Danfoss FC 101 Design guide [fr]

ENGINEERING TOMORROW

Manuel de conguration

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

vlt-drives.danfoss.com

Table des matières Manuel de conguration

Table des matières

1 Introduction

1.1 Objet du manuel de conguration

1.2 Version de document et de logiciel

1.3 Symboles de sécurité

1.4 Abréviations

1.5 Ressources supplémentaires

1.6 Dénitions

1.7 Facteur de puissance

1.8 Indications de conformité

1.8.1 Marquage CE 10

1.8.2 Conformité UL 11

1.8.3 Marque de conformité RCM 11

1.8.4 EAC 11

1.8.5 UkrSEPRO 11

2 Sécurité

2.1 Personnel qualié

2.2 Précautions de sécurité

3 Vue d'ensemble des produits

3.1 Avantages

3.1.1 Pourquoi utiliser un variateur de fréquence pour contrôler les ventilateurs et les pompes ? 14

3.1.2 Un avantage évident : des économies d'énergie 14

3.1.3 Exemple d'économies d'énergie 14

3.1.4 Comparaison des économies d'énergie 15

3.1.5 Exemple avec un débit variable sur une année 16

3.1.6 Meilleur contrôle 17

3.1.7 Démarreur étoile/triangle ou démarreur progressif non requis 17

3.1.8 Des économies grâce à l'utilisation d'un variateur de fréquence 17

3.1.9 Sans variateur de fréquence 18

3.1.10 Avec un variateur de fréquence 19

3.1.11 Exemples d'applications 20

3.1.12 Volume d'air variable 20

3.1.13 La solution apportée par le VLT

3.1.14 Volume d'air constant 21

3.1.15 La solution apportée par le VLT 21

3.1.16 Ventilateur de tour de refroidissement 22

3.1.17 La solution apportée par le VLT

3.1.18 Pompes de condenseur 23

Table des matières

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.19 La solution apportée par le VLT 23

