Kaip pritaikytas spintos ventiliatorius suderinamas su pramoniniais šilumos mainų įrenginiais, kad būtų sumažinta bendra energijos sąnauda

Kaip pritaikytas spintos ventiliatorius suderinamas su pramoniniais šilumos mainų įrenginiais, kad būtų sumažinta bendra energijos sąnauda

Kai pradėjau vertinti pramoninių korpusų aušinimo sistemas, pastebėjau pakartotinį modelį: šilumos mainų įranga buvo pakankamai tinkamai parinkta, tačiau ventiliatorius, kuris skatino oro srautą per grandinę, arba buvo pernelyg galingas ir veikė nuolat pilna galia, arba tai buvo standartinis katalogo vienetas, kuris neatitiko šilumos mainų šerdies šiluminės varžos reikalavimų. Abiem atvejais buvo sunaudojama nereikalinga energija – ne todėl, kad aušinimo sistema būtų esminiu požiūriu neteisinga, o todėl, kad ventiliatoriaus integracija nebuvo tinkamai įvertinta kaip bendrosios šiluminės grandinės dalis.

Daugumoje pramoninių spintų aušinimo konfigūracijų, kurias esu peržiūrėjęs, ventiliatorius retai būna vienintelis didžiausias energijos vartotojas atskirai — tačiau jis nuolat yra lengviausia komponentė optimizuoti, kai siekiama sumažinti visos sistemos bendrą energijos suvartojimą. Iššūkis yra žinoti, kaip pasirinkti tinkamą įrenginį ir pritaikyti jo veikimo charakteristikas konkrečioms korpuso šiluminėms reikmėms.

Kodėl ventiliatoriaus pasirinkimas tiesiogiai veikia šilumos mainų sistemos naudingumą

Šilumos mainų įranga pasiekia deklaruotą šiluminio perdavimo naudingumą — paprastai 80–95 % efektyvumo diapazone kontroliuojamomis sąlygomis — tik tada, kai oras per įrenginį cirkuliuoja pagal jo projektuotą veikimo tašką. Šis veikimo taškas apibrėžiamas dviem kintamaisiais: tūrinio srauto greičiu (CFM arba m³/h) ir statinio slėgio pasipriešinimu per keitiklio šerdį.

Vienetas, kuris tiek per mažai oro srauto, sumažina sistemos šilumos perdavimo našumą, dėl ko korpuse pakyla temperatūra ir reikia ilgesnių veikimo laikų, kad būtų kompensuota ši problema. Atvirkščiai, ventiliatorius, veikiantis virš šilumos mainytuvo optimalaus oro srauto diapazono, sunaudoja daugiau energijos be proporcingos šilumos perdavimo naudos. Ne viena, ne kita situacija nepasiekia tikslų – sumažinti bendrą energijos suvartojimą – ir abi yra išvengiamos tinkamai parinkus įrangą techninės specifikacijos etape.

Techninėje dokumentacijoje nurodytas oro srautas atrodo idealus standartinėmis bandymo sąlygomis, tačiau aukštos aplinkos temperatūros ar stipriai apkrautose pramoninėse aplinkose faktinis našumas žymiai blogėja. Todėl ventiliatoriaus pasirinkimas remiantis tik statine technine dokumentacija – neatsižvelgiant į atgrąžinamąjį slėgį, kurį sukuria šilumos mainytuvo vidinės plokštelės geometrija – yra žingsnis, kurį dažnai praleidžiama ir vėliau gailima.

Kaip parinkti specialų spintos ventiliatorių pramoninėms šilumos mainų sistemoms

Specialaus spintos ventiliatoriaus parinkimas šilumos mainų įrangai prasideda nuo šilumos keitiklio šerdies slėgio–srauto (P–Q) kreivės supratimo. Daugelis gamintojų pateikia šiluminės varžos reikšmes (W/K) ir atitinkamus oro srauto reikalavimus. Parinkimo užduotis – nustatyti tokį ventiliatorių, kurio darbo taškas – t. y. jo našumo kreivės ir šilumos keitiklio sukeltos sistemos pasipriešinimo kreivės susikirtimo vieta – užtikrintų reikiamą oro srautą su kuo mažesniomis praktinėmis energijos sąnaudomis.

