Danfoss FC 101 Design guide [nl]

ENGINEERING TOMORROW

Design Guide

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

vlt-drives.danfoss.com

Inhoud Design Guide

Inhoud

1 Inleiding

1.1 Doel van de design guide

1.2 Document- en softwareversie

1.3 Veiligheidssymbolen

1.4 Afkortingen

1.5 Aanvullende informatiebronnen

1.6 Denities

1.7 Arbeidsfactor

1.8 Conformiteit met regelgeving

1.8.1 CE-markering 10

1.8.2 UL-conformiteit 11

1.8.3 Conformiteit RCM-markering 11

1.8.4 EAC 11

1.8.5 UkrSEPRO 11

2 Veiligheid

2.1 Gekwaliceerd personeel

2.2 Veiligheidsmaatregelen

3 Productoverzicht

3.1 Voordelen

3.1.1 Wat is het voordeel van het gebruik van een frequentieregelaar voor het regelen van ventilatoren en pompen? 14

3.1.2 Het grote voordeel – energiebesparing 14

3.1.3 Voorbeeld van energiebesparing 14

3.1.4 Vergelijking van energiebesparing 15

3.1.5 Voorbeeld met wisselende ow gedurende 1 jaar 16

3.1.6 Betere regeling 17

3.1.7 Ster-driehoekschakeling of softstarter niet vereist 17

3.1.8 Het gebruik van een frequentieregelaar bespaart geld 17

3.1.9 Zonder frequentieregelaar 18

3.1.10 Met een frequentieregelaar 19

3.1.11 Toepassingsvoorbeelden 20

3.1.12 Variabel luchtvolume 20

3.1.13 De VLT-oplossing 20

3.1.14 Constant luchtvolume 21

3.1.15 De VLT-oplossing 21

3.1.16 Koeltorenventilator 22

3.1.17 De VLT-oplossing 22

3.1.18 Condensaatpompen 23

Inhoud

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.19 De VLT-oplossing 23

3.1.20 Primaire pompen 24

3.1.21 De VLT-oplossing 24

3.1.22 Secundaire pompen 26

3.1.23 De VLT-oplossing 26

3.2 Regelingsstructuren

3.2.1 Regelstructuur zonder terugkoppeling 27

3.2.2 PM/EC+-motorbesturing 27

3.2.3 Lokale (Hand On) en externe (Auto On) besturing 27

3.2.4 Regelstructuur met terugkoppeling 28

3.2.5 Terugkoppelingsconversie 28

3.2.6 Gebruik van referenties 29

3.2.7 De terugkoppelingsregelaar van de frequentieregelaar optimaliseren 30

3.2.8 Handmatige aanpassing PI 30

3.3 Omgevingscondities tijdens bedrijf

3.4 Algemene EMC-aspecten

3.4.1 Overzicht van EMC-emissies 36

3.4.2 Emissie-eisen 38

3.4.3 Resultaten EMC-emissietest 38

3.4.4 Overzicht van emissie van harmonischen 40

3.4.5 Emissie-eisen m.b.t. harmonischen 40

3.4.6 Testresultaten harmonischen (emissie) 40

3.4.7 Immuniteitseisen 42

3.5 Galvanische scheiding (PELV)

3.6 Aardlekstroom

3.7 Extreme bedrijfsomstandigheden

3.7.1 Thermische motorbeveiliging (ETR) 44

3.7.2 Thermistoringangen 45

4 Selectie en bestellen

4.1 Typecode

4.2 Opties en accessoires

4.2.1 Lokaal bedieningspaneel (LCP) 48

4.2.2 Montage van LCP in paneelfront 48

4.2.3 IP 21/NEMA type 1-behuizingsset 49

4.2.4 Ontkoppelingsplaat 51

4.3 Bestelnummers

4.3.1 Opties en accessoires 52

4.3.2 Harmonischenlters 53

4.3.3 Extern RFI-lter 55

Inhoud Design Guide

5 Installatie

5.1 Elektrische installatie

5.1.1 Aansluiting netvoeding en motor 58

5.1.2 EMC-correcte elektrische installatie 63

5.1.3 Stuurklemmen 65

6 Programmeren

6.1 Inleiding

6.2 Lokaal bedieningspaneel (LCP)

6.3 Menu's

6.3.1 Statusmenu 67

6.3.2 Quick Menu 67