3.1.20 Pompes primaires 24

3.1.21 La solution apportée par le VLT

3.1.22 Pompes secondaires 26

3.1.23 La solution apportée par le VLT

3.2 Structures de contrôle

3.2.1 Structure de contrôle en boucle ouverte 27

3.2.2 Commande moteur PM/EC+ 27

3.2.3 Contrôle local (Hand On) et distant (Auto On) 27

3.2.4 Structure de contrôle en boucle fermée 28

3.2.5 Conversion du signal de retour 28

3.2.6 Utilisation des références 29

3.2.7 Réglage du contrôleur en boucle fermée du variateur 30

3.2.8 Réglage manuel du PI 30

3.3 Conditions ambiantes de fonctionnement

3.4 Généralités concernant les normes CEM

3.4.1 Vue d'ensemble des émission CEM 36

3.4.2 Conditions d'émission 38

3.4.3 Résultats des essais d’émission CEM 39

3.4.4 Vue d'ensemble des émissions d'harmoniques 40

3.4.5 Conditions d'émission harmonique 40

3.4.6 Résultats des essais harmoniques (émission) 40

3.4.7 Conditions d'immunité 42

3.5 Isolation galvanique (PELV)

3.6 Courant de fuite à la terre

3.7 Conditions d'exploitation extrêmes

3.7.1 Protection thermique du moteur (ETR) 44

3.7.2 Entrées de thermistance 44

4 Sélection et commande

4.1 Code de type

4.2 Options et accessoires

4.2.1 Panneau de commande local (LCP) 47

4.2.2 Montage du LCP sur le panneau avant 47

4.2.3 Kit de boîtier IP21/NEMA Type 1 48

4.2.4 Plaque de connexion à la terre 49

4.3 Références

4.3.1 Options et accessoires 50

4.3.2 Filtres harmoniques 51

4.3.3 Filtre RFI externe 53

Table des matières Manuel de conguration

5 Installation

5.1 Installation électrique

5.1.1 Raccordement au secteur et au moteur 56

5.1.2 Installation électrique conforme aux critères CEM 61

5.1.3 Bornes de commande 63

6 Programmation

6.1 Introduction

6.2 Panneau de commande local (LCP)

6.3 Menus

6.3.1 Menu d'état 65

6.3.2 Menu rapide 65

6.3.3 Menu principal 80

6.4 Transfert rapide du réglage des paramètres entre plusieurs variateurs de fréquence

6.5 Lecture et programmation des paramètres indexés

6.6 Initialisation aux réglages par défaut

7 Installation et conguration de l'interface RS485

7.1 RS485

7.1.1 Vue d'ensemble 82

7.1.2 Raccordement du réseau 82

7.1.3 Conguration matérielle du variateur de fréquence 82

7.1.4 Réglage des paramètres pour communication Modbus 83

7.1.5 Précautions CEM 83

7.2 Protocole FC

7.2.1 Vue d'ensemble 84

7.2.2 FC avec Modbus RTU 84

7.3 Réglage des paramètres pour activer le protocole

7.4 Structure des messages du protocole FC

7.4.1 Contenu d'un caractère (octet) 84

7.4.2 Structure du télégramme 84

7.4.3 Longueur du télégramme (LGE) 85

7.4.4 Adresse (ADR) du variateur de fréquence 85

7.4.5 Octet de contrôle des données (BCC) 85

7.4.6 Champ de données 85

7.4.7 Champ PKE 85

7.4.8 Numéro de paramètre (PNU) 86

7.4.9 Indice (IND) 86

7.4.10 Valeur du paramètre (PWE) 86

7.4.11 Types de données pris en charge par le variateur de fréquence 87

Table des matières

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

7.4.12 Conversion 87

7.4.13 Mots de process (PCD) 87

7.5 Exemples

7.5.1 Écriture d'une valeur de paramètre 87

7.5.2 Lecture d'une valeur de paramètre 88

7.6 Vue d'ensemble du Modbus RTU

7.6.1 Introduction 88

7.6.2 Vue d'ensemble 88

7.6.3 Variateur de fréquence avec Modbus RTU 88

7.7 Conguration du réseau

7.8 Structure des messages du Modbus RTU

7.8.1 Introduction 89

7.8.2 Structure du télégramme Modbus RTU 89

7.8.3 Champ démarrage/arrêt 89

7.8.4 Champ d'adresse 90

7.8.5 Champ de fonction 90

7.8.6 Champ de données 90

7.8.7 Champ de contrôle CRC 90

7.8.8 Adresse de registre des bobines 90

7.8.9 Accès via écriture/lecture PCD 92

7.8.10 Comment contrôler le variateur de fréquence 93

7.8.11 Codes de fonction pris en charge par le Modbus RTU 93

7.8.12 Codes d'exceptions Modbus 93

7.9 Comment accéder aux paramètres

7.9.1 Gestion des paramètres 94

7.9.2 Stockage des données 94

7.9.3 IND (Index) 94

7.9.4 Blocs de texte 94

7.9.5 Facteur de conversion 94

7.9.6 Valeurs de paramètre 94

7.10 Exemples

7.10.1 Lecture état bobines (01 HEX) 95

7.10.2 Forcer/écrire bobine unique (05 HEX) 95

7.10.3 Forcer/écrire bobines multiples (0F HEX) 96

7.10.4 Lecture registres de maintien (03 HEX) 96

7.10.5 Prédénir registre unique (06 HEX) 97

7.10.6 Prédénir registres multiples (10 HEX) 97

7.10.7 Lire/Écrire registres multiples (17 HEX) 97

7.11 Prol de contrôle FC Danfoss

7.11.1 Mot de contrôle selon le prol FC (8-10 Protocole = Prol FC) 98

Table des matières Manuel de conguration

7.11.2 Mot d'état selon le prol FC (STW) 100

7.11.3 Valeur de référence de vitesse du bus 102

8 Spécications générales

8.1 Encombrement

8.1.1 Montage côte à côte 103

8.1.2 Dimensions du variateur de fréquence 104

8.1.3 Dimensions lors de l'expédition 107

8.1.4 Montage externe 108

8.2 Spécications de l'alimentation secteur

8.2.1 3 x 200-240 V CA 108

8.2.2 3 x 380-480 V CA 109

8.2.3 3 x 525-600 V CA 113

8.3 Fusibles et disjoncteurs

8.4 Caractéristiques techniques générales

8.4.1 Alimentation secteur (L1, L2, L3) 116

8.4.2 Puissance du moteur (U, V, W) 116

8.4.3 Longueur et section des câbles 117

8.4.4 Entrées digitales 117

8.4.5 Entrées analogiques 117

103

108

114

116

Indice

8.4.6 Sortie analogique 117

8.4.7 Sortie digitale 118

8.4.8 Carte de commande, communication série RS485 118

8.4.9 Carte de commande, sortie 24 V CC 118

8.4.10 Sortie relais [bin] 118

8.4.11 Carte de commande, sortie 10 V CC 119

8.4.12 Conditions ambiantes 119

8.5 dU/Dt

120

123

Introduction

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1 Introduction

1.1 Objet du manuel de conguration

Ce manuel de conguration est destiné aux ingénieurs de projets et systèmes, aux consultants en conception et aux experts en applications et produits. Les informations techniques fournies permettent de comprendre les capacités du variateur de fréquence pour intégration dans des systèmes de contrôle et de surveillance de moteur. Les détails décrits concernent le fonctionnement, les exigences et les recommandations pour l'intégration dans un système. Les informations fournies sont avérées pour les caractéristiques de puissance d'entrée, la sortie de commande du moteur et les conditions de fonctionnement ambiantes du variateur de fréquence.

Sont aussi inclus :

les fonctions de sécurité ;

•

la surveillance de la condition de panne ;

•

des rapports d'état opérationnels ;

•

les fonctionnalités de communication série ;

•

les options et fonctions programmables.

•

Certains détails de conception sont également fournis, tels que :

exigences du site ;

•

câbles ;

•

fusibles ;

•

câblage de commande ;

•

tailles et poids des unités ;

•

autres informations essentielles indispensables

•

pour

planier l'intégration du système.

La consultation des informations détaillées du produit permet, lors de la conception, de développer un système optimal en termes de fonctionnalité et d'ecacité.

VLT® est une marque déposée.

Version de document et de logiciel

1.2

Ce manuel est régulièrement révisé et mis à jour. Toutes les suggestions d'amélioration sont les bienvenues.

À partir de la version 4.0x (à partir de la semaine de production 33 2017), la fonction de vitesse variable du ventilateur de refroidissement du dissipateur de chaleur équipe les variateurs de fréquence jusqu'à la puissance de 22 kW (30 HP) 400 V IP20 et jusqu'à la puissance 18,5 kW (25 HP) 400 V IP54. Cette fonction requiert des mises à niveau des logiciels et du matériel et impose des restrictions en matière de compatibilité avec les versions antérieures pour les boîtiers de tailles H1-H5 et I2-I4. Voir le Tableau 1.2 pour les restrictions.

Ancienne carte de

Compatibilité

des logiciels

Ancien logiciel

(jusqu'à la version

3.xx du chier OSS) Nouveau logiciel

(à partir de la

version 4.xx du

chier OSS)

Compatibilité

du matériel

Ancienne carte de

puissance

(jusqu'à la semaine

de production 33

2017)

Nouvelle carte de

puissance

(à partir de la

semaine de

production 34 2017)

Tableau 1.2 Compatibilité des logiciels et du matériel

commande (jusqu'à

la semaine de production 33

2017)

Oui Non

Non Oui

Ancienne carte de

commande (jusqu'à

la semaine de production 33

2017)

Oui (uniquement jusqu'à la version

3.xx du logiciel)

Oui (mise à niveau

IMPÉRATIVE du

logiciel vers la

version 3.xx ou

inférieure, le

ventilateur

fonctionne à pleine

vitesse en

permanence)

Nouvelle carte de

commande (à partir

de la semaine de

production 34

2017)

Nouvelle carte de

commande (à partir

de la semaine de

production 34

2017)

Oui (mise à niveau

IMPÉRATIVE du

logiciel vers la

version 4.xx ou

supérieure)

Oui (uniquement à partir de la version

4.xx du logiciel)

Édition Remarques Version

logicielle

MG18C8xx Dernière mise à jour de la version des

logiciels et du matériel.

Tableau 1.1 Version de document et de logiciel

4.2x

Symboles de sécurité

1.3

Les symboles suivants sont utilisés dans ce manuel :

AVERTISSEMENT

Indique une situation potentiellement dangereuse qui peut entraîner des blessures graves ou le décès.

Introduction Manuel de conguration

ATTENTION

Indique une situation potentiellement dangereuse qui peut entraîner des blessures supercielles à modérées. Ce signe peut aussi être utilisé pour mettre en garde contre des pratiques non sûres.

AVIS!

Fournit des informations importantes, notamment sur les situations qui peuvent entraîner des dégâts matériels.

1.4 Abréviations

°C °F

A Ampère CA Courant alternatif AMA Adaptation automatique au moteur AWG American Wire Gauge (calibre américain des

CC Courant continu CEM Compatibilité électromagnétique ETR Relais thermique électronique FC Variateur de fréquence f

M,N

kg Kilogramme Hz Hertz I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

kHz Kilohertz LCP Panneau de commande local m Mètre mA Milliampère MCT Outil de contrôle du mouvement mH Inductance en millihenry min Minute ms Milliseconde nF Nanofarad Nm Newton-mètre n

M,N

PCB Carte à circuits imprimés PELV Protective extra low voltage (très basse

Régén. Bornes régénératives tr/min Tours par minute s Seconde T

LIM

M,N

V Volts

Tableau 1.3 Abréviations

Degrés Celsius Degrés Fahrenheit

ls)

Fréquence nominale du moteur

Courant de sortie nominal onduleur Limite de courant Courant nominal du moteur Courant de sortie maximal Courant nominal de sortie fourni par le variateur de fréquence

Vitesse moteur synchrone Puissance nominale du moteur

tension de protection)

Limite de couple Tension nominale du moteur

Ressources supplémentaires

1.5

Le Guide rapide du VLT® HVAC Basic Drive FC 101

•

contient des informations de base sur l'encombrement, l'installation et la programmation.

Le Guide de programmation du VLT® HVAC Basic

•

Drive FC 101 fournit des informations sur la programmation et comporte une description complète des paramètres.

Logiciel Danfoss VLT® Energy Box. Sélectionner PC

•

Software Downloads (téléchargement logiciels) sur www.danfoss.com/en/service-and-support/ downloads/dds/vlt-energy-box/.

Le logiciel VLT® Energy Box permet

d'eectuer

des comparaisons de consommation d'énergie entre applications de pompes et de ventilateurs HVAC entraînées par des variateurs de fréquence Danfoss, avec diérentes méthodes de contrôle du débit. Utiliser cet outil pour prévoir avec précision les coûts, les économies et la période de récupération liés à l'utilisation de variateurs de fréquence Danfoss sur des ventilateurs HVAC, des pompes et des tours de refroidissement.

La documentation technique Danfoss est disponible sous format électronique sur le CD fourni avec le produit ou sur support papier auprès du service commercial Danfoss local.

Assistance technique Logiciel de programmation MCT 10

Télécharger le logiciel sur www.danfoss.com/en/service-andsupport/downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/.

Pendant l’installation du logiciel, saisir le code d’accès 81463800 an d’activer la fonctionnalité FC 101. Une clé de licence n’est pas nécessaire pour utiliser la fonctionnalité FC 101.

