Waarom variabel-toerentalregelingen essentieel zijn voor HVAC-toepassingen

Het Internationaal Energieagentschap (IEA) voorspelt dat de verdubbeling van de energie-efficiëntie van airconditioning in 2050 een groei in het mondiale energieverbruik van 1300 Gigawatt zou voorkomen en een besparing van meer dan 2,9 biljoen dollar zou opleveren. Hoe kan deze energiebesparing worden gerealiseerd? Eén manier waarop de HVAC-systemen (voor verwarming, ventilatie en airconditioning) efficiënter gemaakt kunnen worden is het gebruik van variabel-toerentalregelingen, zoals Marek Lukaszczyk, marketingmanager voor Europa en het Midden-Oosten bij WEG, de wereldwijde producent en leverancier van motoren en aandrijftechnologie uitlegt.

Variabel-toerentalregelingen zijn meer dan ooit verbonden met motoren in HVAC-systemen omdat ze aanzienlijke energiebesparingen kunnen realiseren. Dit is te danken aan een beter toerentalbeheer. Bij toepassingen waar traditionele riemen of tandwielkasten worden gebruikt voor de verlaging van het toerental blijft de motor nog steeds op topsnelheid draaien. Wanneer men echter een variabel-toerentalregeling toepast, wordt het motortoerental verlaagd. Dit heeft tot gevolg dat de motor minder stroom trekt. Dat betekent een lager energieverbruik en dus lagere energierekeningen.

Dat is echter niet de enige reden waarom variabel-toerentalregelingen de beste keuze zijn voor HVAC-systemen.

Optimale capaciteitsmodulatie

HVAC-systemen zijn ontworpen om te functioneren bij piekbelasting, ook al doet deze situatie zich slechts gedurende vrij korte tijd in ieder jaar voor. Een van de meest effectieve manieren om de energie-efficiëntie van dergelijke systemen te verbeteren is dan ook de toepassing van een variabel-toerentalregeling. De variabel-toerentalregeling kan worden ingezet om het toerental van een of van meer motoren te variëren, rekening houdend met de vereisten van de belasting. Daarmee kunnen opzienbarende besparingen in het energieverbruik worden gerealiseerd.

Precieze regeling

Het gebruik van variabel-toerentalregelingen bij HVAC-toepassingen betekent dat u de regeling kunt verfijnen. Een systeem dat van een variabel-toerentalregeling gebruikmaakt kan met grotere precisie het toerental regelen in een breder bereik van debieten en uitgangsvermogen, met als bijkomend voordeel dat er minder energie wordt verbruikt en de pomp minder snel slijt. Zo kan een druksensor in een luchtkanaal feedback geven aan een PID-regelaar (Proportioneel, Integrerend en Differentiërend) van de aandrijving, waarbij de gewenste druk wordt vergeleken met de werkelijke druk en optimalisering bereikt wordt door het toerental van de ventilator aan te passen. Naast een luchtbehandelingseenheid (AHU) voor verwarming, koeling en ventilatie kan proportionele regeling ook worden toegepast in de ventilatoren van koeltorens of koelwaterpompen.

Eén variabel-toerentalregeling 

Een variabel-toerentalregeling kan worden gebruikt voor de regeling van verscheidene motoren in enkele HVAC-configuraties. Het enige voorbehoud is dat er rekening is gehouden met de juiste factoren bij het ontwerp, vooral met betrekking tot de implementatie van afdoende bescherming tegen overbelasting voor iedere individuele motor. Dit is nodig omdat een variabel-toerentalregeling alleen de totale belasting kan detecteren, niet welke individuele motor teveel stroom trekt. Ook moet worden opgemerkt dat niet ieder type beveiliging tegen overbelasting kan worden toegepast bij de uitgang van de variabel-toerentalregeling. Een andere vereiste is de juiste selectie van de variabel-toerentalregeling.

Als aan deze voorwaarden is voldaan, kan een enkele variabel-toerentalregeling voor de regeling van motoren verscheidene voordelen opleveren afgezien van een simpele kostenbesparing. Zo kan de complexiteit van de regeling worden verminderd en ook paneelruimte worden beperkt.

Netwerkbewaking

Als netwerkfunctionaliteit vereist is voor het HVAC-systeem, zijn variabel-toerentalregelingen een verstandige keuze. De enige voorwaarde is dat er een geschikte communicatiekaart wordt gebruikt voor BACnet, Modbus of een ander eigen netwerk. In die situatie kunnen variabel-toerentalregelingen een breed scala aan gegevens verzenden en ontvangen over factoren zoals het energieverbruik van het systeem, de staat van de apparatuur en diagnostische gegevens. Gegevenspunten voor stroom en energieverbruik zijn beschikbaar bij de meeste variabel-toerentalregelingen. Een belangrijke vereiste voor gebouwen met HVAC-systemen is inzicht in de plaatsen waar stroom wordt gebruikt, dus bewaking van dit type parameter stelt personeel in de regelkamer van de installatie in staat om deze gegevens te verzamelen en trendanalyses te verrichten.

De bestudering van het energieverbruik van een luchtbehandelingseenheid in een kantoorruimte of vergaderzaal kan bijvoorbeeld verschillen aan het licht brengen in het stroomverbruik op maandbasis. Er kunnen allerlei onderliggende factoren zijn voor de variatie in deze gegevens, waaronder schommelingen in de temperatuur van de buitenlucht, een hogere bezettingsgraad van de ruimte of filters van de luchtbehandelingseenheid die verstopt raken, waardoor de druk op de ventilator toeneemt.

Systeemonderhoud

Door middel van bewaking kan personeel bepaalde trends detecteren en voor beter systeemonderhoud zorgen voor een optimale energie-efficiëntie en lagere stroomrekeningen. Dergelijke activiteiten helpen ook bij het vaststellen van onderliggende oorzaken als het HVAC-systeem is uitgevallen. Als een variabel-toerentalregeling in een netwerk is opgenomen, kunnen er tientallen discrete alarmen worden bewaakt, geregistreerd en in een trendanalyse worden opgenomen, zodat het personeel een uitgebreid overzicht van incidenten verkrijgt. Als u beschikt over deze informatie van onschatbare waarde, dan profiteert het onderhoudsteam daar ook van, omdat het dan zo snel mogelijk het HVAC-systeem weer in bedrijf kan stellen.

Er zijn veel meer gegevens beschikbaar voor de nieuwste variabel-toerentalregelingen voor HVAC via de netwerkinterface. Deze variëren van simpele controlepunten, bijvoorbeeld voor spanning of stroomsterkte, tot geavanceerde analysepunten voor bijvoorbeeld arbeidsfactoren of harmonischen.

Het gebruik van variabel-toerentalregelingen in HVAC-systemen is beter voor zowel winstgevendheid als de planeet. Bij HVAC-toepassingen bieden variabel-toerentalregelingen aanzienlijke energiebesparingen, een grotere precisie en een vereenvoudigde systeemregeling en betere netwerkbewaking. Met zoveel voordelen zijn variabel-toerentalregelingen de voor de hand liggende keuze voor dergelijke systemen.

Gerelateerde artikelen