Pagrindiniai patikrinimo parametrai prieš užsakymą:

• Nominuotasis oro srautas prieš reikiamąjį oro srautą: Jei ventiliatorius turi būti įrengtas pagal šią taisyklę, jis turi būti naudojamas kaip ventiliatorius, kuris turi būti įrengtas pagal šią taisyklę. 15~25% virš minimalaus rezervo yra praktinis pradinio lygio rodiklis.
• Statinio slėgio pajėgumas: Priemonė turi išlaikyti tikslinio oro srauto tempimą, nes šilumos mainų branduolio, filtro ir vamzdžių nuostolių statinis slėgis yra kombinuotas. Ventiliatorių modeliai su atgal išlenktomis arba atgal nuolenktomis peilių profiliais paprastai veikia geriau nei į priekį išlenktos formos aukštesnio atsparumo konfigūracijose.
• Įtampa ir valdymo sąsajos suderinamumas: Specializacijos turi būti tikrinamos pagal kabinoje esančią maitinimo įtampą ir visus termostato ar BMS valdymo signalus, jau integruotus į aušinimo kamerą.
• Rėmo dydis ir montavimo pėdsakas: Pramoninė šilumos mainų įranga skirta tam tikriems oro srauto vamzdžių matmenims. Patikrinus, ar ventiliatoriaus rėmas yra suderintas su šilumos mainų oro įleidimo arba išleidimo angliu, išvengiama oro srauto apšvietimo, kuris yra dažnas efektyvumo praradimo šaltinis, kuris lengvai nepastebimas, kol sistema neveikia.

ES kintamojo greičio skyriaus ventiliatoriai ir jų vaidmuo energijos mažinimo srityje

Tarp galimų šilumos mainų sistemos integracijos technologijų, kintamojo greičio stogų šaldymo ventiliatoriai yra vienas efektyviausių būdų, kaip sumažinti nuolatinį energijos suvartojimą. Priežastis yra susieta su ventiliatoriaus galios dėsnių fizika: 20% ventiliatoriaus greičio sumažinimas užtikrina maždaug 50% energijos taupymą, nes energijos suvartojimas mažėja atsižvelgiant į sukimosi greičio kubą.

Pramoninių spintelių, kuriuose šilumos mainų įranga veikia uždarame ciklo režimu izoliuoja vidinę elektroniką nuo išorinių teršalų aušinimo apkrova svyruoja atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą ir vidinę šilumos gamybą, naudojimo atveju. Fiksuoto greičio įrenginys negali reaguoti į šiuos pokyčius. EC kintamojo greičio įrenginys realiu laiku reguliuoja savo išėjimą, o šalčiau veikia mažesniu greičiu ir padidėja tik tada, kai to iš tikrųjų reikalauja šiluminė apkrova.

EC ventiliatoriai paprastai yra efektyvesni nei jų kintamieji ventiliatoriai bent kintamųjų greičių įrenginiuose, kuriuose dažnas veikimas su daliniu apkrova. Įstatytas EC variklių greičio reguliatorius panaikina išorinių kintamosios dažnio pavarų poreikį, supaprastina visą šaldymo skydlio ventiliatoriaus cirkuliacijos sistemą ir sumažina komponentų skaičių, kuris prisideda prie kapitalo sąnaudų ir ilgalaikio gedimo rizikos.

Viso šaukštų aušinimo ventiliatorių cirkuliacinės sistemos sukūrimas

Vertinant variantus, lengva sutelkti dėmesį tik į patį ventiliatorių – tačiau praktikoje nuolat rodoma, kad korpuso įėjimo ir išėjimo išdėstymas turi žymiai didesnę įtaką faktinei aušinimo naudingumui nei bet kuris atskiras komponento techninis parametras. Viso šaukštų aušinimo ventiliatorių cirkuliacinė sistema, kuri efektyviai sumažina bendrą energijos suvartojimą, paprastai apima:

