل معينة: بعد استخدام محول التردد، يوفر نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء حوالي 50٪ من الطاقة، وتكون وفورات تكاليف الكهرباء السنوية كبيرة.
  • مستشفى جامعي: يوفر محول التردد 800000 كيلووات ساعة من الطاقة سنويًا، ويقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 750 طنًا، ويزيد معامل الأداء (COP) إلى 3.6 (مضخة حرارية) و 5 (آلة تبريد).
  • نوع معين من محول التردد: يوفر 20٪ - 40٪ من الطاقة في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء ويتجنب استهلاك الطاقة للتشغيل بكامل السرعة من خلال تنظيم السرعة الديناميكي.

2. إطالة عمر المعدات

• البدء اللين: يقلل محول التردد من تأثير تيار بدء تشغيل المحرك ويطيل عمر المضخات والمراوح. على سبيل المثال، يتم تقليل تكلفة صيانة المعدات في مشروع معين بنسبة 30٪ بسبب البدء السلس.
• الحماية الميكانيكية: تحدد مروحة برج التبريد ترددًا حديًا أدنى من خلال محول التردد لتجنب تلف علبة التروس بسبب التشغيل منخفض السرعة.

3. القدرة على التكيف مع البيئة

• مستوى الحماية IP55: في بيئات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التي تحتوي على الكثير من الغبار والرطوبة (مثل مصانع معالجة الأغذية ومناجم الفحم)، يحتاج محول التردد إلى الوصول إلى مستوى IP55 لمنع دخول الغبار وبخار الماء وضمان التشغيل المستقر.
• الحالة: يتم تطبيق نوع معين من محول التردد IP55 في المناسبات عالية المتطلبات مثل الوحدات العسكرية وتصنيع الأسلحة، والتكيف مع البيئات الصناعية القاسية.

III. التكامل الذكي وتكامل النظام

1. التكامل مع نظام أتمتة المباني (BAS)

• بروتوكولات الاتصال: يدعم محول التردد بروتوكولات مثل Modbus و Profibus، ويمكن توصيله بسلاسة مع BAS لتحقيق المراقبة عن بعد وتعديل المعلمات.
• الحالة: يستخدم نوع معين من محول التردد وحدة اتصال ذكية، ويمكن استخدام الأجهزة المحمولة للتكليف والمراقبة السريعة، مما يحسن المستوى الذكي للنظام.

2. مراقبة البيانات وتحليلها

• البيانات في الوقت الفعلي: يسجل نظام مراقبة PLC كفاءة المعدات، مثل عدد عمليات آلة التبريد والتعديل التلقائي للحمل، لضمان الحالة المثلى.
• تحذير من الأعطال: يقوم محول التردد بتخزين معلومات الأعطال، مثل التعامل المرن عند فقدان الإشارات، مما يقلل من وقت التوقف.

3. إدارة الطاقة

• التعديل الديناميكي: قم بتبديل وضع التشغيل تلقائيًا وفقًا للموسم والفترة الزمنية. على سبيل المثال، قم بالتبديل إلى حالة توفير الطاقة في الليل وفي عطلات نهاية الأسبوع، واستمر في التشغيل بسرعة منخفضة للحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة.
• الحالة: يقوم نظام إدارة المباني (BMS) لمبنى معين بضبط معلمات محول التردد تلقائيًا في الشتاء والصيف لتلبية الطلب وتوفير الطاقة في نفس الوقت.
•  

  الخلاصة

  يحقق محول التردد المزايا الأساسية التالية في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء من خلال تنظيم السرعة الدقيق والتحكم الذكي والإدارة الفعالة للطاقة:

  1. 1. توفير كبير في الطاقة: تنخفض قدرة العمود وفقًا للقوة الثالثة للسرعة، وتوضح الحالة أن تأثير توفير الطاقة هو 20٪ - 50٪.
     2. إطالة عمر المعدات: يقلل البدء اللين والحماية الميكانيكية من تكاليف الصيانة.
     3. التكامل الذكي: يتم توصيله بسلاسة مع نظام BAS لتحقيق المراقبة عن بعد والإدارة التلقائية.
• 
  
•