La dernière version du logiciel ne contient pas toujours les dernières mises à jour de variateur de fréquence. Contacter le service commercial local pour obtenir les dernières mises à jour de variateur de fréquence (chiers *.upd) ou les télécharger sur www.danfoss.com/en/service-and-support/ downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/#Overview.

Dénitions

1.6

Variateur de fréquence I

VLT, MAX

Courant de sortie maximal

VLT,N

Courant nominal de sortie fourni par le variateur de fréquence.

VLT, MAX

Tension de sortie maximale.

Entrée

Le moteur raccordé peut être lancé et arrêté à l'aide du LCP et des entrées digitales. Les fonctions sont réparties en deux groupes, comme indiqué dans le Tableau 1.4. Les

1 1

175ZA078.10

couple de décrochage

tr / mn

couple

Introduction

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

fonctions du groupe 1 ont une priorité supérieure aux

Couple de décrochage

fonctions du groupe 2.

Réinitialisation, arrêt en roue libre, réinitialisation

Groupe 1

Groupe 2

Tableau 1.4 Ordres de commande

et arrêt en roue libre, arrêt rapide, freinage par injection de courant continu, arrêt et [O]. Démarrage, impulsion de démarrage, inversion, démarrage avec inversion, jogging et gel sortie

Moteur f

JOG

Fréquence du moteur lorsque la fonction jogging est activée (via des bornes digitales).

Fréquence du moteur.

MAX

Fréquence maximale du moteur.

MIN

Fréquence minimale du moteur.

M,N

Fréquence nominale du moteur (données de la plaque signalétique).

Courant du moteur.

M,N

Courant nominal du moteur (données de la plaque signalétique).

M,N

Vitesse nominale du moteur (données de la plaque signalétique).

M,N

Puissance nominale du moteur (données de la plaque signalétique).

Tension instantanée du moteur.

M,N

Tension nominale du moteur (données de la plaque signalétique).

Illustration 1.1 Couple de décrochage

VLT

Le rendement du variateur de fréquence est déni comme le rapport entre la puissance dégagée et la puissance absorbée.

Ordre de démarrage désactivé

Ordre d'arrêt faisant partie du groupe 1 d'ordres de commande, voir le Tableau 1.4.

Ordre d'arrêt

Voir le Tableau 1.4.

Référence analogique

Un signal transmis vers les entrées analogiques 53 ou 54. Il peut prendre la forme de tension ou de courant.

Entrée de courant : 0-20 mA et 4-20 mA

•

Entrée de tension : 0-10 V CC

•

Référence bus

Signal appliqué au port de communication série (port FC).

Référence

prédénie

Référence prédénie réglable entre -100 % et +100 % de la plage de référence. Huit références prédénies peuvent être sélectionnées par l'intermédiaire des bornes digitales.

Réf

MAX

Détermine la relation entre l'entrée de référence à 100 % de la valeur de l'échelle complète (généralement 10 V, 20 mA) et la référence résultante. Valeur de référence maximum dénie au paramétre 3-03 Réf. max..

Réf

MIN

Détermine la relation entre l'entrée de référence à la valeur 0 % (généralement 0 V, 0 mA, 4 mA) et la référence résultante. Valeur de référence minimum dénie au paramétre 3-02 Référence minimale.

Entrées analogiques

Les entrées analogiques permettent de contrôler diverses fonctions du variateur de fréquence. Il en existe 2 types :

Introduction Manuel de conguration

Entrée de courant : 0-20 mA et 4-20 mA

•

Entrée de tension : 0-10 V CC

•

Sorties analogiques

Les sorties analogiques peuvent fournir un signal de 0-20 mA, 4-20 mA ou un signal numérique.

Adaptation automatique au moteur, AMA

L'algorithme d'AMA détermine, à l'arrêt, les paramètres électriques du moteur raccordé et compense la résistance en fonction de la longueur du câble moteur.

Entrées digitales

Les entrées digitales permettent de contrôler diverses fonctions du variateur de fréquence.

Sorties digitales

Le variateur de fréquence est doté de deux sorties à semiconducteurs qui peuvent fournir un signal 24 V CC (max. 40 mA).

Sorties relais

Le variateur de fréquence est doté de deux sorties relais programmables.

ETR

Le relais thermique électronique constitue un calcul de charge thermique basé sur une charge et un temps instantanés. Il permet d'estimer la température du moteur et d'empêcher le moteur de surchauer.

Initialisation

Si l'on eectue une initialisation (paramétre 14-22 Mod. exploitation), les paramètres programmables du variateur

de fréquence reviennent à leurs valeurs par défaut. Le Paramétre 14-22 Mod. exploitation n'initialise pas les paramètres de communication, la mémoire des défauts ou le journal mode incendie.

Cycle d'utilisation intermittent

Une utilisation intermittente fait référence à une séquence de cycles d'utilisation. Chaque cycle est composé d'une période en charge et d'une période à vide. Le fonctionnement peut être périodique ou non périodique.

LCP

Le panneau de commande local (LCP) constitue une interface complète de commande et de programmation du variateur de fréquence. Le panneau de commande est amovible sur les unités IP20 et xe sur les unités IP54. Il peut être installé, à l'aide d'un kit de montage, à une distance maximale de 3 m (9,8 pi) du variateur de fréquence, par exemple dans un panneau frontal.

Lsb

Bit de poids faible.

MCM

Abréviation de Mille Circular Mil, unité de mesure américaine de la section de câble. 1 MCM = 0,5067 mm².

Msb

Bit de poids fort.

Paramètres en ligne/hors ligne

Les modications apportées aux paramètres en ligne sont activées directement après modication de la valeur de données. Appuyer sur [OK] pour activer les paramètres hors ligne.

Régulateur PI

Le régulateur PI maintient la vitesse, la pression, la température, etc. souhaitées en adaptant la fréquence de sortie à la variation de charge.

RCD

Relais de protection diérentielle.

Conguration

On peut enregistrer les réglages des paramètres dans 2 process. Changement d'un process à l'autre et édition d'un process pendant qu'un autre est actif.

Compensation du glissement

Le variateur de fréquence compense le glissement du moteur en augmentant la fréquence en fonction de la charge du moteur mesurée, la vitesse du moteur restant ainsi quasiment constante.

Contrôleur logique avancé (SLC)

Le SLC est une séquence d'actions dénies par l'utilisateur exécutées lorsque les événements associés dénis par l'utilisateur sont évalués comme étant TRUE (vrai) par le SLC.

Thermistance

Résistance dépendant de la température placée à l'endroit où l'on souhaite surveiller la température (variateur de fréquence ou moteur).

Trip (arrêt)

État résultant de situations de panne, p. ex. en cas de surchaue du variateur de fréquence ou lorsque celui-ci protège le moteur, le process ou le mécanisme. Le redémarrage est impossible tant que l'origine de la panne n'a pas été résolue ; l'état d'alarme est annulé par un reset ou, parfois, grâce à un reset programmé automatiquement. Ne pas utiliser l'alarme à des ns de sécurité des personnes.

Alarme verrouillée

État résultant de situations de panne lorsque le variateur de fréquence assure sa propre protection et nécessitant une intervention physique, p. ex. si la sortie du variateur fait l'objet d'un court-circuit. Un déclenchement verrouillé peut être annulé par coupure de l'alimentation secteur, résolution de l'origine de la panne et reconnexion du variateur de fréquence. Le redémarrage est impossible tant que l'état d'arrêt n'a pas été annulé par un reset ou, dans certains cas, grâce à un reset programmé automatiquement. Ne pas utiliser l'alarme verrouillée à des ns de sécurité des personnes.

Caractéristique Couple Variable

Caractéristiques de couple variable que l'on utilise pour les pompes et les ventilateurs.

1 1

Introduction

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

VVC

Si on la compare au contrôle standard de proportion tension/fréquence, la commande vectorielle de tension (VVC+) améliore la dynamique et la stabilité, à la fois

Directive UE Version

Directive basse tension 2014/35/EU Directive CEM 2014/30/EU Directive ErP

lorsque la référence de vitesse est modiée et lorsqu'elle est associée au couple de charge.