6.3.3 Main Menu 85

6.4 Snel overzetten van parameterinstellingen naar andere frequentieomvormers

6.5 Geïndexeerde parameters uitlezen en programmeren

6.6 Initialiseren naar standaardinstellingen

7 Installatie en setup RS485

7.1 RS485

7.1.1 Overzicht 87

7.1.2 Netwerkaansluiting 87

7.1.3 Hardwaresetup voor frequentieregelaar 87

7.1.4 Parameterinstellingen voor Modbus-communicatie 88

7.1.5 EMC-voorzorgsmaatregelen 88

7.2 FC-protocol

7.2.1 Overzicht 89

7.2.2 FC met Modbus RTU 89

7.3 Parameterinstellingen om het protocol in te schakelen

7.4 Berichtframingstructuur FC-protocol

7.4.1 Inhoud van een teken (byte) 89

7.4.2 Telegramstructuur 89

7.4.3 Telegramlengte (LGE) 90

7.4.4 Adres frequentieregelaar (ADR) 90

7.4.5 Datastuurbyte (BCC) 90

7.4.6 Het dataveld 90

7.4.7 Het PKE-veld 90

7.4.8 Parameternummer (PNU) 91

7.4.9 Index (IND) 91

7.4.10 Parameterwaarde (PWE) 91

7.4.11 Datatypen die door de frequentieregelaar worden ondersteund 92

Inhoud

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

7.4.12 Conversie 92

7.4.13 Proceswoorden (PCD) 92

7.5 Voorbeelden

7.5.1 Een parameterwaarde schrijven 92

7.5.2 Een parameterwaarde lezen 93

7.6 Overzicht Modbus RTU

7.6.1 Inleiding 93

7.6.2 Overzicht 93

7.6.3 Frequentieregelaar met Modbus RTU 94

7.7 Netwerkconguratie

7.8 Berichtframingstructuur Modbus RTU

7.8.1 Inleiding 94

7.8.2 Telegramstructuur Modbus RTU 95

7.8.3 Start-/stopveld 95

7.8.4 Adresveld 95

7.8.5 Functieveld 95

7.8.6 Dataveld 95

7.8.7 CRC-controleveld 96

7.8.8 Adressering spoelregister 96

7.8.9 Toegang via PCD schrijven/lezen 98

7.8.10 De frequentieregelaar besturen 98

7.8.11 Door Modbus RTU ondersteunde functiecodes 99

7.8.12 Uitzonderingscodes Modbus 99

7.9 Toegang krijgen tot parameters

7.9.1 Parameterafhandeling 99

7.9.2 Dataopslag 99

7.9.3 IND (index) 100

7.9.4 Tekstblokken 100

7.9.5 Conversiefactor 100

7.9.6 Parameterwaarden 100

7.10 Voorbeelden

7.10.1 Spoelstatus lezen (01 hex) 100

7.10.2 Eén spoel forceren/schrijven (05 hex) 101

7.10.3 Meerdere spoelen forceren/schrijven (0F hex) 101

7.10.4 Registers lezen (03 hex) 101

7.10.5 Eén register schrijven (06 hex) 102

100

7.10.6 Meerdere registers schrijven (10 hex) 102

7.10.7 Meerdere registers lezen/schrijven (17 hex) 103

7.11 Danfoss FC-stuurproel

7.11.1 Stuurwoord volgens het FC-proel (8-10 Control Prole = FC prole) 103

103

Inhoud Design Guide

7.11.2 Statuswoord volgens FC-proel (STW) 105

7.11.3 Referentiewaarde bussnelheid 106

8 Algemene specicaties

8.1 Mechanische afmetingen

8.1.1 Installatie naast elkaar 107

8.1.2 Afmetingen frequentieregelaar 108

8.1.3 Afmetingen voor transport 111

8.1.4 Externe installatie 112

8.2 Specicaties netvoeding

8.2.1 3 x 200-240 V AC 113

8.2.2 3 x 380-480 V AC 114

8.2.3 3 x 525-600 V AC 118

8.3 Zekeringen en circuitbreakers

8.4 Algemene technische gegevens

8.4.1 Netvoeding (L1, L2, L3) 121

8.4.2 Motoruitgang (U, V, W) 121

8.4.3 Kabellengte en dwarsdoorsnede 121

8.4.4 Digitale ingangen 122

8.4.5 Analoge ingangen 122

107

113

119

121

8.4.6 Analoge uitgang 122

8.4.7 Digitale uitgang 122

