Einsatz von Frequenzumrichtern in HLK-Systemen

Ein frequenzvariabler Antrieb (VFD) ist ein elektronisches Gerät, das die Drehzahl von Wechselstrom-Induktionsmotoren steuert. Bevor wir uns ansehen, wie dies funktioniert und wie es in HLK-Systemen eingesetzt werden kann, sollten wir einen Blick auf die Geschichte der Motorsteuerungen werfen und auch darauf, wie der Induktionsmotor selbst funktioniert.

Es war schon immer sinnvoll, die Drehzahl von Elektromotoren in der Industrie zu regeln. Nahezu jeder Prozess, bei dem ein Motor eingesetzt wird, profitiert von einer Drehzahlregelung. Nicht nur, dass der Prozess im Allgemeinen verbessert wird, sondern in vielen Fällen (insbesondere bei Pumpen und Lüftern) wird auch beträchtlich Energie eingespart.

Bevor es elektronische Steuerungen gab, wurden Motoren auf verschiedene Weise gesteuert, z. B. durch die Steuerung des Feldstroms eines Gleichstrommotors mit einer Reihe von Widerständen oder durch die Verwendung anderer Motoren. Als jedoch in den 1950er Jahren Thyristoren, die ersten Leistungshalbleiter, verfügbar wurden, war es möglich, die Ankerspannung und damit die Drehzahl eines Gleichstrommotors mit Hilfe der Phasenanschnittsteuerung zu steuern. Diese Gleichstromantriebe werden auch heute noch hergestellt und sind weit verbreitet.

Die gebräuchlichste HLK-Definition eines frequenzvariablen Antriebs beschreibt ihn als elektrisches Gerät, das als Lüfterzubehör verwendet wird, um die Umdrehungen pro Minute (U/min) eines Wechselstrommotors zu erhöhen und zu verringern. Der VFD passt die Frequenz der dem Motor zugeführten elektrischen Leistung an, um den Luftstrom des Systems zu variieren.

Die Hauptfunktion eines Frequenzumrichters ist die Anpassung und Änderung der Ventilatordrehzahl an vorgegebene Sollwerte. Das System reagiert auf die Änderung des Luftstroms in einer vorhersehbaren Weise, um eine bessere Belüftung zu erreichen. VFDs reagieren auch auf die Steuerung offener und geschlossener Zonen und variieren den Luftstrom des Systems, um den Anforderungen unterschiedlicher Heiz- oder Kühlstufen gerecht zu werden.

Vor nicht allzu langer Zeit galten VFDs noch als neue HLK-Technologie und hatten einen hohen Preis. Heute sinkt der Preis weiter, und Bauunternehmer, Geräte- und Steuerungshersteller finden neue Technologien, die in HLK-Systeme integriert werden können.

Die Gebläsetechnologie entwickelt sich stetig weiter, da wir viele herkömmliche Gebläsemotoren mit konstanter Drehzahl durch frequenzvariable Antriebe und Motoren in Nachrüstungen und neuen Systemen ersetzen. Infolgedessen sehen wir einen zunehmenden Einsatz von VFDs auf dem HLK-Markt für Wohngebäude.

Die zunehmenden Fortschritte in der Elektronik- und Steuerungstechnologie verbessern die Leistung von VFDs erheblich. Diese Verbesserungen bringen immer mehr Vorteile und Flexibilität. Zum Beispiel:

VFDs sind eine wesentliche Komponente bei der Steuerung des Luftstroms, um durch verbesserte Belüftung sichere und gesunde Gebäude zu schaffen. Die Qualität der Innenraumluft wird verbessert, da die Steuerungen Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Kohlendioxid (CO2)-Werte in den Gebäuden besser kontrollieren können.

Energieeinsparungen sind ein großes Plus, da der Wattverbrauch des Ventilatormotors immer dann sinkt, wenn der Motor mit weniger als der maximalen Leistung arbeitet. Die reduzierte Motordrehzahl führt zu einer erheblichen Verringerung des Stromverbrauchs des Motors.

Ein unsichtbarer und selten erkannter Vorteil eines VFD ist der geringere Verschleiß und die längere Lebensdauer, die er dem Ventilatormotor bietet. VFDs reduzieren den Anlaufschock und sorgen für sanfte Änderungen der Ventilatordrehzahl.

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