1.7 Facteur de puissance

Le facteur de puissance indique dans quelle mesure le

Tableau 1.5 Directives UE applicables aux variateurs de fréquence

Les déclarations de conformité sont disponibles à la demande.

variateur de fréquence impose une charge à l'alimentation secteur. Le facteur de puissance correspond au rapport entre I1 et I

, où I1 est le courant fondamental et où I

RMS

est le courant RMS total, y compris les harmoniques de courant. Plus le facteur de puissance est bas, plus l'I

RMS

élevé pour la même performance en kW.

RMS

est

1.8.1.1 Directive basse tension

La directive basse tension s'applique à tous les appareils électriques utilisés dans les plages de tension allant de 50 à 1 000 V CA et de 75 à 1 600 V CC.

La directive vise à garantir la sécurité individuelle et à

Facteurdepuissance =

3 × U × I1× cosϕ

3 × U × I

RMS

Facteur de puissance pour alimentation triphasée :

Facteurde puissance =

RMS

= I

 + I

 +  .  .  + I

I1 × cosϕ1

RMS

puisquecosϕ1 = 1

RMS

Un facteur de puissance élevé indique que les diérents harmoniques de courant sont faibles. Les bobines CC intégrées aux variateurs de fréquence génèrent un facteur de puissance élevé, qui minimise la charge imposée à l'alimentation secteur.

Indications de conformité

1.8

éviter les dégâts matériels, à condition que les équipements électriques soient installés et entretenus correctement pour l'application prévue.

1.8.1.2 Directive CEM

La directive CEM (compatibilité électromagnétique) vise à réduire les interférences électromagnétiques et à améliorer l'immunité des équipements et installations électriques. Les conditions de base relatives à la protection de la directive CEM 2014/30/UE indiquent que les dispositifs qui génèrent des interférences électromagnétiques (EMI) ou dont le fonctionnement peut être aecté par les EMI doivent être conçus pour limiter la génération d'interférences électro-

magnétiques et doivent présenter un degré d'immunité Les variateurs de fréquence ont été conçus conformément aux directives décrites dans cette section.

adapté vis-à-vis des EMI lorsqu'ils sont correctement

installés, entretenus et utilisés conformément à l'usage

prévu.

1.8.1 Marquage CE

Les dispositifs des équipements électriques utilisés seuls ou

intégrés à un système doivent porter le marquage CE. Les Le marquage CE (Communauté européenne) indique que le fabricant du produit se conforme à toutes les directives CE applicables. Les directives UE applicables à la

systèmes ne requièrent pas le marquage CE mais doivent

être conformes aux conditions relatives à la protection de

base de la directive CEM. conception et à la fabrication des variateurs de fréquence sont répertoriées dans le Tableau 1.5.

1.8.1.3 Directive ErP

AVIS!

Le marquage CE ne fournit aucune information sur la qualité du produit. Les spécications techniques ne peuvent pas être déduites du marquage CE.

La directive ErP est la directive européenne Ecodesign pour

les produits liés à la production d'énergie. La directive

dénit les exigences en matière de conception écologique

pour les produits liés à la production d'énergie,

notamment les variateurs de fréquence. La directive vise à

AVIS!

Les variateurs de fréquence avec fonction de sécurité intégrée doivent être conformes à la directive sur les machines.

augmenter l'ecacité énergétique et le niveau de

protection de l'environnement, tout en développant la

sécurité de l'approvisionnement énergétique. L'impact

environnemental des produits liés à la production

d'énergie inclut la consommation d'énergie pendant toute

la durée de vie du produit.

089

Introduction Manuel de conguration

1.8.2 Conformité UL

Homologué UL

Illustration 1.2 UL

AVIS!

Les unités IP54 ne sont pas certiées UL.

Le variateur de fréquence est conforme aux exigences de sauvegarde de la capacité thermique de la norme UL508C. Pour plus d'informations, se reporter au chapitre Protection thermique du moteur du Manuel de conguration du produit.

1.8.3 Marque de conformité RCM

dans la zone EAC doivent être achetés auprès de Danfoss

au sein de la zone EAC.

1.8.5 UkrSEPRO

Illustration 1.5 UkrSEPRO

Le certicat UKrSEPRO garantit la qualité et la sécurité des

produits et services, ainsi que la stabilité de fabrication,

conformément aux normes réglementaires ukrainiennes. Le

certicat UkrSepro est un document requis pour le

dédouanement de tous les produits entrant et sortant du

territoire ukrainien.

1 1

Illustration 1.3 Marque RCM

La marque RCM indique la conformité avec les normes techniques applicables en matière de compatibilité électromagnétique (CEM). L'étiquette de marquage RCM est obligatoire pour vendre des appareils électriques et électroniques sur les marchés australien et néo-zélandais. Les dispositions réglementaires de la marque RCM concernent uniquement les émissions par conduction et les émissions rayonnées. Pour les variateurs de fréquence, les limites d'émission spéciées dans la norme EN/CEI 61800-3 s'appliquent. Une déclaration de conformité peut être fournie à la demande.

1.8.4 EAC

Illustration 1.4 Marque EAC

La marque EAC (EurAsian Conformity, conformité eurasiatique) indique que le produit est conforme à toutes les exigences et réglementations techniques applicables dans le cadre de l'Union douanière eurasiatique, qui se compose des États membres de l'Union économique eurasiatique.

Le logo EAC doit se trouver sur l'étiquette du produit et sur l'étiquette de l'emballage. Tous les produits utilisés

Sécurité

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

2 Sécurité

2.1 Personnel qualié

Un transport, un stockage, une installation, une exploitation et une maintenance corrects et ables sont nécessaires au fonctionnement en toute sécurité et sans problème du variateur de fréquence. Seul du personnel

qualié est autorisé à installer ou utiliser cet équipement.

dénition, le personnel qualié est un personnel formé,

Par autorisé à installer, mettre en service et maintenir l’équipement, les systèmes et les circuits conformément aux lois et aux réglementations en vigueur. En outre, il doit être familiarisé avec les instructions et les mesures de sécurité décrites dans ce manuel.

2.2 Précautions de sécurité

AVERTISSEMENT

HAUTE TENSION

Les variateurs de fréquence contiennent des tensions élevées lorsqu'ils sont reliés à l'alimentation secteur CA, à l'alimentation CC ou à la répartition de la charge. Le non-respect de la réalisation de l'installation, du démarrage et de la maintenance par du personnel qualié peut entraîner la mort ou des blessures graves.

L'installation, le démarrage et la maintenance ne

•

doivent être eectués que par du personnel

qualié.

Avant tout entretien ou toute réparation, utiliser

•

un dispositif de mesure de tension approprié pour s'assurer que le variateur de fréquence est complètement déchargé.

AVERTISSEMENT

DÉMARRAGE IMPRÉVU

Lorsque le variateur est connecté au secteur CA, à

l'alimentation CC ou est en répartition de la charge, le

moteur peut démarrer à tout moment. Un démarrage

imprévu pendant la programmation, une opération

d'entretien ou de réparation peut entraîner la mort, des

blessures graves ou des dégâts matériels. Le moteur peut

être démarré par un commutateur externe, un ordre du

bus de terrain, un signal de référence d'entrée à partir

du LCP ou du LOP, par commande à distance à l'aide du

Logiciel de programmation MCT 10 ou suite à la

suppression d'une condition de panne.

Pour éviter un démarrage imprévu du moteur :

Activer la touche [O/Reset] sur le LCP avant de

•

programmer les paramètres.

Déconnecter le variateur du secteur.

•

Câbler et assembler entièrement le variateur, le

•

moteur et tous les équipements entraînés avant de connecter le variateur au secteur CA, à l'alimentation CC ou en répartition de la charge.