8.4.8 Stuurkaart, RS485 seriële communicatie 123

8.4.9 Stuurkaart, 24 V DC-uitgang 123

8.4.10 Relaisuitgang 123

8.4.11 Stuurkaart, 10 V DC-uitgang 124

8.4.12 Omgevingscondities 124

8.5 dU/dt

Trefwoordenregister

125

128

Inleiding

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1 Inleiding

1.1 Doel van de design guide

Deze design guide is bedoeld voor project- en systeemengineers, ontwerpadviseurs en toepassings- en productspecialisten. De handleiding bevat technische informatie die u helpt om inzicht te krijgen in de mogelijkheden van de frequentieregelaar voor integratie in motorregel- en bewakingssystemen. Gegevens over de bediening, vereisten en aanbevelingen voor systeemintegratie worden beschreven. Er wordt informatie gegeven over ingangsvermogenskenmerken, uitgang voor motorregeling en omgevingsomstandigheden bij gebruik van de frequentieregelaar.

Daarnaast worden de volgende zaken besproken:

Veiligheidsfuncties

•

Bewaking van foutcondities

•

Rapportage van de bedrijfsstatus

•

Seriële-communicatieopties

•

Programmeerbare opties en functies

•

Ook ontwerpgegevens komen aan bod, zoals:

Locatievereisten

•

Kabels

•

Zekeringen

•

Stuurkabels

•

Grootte en gewicht van eenheden

•

Andere kritische informatie die nodig is voor het

•

plannen van de systeemintegratie

Op basis van de uitgebreide productgegevens kunt u in de ontwerpfase een goed doordacht systeem ontwikkelen met optimale functionaliteit en maximaal rendement.

Vanaf softwareversie 4.0x (productieweek 33 2017 en later) is de variabeltoerentalfunctie voor de koelventilator van het koellichaam geïmplementeerd in frequentieregelaars met een vermogensklasse tot 22 kW (30 pk) 400 V IP 20 en een vermogensklasse tot 18,5 kW (25 pk) 400 V IP 54. Voor gebruik van deze functie moeten de software en hardware worden bijgewerkt. De functie legt ook beperkingen op ten aanzien van achterwaartse compatibiliteit voor behuizingsgrootte H1-H5 en I2-I4. Zie Tabel 1.2 voor de beperkingen.

Software-

compatibiliteit

Oude software

(OSS-bestand versie

3.xx en lager)

Nieuwe software

(OSS-bestand versie

4.xx of hoger)

Hardware-

compatibiliteit

Oude voedingskaart

(productieweek 33

2017 of eerder)

Nieuwe

voedingskaart

(productieweek 34

2017 of later)

Tabel 1.2 Software- en hardwarecompatibiliteit

Oude stuurkaart

(productieweek 33

2017 of eerder)

Ja Nee

Nee Ja

Oude stuurkaart

(productieweek 33

2017 of eerder)

Ja (alleen softwareversie 3.xx of lager)

Ja (software MOET worden bijgewerkt naar versie 3.xx of

lager, ventilator

werkt continu op

volle toeren)

Nieuwe stuurkaart (productieweek 34

2017 of later)

Nieuwe stuurkaart (productieweek 34

2017 of later)

Ja (software MOET

worden bijgewerkt

naar versie 4.xx of

hoger)

Ja (alleen software-

versie 4.xx of hoger)

VLT® is een gedeponeerd handelsmerk.

Document- en softwareversie

1.2

Deze handleiding wordt regelmatig herzien en bijgewerkt. Alle suggesties voor verbetering zijn welkom.

Versie Opmerkingen Software-

versie

MG18C8xx Bijgewerkt voor nieuwe software- en

hardwareversie.