• Ventiliatorių, pritaikytą konkrečiai pramoninės aušinimo sistemos P–Q kreivėje (ne bendrojo paskirties vienetą, paimtą iš standartinio detalių katalogo).
• Termostatą ar temperatūros jutiklį, kuris uždaromajai grandinai perduoda greičio valdymo signalą variklio elektronikai, neleisdama ventiliatoriui veikti visu pajėgumu nereikalingais mažos apkrovos laikotarpiais.
• Filtras, pritaikytas ventiliatoriaus nominaliajam oro srautui numatytoje filtrų apkrovos būsenoje, kad būtų išvengta dažnai pasitaikančios klaidos – nurodyti pernelyg tankų filtrą, kuris apriboja oro srautą gerokai anksčiau nei numatyta jo kitą kartą keisti.
• Aiškus įeinančio ir išeinančio oro srautų atskyrimas, kad būtų užkirstas kelias trumpajam jungimui – šiltam išmetamajam orui neįsibėgėjant atgal į šilumos mainytuvo įėjimą ir taip sumažinant veiksmingą temperatūrų skirtumą, kuris varo šilumos perdavimą.

Kai kurie pramoniniai ventiliatorių tiekėjai siūlo šilumos mainų įrangą su integruotu bešepetiniu varikliu valdomu ventiliatoriumi, užtikrinančiu iš anksto išbandytą kombinaciją su dokumentuotais slėgio–srauto (P–Q) našumo duomenimis. Tais atvejais, kai standartinės katalogo konfigūracijos neatitinka montavimo reikalavimų, specialiai suprojektuotas šilumos mainytuvo oro srauto ir statinio slėgio parametrams atitinkantis šaukštų ventiliatorius yra patikimesnis sprendimas siekiant tikslinio energijos suvartojimo profilio nei bendrojo paskirties pakaitalas.

Praktiniai nurodymai pirkimui ir techninėms specifikacijoms

Prekės įmonėms ir inžinerijos komandoms, kurios pirkia pramoninių korpusų aušinimo komponentus, dažniausiai kyla problemų dėl to, kad ventiliatoriai ir šilumos mainų įranga dažnai perkami iš skirtingų tiekėjų, o kiekvienas iš jų atskirai optimizuoja savo komponentą. Kai nuolatinės veiklos našumas yra svarbiausias reikalavimas, ec kintamosios naudingumo rack korpusų aušinimo ventiliatoriai siūlo praktišką būdą sumažinti nuolatinę energijos sąnaudą be reikalingumo perprojektuoti visą sistemą – jei tik ventiliatoriaus darbo taškas buvo patvirtintas pagal šilumos mainų įrangos slėgio–srauto (P-Q) kreivę. Aukščiau nurodytos energijos sąnaudų taupymo galimybės pasireiškia tik tada, kai visi aušinimo grandinės komponentai tinkamai suderinti.

Prieš galutinai patvirtinant technines specifikacijas, verta paprašyti šių duomenų iš ventiliatoriaus tiekėjo:

• Ventiliatoriaus slėgio–srauto (P-Q) kreivės duomenys nustatytoje eksploatavimo įtampoje, kuriuose būtų parodyta jo našumas esant tikėtinam statiniam slėgiui, kurį sukuria šilumos mainų įranga.
• Patvirtinimo, kad ventiliatoriaus energijos įėjimo galia (vatais) nurodyta tiksliai tame suderintame darbo taške, o ne tik laisvo srauto sąlygomis.
• EC kintamosios naudingosios galios modelių greičio valdymo diapazonas ir valdymo signalų suderinamumas.
• MTBF arba guolių tarnavimo trukmės duomenys nuolatiniam darbui skirtose šaukštų sistemose.

Tiksliai pritaikyti specialiai sukurtą šaukštų sistemą prie tikrųjų pramoninės šilumos mainų įrangos eksploatacijos sąlygų – o ne vertinti kiekvieną parametrą atskirai – lemia skirtumą tarp efektyviai veikiančios aušinimo sistemos visą jos tarnavimo laiką ir sistemos, kuri nuo pirmosios dienos sunaudoja daugiau energijos, nei reikia. Tie tiekėjai, kaip Lebisen, kurie gamina tiek šaukštų sistemų ventiliatorius, tiek šilumos mainų įrangą, gali pasiūlyti suderintas produktų kombinacijas su patikrintais oro srauto našumo duomenimis, supaprastindami tarptautiniams pirkėjams pramoninių korpusų aušinimo sprendimų parinkimą.