AVERTISSEMENT

TEMPS DE DÉCHARGE

Le variateur de fréquence contient des condensateurs

dans le circuit intermédiaire qui peuvent rester chargés

même lorsque le variateur de fréquence n’est pas

alimenté. Une haute tension peut être présente même

lorsque les voyants d’avertissement sont éteints. Le non-

respect du temps d’attente spécié après la mise hors

tension avant un entretien ou une réparation peut

entraîner le décès ou des blessures graves.

Arrêter le moteur.

•

Déconnecter le secteur CA et les alimentations à

•

distance du circuit intermédiaire, y compris les batteries de secours, les alimentations sans interruption et les connexions du circuit intermédiaire aux autres variateurs de fréquence.

Déconnecter ou verrouiller le moteur PM.

•

Attendre que les condensateurs soient complè-

•

tement déchargés. Le temps d’attente minimum est indiqué dans le Tableau 2.1.

Avant tout entretien ou toute réparation, utiliser

•

un dispositif de mesure de tension approprié pour s’assurer que les condensateurs sont complètement déchargés.

Sécurité Manuel de conguration

Tension [V] Plage de puissance [kW

(HP)]

3 x 200 0,25–3,7 (0,33–5) 4 3 x 200 5,5–11 (7–15) 15 3 x 400 0,37–7,5 (0,5–10) 4 3 x 400 11–90 (15–125) 15 3 x 600 2,2–7,5 (3–10) 4 3 x 600 11–90 (15–125) 15

Tableau 2.1 Temps de décharge

Temps d’attente

minimum (minutes)

AVERTISSEMENT

RISQUE DE COURANT DE FUITE

Les courants de fuite à la terre dépassent 3,5 mA. Le fait de ne pas mettre le variateur de fréquence à la terre peut entraîner le décès ou des blessures graves.

L'équipement doit être correctement mis à la

•

terre par un installateur électrique certié.

AVERTISSEMENT

DANGERS LIÉS À L’ÉQUIPEMENT

Tout contact avec les arbres tournants et les matériels électriques peut entraîner des blessures graves voire mortelles.

L’installation, le démarrage et la maintenance

•

doivent être eectués par du personnel qualié uniquement.

Veiller à ce que tous les travaux électriques

•

soient conformes aux réglementations électriques locales et nationales.

Suivre les procédures décrites dans ce manuel.

•

2 2

ATTENTION

DANGER DE PANNE INTERNE

Une panne interne dans le variateur de fréquence peut entraîner des blessures graves si le variateur de fréquence n’est pas correctement fermé.

Avant d’appliquer de la puissance, s’assurer que

•

tous les caches de sécurité sont en place et fermement xés.

120

100

20 40 60 80 100 120 140 160 180

120

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Volume %

INPUT POWER % PRESSURE %

SYSTEM CURVE

FAN CURVE

130BA781.11

ENERGY CONSUMED

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3 Vue d'ensemble des produits

3.1 Avantages

3.1.1 Pourquoi utiliser un variateur de

fréquence pour contrôler les ventilateurs et les pompes ?

Un variateur de fréquence utilise le fait que les ventilateurs et les pompes centrifuges suivent les lois de la proportionnalité. Pour plus d'informations, se reporter au chapitre 3.1.3 Exemple d'économies d'énergie.

3.1.2 Un avantage évident : des économies

d'énergie

Le principal avantage de l'utilisation d'un variateur de fréquence pour réguler la vitesse des ventilateurs et des pompes repose sur les économies d'électricité obtenues. Comparé à des technologies et des systèmes de contrôle alternatifs, un variateur de fréquence ore le moyen de contrôle d'énergie optimal pour la régulation des ventilateurs et des pompes.

Illustration 3.1 Courbes de ventilateur (A, B et C) pour des volumes de ventilation réduits

Illustration 3.2 Économies d'énergie réalisées grâce au variateur de fréquence

Lors de l'utilisation d'un variateur de fréquence pour

diminuer la capacité du ventilateur à 60 %, des économies

d'énergie de plus de 50 % peuvent être obtenues dans des

applications typiques.

3.1.3 Exemple d'économies d'énergie

Comme indiqué sur l'Illustration 3.3, le débit est régulé en

modiant le nombre de tr/min. En diminuant la vitesse de

20 % seulement par rapport à la vitesse nominale, le débit

est également réduit de 20 %, car il est directement

proportionnel aux tr/min. La consommation d'électricité

est, quant à elle, réduite de 50 %.

Si le système en question doit fournir un débit corres-

pondant à 100 % seulement quelques jours par an, tandis

que la moyenne est inférieure à 80 % du débit nominal le

reste de l'année, la quantité d'énergie économisée peut

être supérieure à 50 %.

L'Illustration 3.3 décrit le rapport entre débit, pression et

puissance consommée en tr/min.

130BA782.10

Discharge damper

Less energy savings

IGV

Costlier installation

Maximum energy savings

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

Illustration 3.3 Lois de proportionnalité

3 3

Débit: 

Pression: 

Puissance: 

Q = débit P = puissance Q1 = débit nominal P1 = puissance nominale Q2 = débit réduit P2 = puissance réduite H = pression n = commande de vitesse H1 = pression nominale n1 = vitesse nominale H2 = pression réduite n2 = vitesse réduite

Tableau 3.1 Les lois de la proportionnalité

 = 

3.1.4 Comparaison des économies

d'énergie

La solution de variateur de fréquence Danfoss ore des économies plus élevées par rapport aux solutions d'économie d'énergie traditionnelles telles que le registre de décharge et les aubes directrices d'entrée (IGV). Cela vient du fait que le variateur de fréquence est capable de contrôler la vitesse d'un ventilateur en fonction de la charge thermique du système et que le variateur de fréquence dispose d'un équipement intégré qui lui permet de fonctionner comme un système de gestion d'immeubles (BMS).

L'Illustration 3.3 montre les économies d'énergie typiques que l'on obtient avec 3 solutions bien connues lorsque le volume du ventilateur est réduit à 60 %. Comme l'indique le graphique, des économies de plus de 50 % sont réalisées dans des applications typiques.

Illustration 3.4 Trois systèmes habituels d'économies d'énergie

Illustration 3.5 Économies d'énergie

Les registres de décharge réduisent la puissance

consommée. Les aubes directrices d'entrée orent une

réduction de 40 %, mais l'installation est onéreuse. La

solution oerte par le variateur de fréquence Danfoss

réduit la consommation d'énergie de plus de 50 % et est

facile à installer. Elle réduit également le bruit, la contrainte

mécanique et l'usure, et prolonge la durée de vie de

l'application dans son ensemble.

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.5 Exemple avec un débit variable sur

une année

Cet exemple est calculé d'après les caractéristiques d'une pompe tirées de sa che technique.

Le résultat obtenu révèle des économies d’énergie de plus de 50 % selon la répartition du débit donnée sur l’année. La période de récupération dépend du prix du kWh et du prix du variateur de fréquence. Dans le cas présent, cela revient à moins d'une année si l'on compare avec les systèmes à vannes et vitesse constante.

Économies d'énergie

= P

arbre

sortie arbre

Illustration 3.6 Répartition du débit sur 1 année

Illustration 3.7 Énergie

m³/

Répartition Régulation par vanne

A1-B

350 5 438 42,5 18,615 42,5 18,615 300 15 1314 38,5 50,589 29,0 38,106 250 20 1752 35,0 61,320 18,5 32,412 200 20 1752 31,5 55,188 11,5 20,148 150 20 1752 28,0 49,056 6,5 11,388 100 20 1752 23,0 40,296 3,5 6,132

Tableau 3.2 Résultat

HeuresPuissanceConsomma

tion

kWh A1-C

100 8760 – 275,064 – 26,801

Contrôle par

variateur de

fréquence

PuissanceConsomma

tion

kWh

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

3.1.6 Meilleur contrôle

On obtient un meilleur contrôle en utilisant un variateur de fréquence pour réguler le débit ou la pression d'un système. Un variateur de fréquence peut faire varier la vitesse du ventilateur ou de la pompe pour obtenir un contrôle variable du débit et de la pression. De plus, il peut adapter rapidement la vitesse du ventilateur ou de la pompe aux nouvelles conditions de débit ou de pression du système. Contrôle simple du procédé (débit, niveau ou pression) en utilisant le régulateur PI intégré.

3.1.7 Démarreur étoile/triangle ou

démarreur progressif non requis

Lors du démarrage de gros moteurs, il est nécessaire, dans beaucoup de pays, d'utiliser un équipement qui limite le courant de démarrage. Dans les systèmes plus traditionnels, on utilise couramment un démarreur étoile/ triangle ou un démarreur progressif. De tels démarreurs de moteur ne sont pas nécessaires lorsqu'on utilise un variateur de fréquence.

3.1.8 Des économies grâce à l'utilisation d'un variateur de fréquence

L'exemple fourni au chapitre 3.1.9 Sans variateur de fréquence révèle qu'un variateur de fréquence peut remplacer un autre équipement. Il est possible de calculer le coût d'installation des deux systèmes diérents. Dans l'exemple, le coût d'installation est à peu près identique pour les deux systèmes.

Utilisez le logiciel VLT® Energy Box qui est présenté au chapitre 1.5 Ressources supplémentaires pour calculer les coûts que vous pouvez économiser en utilisant un variateur de fréquence.

3 3

Comme indiqué sur l'Illustration 3.8, un variateur de fréquence ne consomme pas plus que le courant nominal.

VLT® HVAC Basic Drive FC 101 2 Démarreur étoile/triangle 3 Démarreur progressif 4 Démarrage direct sur secteur

Illustration 3.8 Courant de démarrage

Section de refroidissement

Section de chauﬀage Pale de guidage d’entré

Section de ventilation

Introduction d’air

Capteurs PT

Sorties V.A.V.

Conduit

B.M.S. principal

Commande digitale directe locale

Signal de commande temperature 0/10 V

Signal de commande pression 0/10 V

Secteur

Amélioration du facteur de puissance

Démarreur

Commande

Moteur ou actionneur IGV

Raccordement mécanique et distributeurs

x6 x6

DémarreurDémarreur

PompePompe

SecteurSecteur

FusiblesFusibles

Alimentation B.T.

P.F.C. P.F.C.

Commande

Position du distributeur

Retour Control

Débit

Distributeur à 3 oriﬁces

Débit

Ventilateur

Bipasse

175HA205.12

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.9 Sans variateur de fréquence

D.D.C. Commande numérique directe E.M.S. Système de gestion de l'énergie V.A.V. Volume d'air variable Capteur P Pression Capteur T Température

Illustration 3.9 Système de ventilateur traditionnel

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

3.1.10 Avec un variateur de fréquence

3 3

D.D.C. Commande numérique directe E.M.S. Système de gestion de l'énergie V.A.V. Volume d'air variable Capteur P Pression Capteur T Température

Illustration 3.10 Système de ventilation commandé par des variateurs de fréquence

Frequency converter

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure signal

Supply fan

VAV boxes

Flow

Pressure transmitter

Return fan

130BB455.10

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.11 Exemples d'applications

Des exemples typiques d'applications HVAC sont présentés dans les sections suivantes.

3.1.13

La solution apportée par le VLT

Tandis que registres et IGV permettent de maintenir une pression constante dans le réseau de conduites, une

solution comportant un variateur de fréquence réduit

3.1.12 Volume d'air variable

Les systèmes VAV ou à volume d'air variable contrôlent à la fois la ventilation et la température an de répondre aux besoins d'un bâtiment. Les systèmes VAV centraux sont considérés comme la méthode la plus ecace d'un point de vue énergétique pour assurer la climatisation des bâtiments. En concevant des systèmes centraux plutôt que répartis, on obtient une meilleure ecacité. L'ecacité provient de l'utilisation de ventilateurs et de refroidisseurs plus grands et donc plus ecaces que les petits moteurs et les refroidisseurs par air répartis. Les économies découlent également des besoins d'entretien réduits.

considérablement la consommation d'énergie et la complexité de l'installation. Au lieu de créer une baisse de pression

articielle ou d'entraîner une diminution de l'e-

cacité du ventilateur, le variateur de fréquence diminue la

vitesse du ventilateur pour fournir le débit et la pression nécessaires au système. Les dispositifs centrifuges comme les ventilateurs suivent les lois de la force centrifuge. Cela signie que lorsque la vitesse des ventilateurs diminue, la pression et le débit qu'ils produisent décroissent aussi. La puissance consommée est par conséquent considérablement réduite.

L'utilisation du régulateur PI du VLT® HVAC Basic Drive FC 101 peut éviter le recours à des régulateurs supplémentaires.

Illustration 3.11 Volume d'air variable

Frequency converter

Pressure signal

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure transmitter

Supply fan

Return fan

Temperature signal

Temperature transmitter

130BB451.10

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

3.1.14 Volume d'air constant

Les systèmes CAV ou à volume d'air constant sont des systèmes de ventilation centraux servant généralement à fournir une quantité minimale d'air frais tempéré à de grandes zones communes. Ils ont précédé les systèmes VAV et sont donc présents dans les anciens bâtiments commerciaux multizones. Ces systèmes préchauent des quantités d'air frais grâce à des groupes de traitement d'air (AHU) dotés d'une bobine de chauage. De même, ils sont souvent présents dans les bâtiments climatisés et disposent d'une bobine de refroidissement. Des ventiloconvecteurs sont souvent utilisés pour participer aux besoins de chauage et de refroidissement des zones individuelles.

3.1.15 La solution apportée par le VLT

Avec un variateur de fréquence, des économies d'énergie signicatives peuvent être obtenues tout en maintenant un contrôle approprié du bâtiment. Les capteurs de température ou de CO2 peuvent être utilisés comme signaux de retour vers les variateurs de fréquence. Lorsqu'il est nécessaire de contrôler la température, la qualité de l'air ou les deux, un système CAV peut être contrôlé pour fonctionner sur la base des conditions réelles du bâtiment. Lorsque le nombre de personnes dans les zones contrôlées baisse, les besoins en air frais diminuent. Le capteur de CO2 détecte les niveaux les plus bas et réduit la vitesse des ventilateurs d'alimentation. Le ventilateur de retour vise à maintenir un point de consigne de pression statique ou

une diérence xe entre les circulations d'air d'alimentation et de retour.

En cas de contrôle de la température, utilisé spécialement dans les systèmes d'air conditionné, alors que la température extérieure varie tout comme le nombre de personnes dans les zones contrôlées, diérents besoins de refroidissement existent. Lorsque la température est inférieure au point de consigne, le ventilateur d'alimentation peut réduire sa vitesse. Le ventilateur de retour vise à maintenir un point de consigne de pression statique. En diminuant la circulation d'air, l'énergie utilisée pour chauer ou refroidir l'air frais est également réduite, d'où de plus grandes économies. De par ses caractéristiques, le variateur de fréquence Danfoss HVAC peut être utilisé pour améliorer les performances de votre système CAV. L'un des problèmes associés au contrôle d'un système de ventilation est la mauvaise qualité de l'air. La fréquence minimale programmable peut être réglée pour maintenir une quantité minimale d'air fourni indépendamment du signal de retour ou de référence. Le variateur de fréquence comporte également un régulateur PI permettant de contrôler à la fois la température et la qualité de l'air. Même si les besoins en matière de température sont satisfaits, le variateur de fréquence maintient un niveau d'air fourni

susant pour convenir au capteur de qualité de l'air. Le contrôleur peut surveiller et comparer deux signaux de retour pour contrôler le ventilateur de retour en maintenant une diérence de circulation d'air xe entre les conduites d'alimentation et de retour.

3 3

Illustration 3.12 Volume d'air constant

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

CHILLER

Temperature Sensor

BASIN

Conderser Water pump

Supply

130BB453.10

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.16 Ventilateur de tour de refroidissement

Les ventilateurs de tour de refroidissement sont utilisés pour refroidir l'eau du condenseur dans les systèmes de

refroidissement par eau. Les refroidisseurs par eau constituent le moyen le plus ecace pour générer de l'eau froide. Ils sont 20 % plus ecaces que les refroidisseurs par air. Selon le climat, les tours de refroidissement sont souvent plus ecaces d'un point de vue énergétique pour refroidir l'eau du condenseur des refroidisseurs. Les ventilateurs refroidissent l'eau du condenseur par évaporation. L'eau du condenseur est pulvérisée dans la tour de refroidissement sur le garnissage des tours pour augmenter sa surface active. Le ventilateur de la tour soue de l'air sur

variateurs de fréquence peuvent également être utilisés pour allumer ou éteindre le ventilateur selon les besoins.

De par ses caractéristiques, le variateur de fréquence Danfoss HVAC peut être utilisé pour améliorer les performances des applications de ventilateurs de tour de refroidissement. Lorsque la vitesse des ventilateurs de tour de refroidissement descend en dessous d'un certain seuil, l'eet du ventilateur sur le refroidissement de l'eau devient faible. De même, lors de l'utilisation d'une boîte de vitesse pour contrôler la fréquence du ventilateur de tour, une vitesse minimale de 40-50 % est nécessaire. Le réglage de la fréquence minimale programmable par le client est disponible pour maintenir cette fréquence minimale même lorsque les références de retour ou de

vitesse exigent des vitesses inférieures. le garnissage et de l'eau pulvérisée pour faciliter l'évaporation. L'évaporation libère l'énergie de l'eau, faisant ainsi chuter sa température. L'eau froide est collectée dans le bassin des tours de refroidissement où elle est pompée à nouveau vers le condenseur des refroidisseurs et le cycle est répété.

Il est également possible de programmer le variateur de

fréquence pour passer en mode veille et arrêter le

ventilateur jusqu'à ce qu'une vitesse supérieure soit

nécessaire. De plus, certains ventilateurs de tour de refroi-

dissement ont des fréquences indésirables pouvant causer

des vibrations. Ces fréquences sont facilement évitables en

3.1.17

La solution apportée par le VLT

programmant les plages de fréquences de bipasse sur le

variateur de fréquence.

Grâce à un variateur de fréquence, la vitesse des ventilateurs des tours de refroidissement peut être régulée pour maintenir la température de l'eau du condenseur. Les

Illustration 3.13 Ventilateur de tour de refroidissement

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

BASIN

Flow or pressure sensor

Condenser Water pump

Throttling valve

Supply

CHILLER

130BB452.10

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

3.1.18 Pompes de condenseur

Les pompes de retour d'eau du condenseur sont d'abord utilisées pour faire circuler l'eau dans la section du condenseur des refroidisseurs par eau et dans la tour de refroidissement associée. L'eau du condenseur absorbe la chaleur de la section du condenseur du refroidisseur et la relâche dans l'atmosphère de la tour de refroidissement. Ces systèmes constituent le moyen le plus ecace de créer de l'eau froide. Ils sont 20 % plus ecaces que les refroidisseurs par air.

3.1.19 La solution apportée par le VLT

En ajoutant des variateurs de fréquence aux pompes de retour d'eau du condenseur, il n'est pas nécessaire d'équilibrer les pompes avec une soupape d'étranglement ou de rogner la roue de la pompe.

L'utilisation d'un variateur de fréquence au lieu d'une soupape d'étranglement économise l'énergie qui aurait été absorbée par la soupape. Cela peut entraîner des économies de 15-20 % ou plus. Le rognage de la roue de la pompe est irréversible, donc si les conditions changent et si un débit supérieur est nécessaire, la roue doit être remplacée.

3 3

Illustration 3.14 Pompes de condenseur

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.20 Pompes primaires

Les pompes primaires dans un système de pompage primaire/secondaire peuvent être utilisées pour maintenir un débit constant dans les dispositifs qui présentent des

dicultés d'exploitation ou de contrôle lorsqu'ils sont exposés à un débit variable. La technique de pompage primaire/secondaire découple la boucle de production primaire de la boucle de distribution secondaire. Cela permet à des dispositifs tels que les refroidisseurs d'obtenir un débit constant et de fonctionner correctement tout en autorisant une variation du débit dans le reste du système.

Lorsque le débit de l'évaporateur diminue dans un refroidisseur, l'eau refroidie commence à devenir trop froide. Dans ce cas, le refroidisseur tente de diminuer sa capacité de refroidissement. Si le débit tombe trop bas ou trop rapidement, le refroidisseur ne peut pas délester susamment sa charge et la sécurité arrête le refroidisseur qui nécessite alors un reset manuel. Cette situation est fréquente dans les grandes installations, notamment lorsque deux refroidisseurs ou plus sont installés en parallèle lorsqu'aucun pompage primaire/secondaire n'est utilisé.

3.1.21

Selon la taille du système et de la boucle primaire, la consommation d'énergie de la boucle primaire peut devenir importante. Un variateur de fréquence peut être ajouté au système primaire pour remplacer la soupape d'étranglement et/ou le rognage des roues, favorisant une baisse des dépenses d'exploitation. Voici deux méthodes de contrôle :

La solution apportée par le VLT

Débitmètre

Comme le débit souhaité est connu et constant, un

débitmètre installé à la sortie de chaque refroidisseur peut

être utilisé pour contrôler directement la pompe. En

utilisant le régulateur PI intégré, le variateur de fréquence

maintient en permanence le débit approprié, en

compensant même la résistance changeante dans la

boucle de canalisation primaire alors que les refroidisseurs

et leurs pompes démarrent et s'arrêtent.

Détermination de vitesse locale

L'opérateur diminue simplement la fréquence de sortie

jusqu'à obtention de la conguration du débit souhaitée.

L'utilisation d'un variateur de fréquence pour diminuer la

vitesse des pompes est très similaire au rognage de la roue

des pompes, sauf qu'elle ne nécessite aucun travail et que

l'ecacité des pompes reste élevée. L'entrepreneur en

équilibrage diminue simplement la vitesse de la pompe

jusqu'à ce que le débit approprié soit obtenu et xe la

vitesse dénie. La pompe fonctionne à cette vitesse à

chaque démarrage du refroidisseur. Comme la boucle

primaire ne dispose pas de vannes de régulation ou

d'autres dispositifs qui peuvent provoquer un changement

de la courbe du système et comme l'écart dû au

démarrage et à l'arrêt des pompes et des refroidisseurs est

habituellement petit, la vitesse xée reste appropriée. Si le

débit doit être augmenté ultérieurement au cours de la vie

du système, la vitesse des pompes peut être augmentée

simplement grâce au variateur de fréquence, donc sans

recourir à une nouvelle roue de pompe.

Frequency converter

CHILLER

Flowmeter

F F

130BB456.10

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

3 3

Illustration 3.15 Pompes primaires

Frequency converter

CHILLER

130BB454.10

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.22 Pompes secondaires

Les pompes secondaires dans un système de pompage primaire/secondaire d'eau froide sont utilisées pour répartir l'eau froide vers les charges depuis la boucle de

production primaire. Le système de pompage primaire/ secondaire est utilisé pour découpler de manière hydronique une boucle de canalisation d'une autre. Dans ce cas, la pompe primaire sert à maintenir un débit constant dans les refroidisseurs et les pompes secondaires permettent de varier le débit, d'augmenter le contrôle et d'économiser de l'énergie. Si le concept de conguration primaire/secondaire n'est pas utilisé dans la conguration d'un système à volume variable lorsque le débit tombe trop bas ou trop vite, le refroidisseur ne peut pas délester sa charge correctement. La sécurité de température basse de l'évaporateur du refroidisseur arrête alors le refroidisseur qui nécessite un reset manuel. Cette situation est fréquente sur les grandes installations notamment lorsqu'au moins deux refroidisseurs sont installés en parallèle.

3.1.23

Le système primaire/secondaire avec vannes bidirectionnelles favorise les économies d'énergie et limite les problèmes de contrôle du système. Cependant, l'ajout de

La solution apportée par le VLT

variateurs de fréquence ore de véritables économies

d'énergie et un réel potentiel de contrôle.

Avec un capteur correctement placé, l'ajout de variateurs

de fréquence permet de faire varier la vitesse des pompes

pour suivre la courbe du système plutôt que la courbe de

la pompe.

Cela élimine le gaspillage d'énergie et la plupart des

problèmes de surpressurisation auxquels les vannes

bidirectionnelles sont parfois soumises.

Lorsque les charges surveillées sont atteintes, les vannes

bidirectionnelles se ferment. Cela augmente la pression

diérentielle mesurée pour la charge et la vanne bidirec-

tionnelle. Lorsque cette pression diérentielle commence à

augmenter, la pompe est ralentie pour maintenir la

hauteur de contrôle également appelée valeur de

consigne. Cette valeur de consigne est calculée en ajoutant

la baisse de pression de la charge à celle de la vanne

bidirectionnelle dans les conditions de la conguration.

AVIS!

Lorsque plusieurs pompes sont installées en parallèle,

elles doivent fonctionner à la même vitesse pour

maximiser les économies d'énergie, soit avec des

variateurs de fréquence individuels dédiés soit avec un

seul variateur de fréquence entraînant plusieurs pompes

en parallèle.

Illustration 3.16 Pompes secondaires

130BB892.10

100%

-100%

100%

Local reference scaled to Hz

Auto mode

Hand mode

LCP Hand on, oﬀ and auto on keys

Local

Remote

Reference

Ramp

P 4-10 Motor speed direction

To motor control

Reference handling Remote reference

P 4-14 Motor speed high limit [Hz]

P 4-12 Motor speed low limit [Hz]

P 3-4* Ramp 1 P 3-5* Ramp 2

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

3.2 Structures de contrôle

Sélectionner [0] Boucle ouverte ou [1] Boucle fermée dans le paramétre 1-00 Mode Cong..

3.2.1 Structure de contrôle en boucle ouverte

Illustration 3.17 Structure en boucle ouverte

3 3

Dans la conguration représentée sur l'Illustration 3.17, le paramétre 1-00 Mode Cong. est réglé sur [0] Boucle ouverte.

La référence résultante du système de gestion des références ou la référence locale est reçue et soumise à la limite de rampe et de vitesse avant d'être transmise au contrôle du moteur. La sortie du contrôle du moteur est alors limitée par la limite de fréquence maximale.

3.2.2 Commande moteur PM/EC+

Le concept EC+ de Danfoss ore la possibilité d'utiliser des moteurs PM (moteurs à magnétisation permanente) à haute ecacité dans des tailles de boîtiers standard CEI commandés par des variateurs de fréquence Danfoss. La procédure de mise en service est comparable à celle qui existe pour les moteurs asynchrones (à induction), utilisant la stratégie de commande PM VVC+ de Danfoss.

Limites de courant pour les moteurs PM :

(600 V) pour moteurs à induction et 0,37-22 kW (0,5-30 HP) (400 V) pour moteurs PM.

Pour l'instant, prise en charge de 22 kW (30 HP)

•

max.

Les ltres LC ne sont pas pris en charge en

•

combinaison avec les moteurs PM.

L'algorithme de sauvegarde cinétique n'est pas

•

pris en charge en combinaison avec les moteurs PM.

Prise en charge uniquement de l'AMA complète

•

de la résistance du stator Rs dans le système.

Pas de détection de calage (prise en charge à

•

partir de la version logicielle 2.80).

3.2.3 Contrôle local (Hand On) et distant

Avantages clients :

Choix libre de la technologie du moteur (à aimant

•

permanent ou à induction).

Installation et fonctionnement identiques à ceux

•

des moteurs à induction.

Choix des composants du système (p. ex. :

•

moteurs) indépendant du fabricant.

Ecacité supérieure du système en choisissant de

•

meilleurs composants.

Mise à niveau possible des installations existantes.

•

Gamme de puissance : 45 kW (60 HP) (200 V),

•

0,37-90 kW (0,5-121 HP) (400 V), 90 kW (121 HP)

(Auto On)

Le variateur de fréquence peut être actionné manuel-

lement via le panneau de commande local (LCP) ou à

distance via les entrées analogiques et digitales et le bus

série. Si l'autorisation est donnée au paramétre 0-40 Touche

[Hand on] sur LCP, au paramétre 0-44 Touche [O/Reset] sur

LCP et au paramétre 0-42 Touche [Auto on] sur LCP, il est

possible de démarrer et d'arrêter le variateur de fréquence

via le LCP à l'aide des touches [Hand On] et [O/Reset]. Les

alarmes peuvent être réinitialisées via la touche [O/Reset].

Hand On

Oﬀ Reset

Auto On

130BB893.10

7-30 PI

Normal/Inverse

Control

Reference

Feedback

Scale to speed

P 4-10

Motor speed

direction

To motor

control

130BB894.11

100%

-100%

100%

*[-1]

130BB895.10

Ref. signal

Desired ow

FB conversion

Ref.

Flow

FB signal

Flow

P 20-01

Vue d'ensemble des produits

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

compare ensuite ce signal de retour à une valeur de

référence du point de consigne et détermine l'erreur

éventuelle entre ces deux signaux. Il ajuste alors la vitesse

du moteur pour corriger cette erreur.

Illustration 3.18 Touches du LCP

Prenons par exemple une application de pompage où la

vitesse de la pompe doit être régulée pour garantir une

pression statique constante dans une conduite. La valeur La référence locale force le mode de conguration sur

boucle ouverte, quel que soit le réglage du paramétre 1-00 Mode Cong..

de la pression statique est fournie au variateur de

fréquence comme référence du point de consigne. Un

capteur mesure la pression statique réelle dans la conduite

et communique cette donnée au variateur de fréquence La référence locale est restaurée à la mise hors tension.

par un signal de retour. Si le signal de retour est supérieur

à la référence du point de consigne, le variateur de

3.2.4 Structure de contrôle en boucle

fermée

fréquence ralentit la pompe pour réduire la pression. De la

même façon, si la pression de la conduite est inférieure à

la référence du point de consigne, le variateur de

Le contrôleur interne permet au variateur de fréquence de faire partie du système contrôlé. Le variateur de fréquence

fréquence accélère automatiquement la pompe pour

augmenter la pression fournie par la pompe.

reçoit un signal de retour d'un capteur du système. Il

Illustration 3.19 Structure de contrôle en boucle fermée

Alors que les valeurs par défaut du contrôleur en boucle fermée du variateur de fréquence orent souvent des performances satisfaisantes, le contrôle du système peut souvent être optimisé en ajustant certains paramètres.

3.2.5 Conversion du signal de retour

Dans certaines applications, la conversion du signal de retour peut être utile. Par exemple, on peut utiliser un signal de pression pour fournir un retour de débit. Puisque la racine carrée de la pression est proportionnelle au débit, la racine carrée du signal de pression donne une valeur proportionnelle au débit. Voir l'Illustration 3.20.

Illustration 3.20 Conversion du signal de retour

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Danfoss FC 101 Design guide [fr]

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Frequently Asked Questions

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