Tabel 1.1 Document- en softwareversie

4.2x

Inleiding Design Guide

1.3 Veiligheidssymbolen

In dit document worden de volgende symbolen gebruikt:

WAARSCHUWING

Geeft een potentieel gevaarlijke situatie aan die kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel.

VOORZICHTIG

Geeft een potentieel gevaarlijke situatie aan die kan leiden tot licht of matig letsel. Kan tevens worden gebruikt om te waarschuwen tegen onveilige werkpraktijken.

LET OP

Geeft belangrijke informatie aan, waaronder situaties die kunnen leiden tot schade aan apparatuur of eigendommen.

1.4 Afkortingen

°C °F

A Ampère AC Wisselstroom AMA Automatische aanpassing motorgegevens AWG American Wire Gauge DC Gelijkstroom EMC Elektromagnetische compatibiliteit ETR Elektronisch thermisch relais FC Frequentieregelaar f

M,N

kg Kilogram Hz Hertz I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

kHz Kilohertz LCP Lokaal bedieningspaneel m Meter mA Milliampère MCT Motion Control Tool mH Inductantie in millihenry min Minuut ms Milliseconde nF Nanofarad Nm Newtonmeter n

M,N

PCB Printed Circuit Board – printkaart

Graden Celsius Graden Fahrenheit

Nominale motorfrequentie

Nominale uitgangsstroom van de inverter Stroomgrens Nominale motorstroom De maximale uitgangsstroom De nominale uitgangsstroom die door de frequentieregelaar wordt geleverd

Synchroonmotortoerental Nominaal motorvermogen

PELV Protective Extra Low Voltage Regeneratie Regeneratieklemmen tpm Toeren per minuut s Seconde T

LIM

M,N

V Volt

Tabel 1.3 Afkortingen

Koppelbegrenzing Nominale motorspanning

1.5 Aanvullende informatiebronnen

De VLT® HVAC Basic Drive FC 101 Snelgids bevat

•

basisinformatie over mechanische afmetingen, installatie en programmering.

De VLT

•

handleiding geeft informatie over het programmeren en bevat een uitgebreide beschrijving van de parameters.

Danfoss VLT® Energy Box-software. Selecteer PC

•

Software Download op www.danfoss.com/en/ service-and-support/downloads/dds/vlt-energy-box/.

Met de VLT® Energy Box-software kunt u het energieverbruik van HVAC-ventilatoren en pompen die met behulp van Danfoss frequentieregelaars worden geregeld, vergelijken met het energieverbruik van andere debietregelingsmethoden. Gebruik dit hulpmiddel voor een nauwkeurige prognose van de kosten, besparingen en terugverdientijd bij gebruik van Danfoss frequentieregelaars voor HVACventilatoren, -pompen en -koeltorens.

De technische documentatie van Danfoss is in elektronische vorm beschikbaar op de documentatie-cd die bij het product wordt geleverd. Een gedrukte versie is te verkrijgen bij de lokale verkoopkantoren van Danfoss.

Ondersteuning voor MCT 10 setupsoftware

Download de software op www.danfoss.com/en/service-andsupport/downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/.

Voer tijdens het installatieproces van de software de toegangscode 81463800 in om de FC 101-functionaliteit te activeren. Om de FC 101-functionaliteit te gebruiken is geen licentiecode vereist.

De nieuwste software bevat niet altijd de laatste updates voor frequentieregelaars. Neem voor de laatste updates (in de vorm van *.upd-bestanden) contact op met een verkoopkantoor bij u in de buurt of download de frequentieregelaarupdates op www.danfoss.com/en/service-and-

support/downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/ #Overview.

HVAC Basic Drive FC 101 Programmeer-

1 1

Inleiding

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1.6 Denities

Losbreekkoppel

Frequentieregelaar I

VLT, MAX

De maximale uitgangsstroom.

VLT,N

De nominale uitgangsstroom die door de frequentieregelaar wordt geleverd.

VLT, MAX

De maximale uitgangsspanning.

Ingang

De aangesloten motor kan worden gestart en gestopt via het LCP en de digitale ingangen. Functies zijn in 2 groepen verdeeld, zoals beschreven in Tabel 1.4. De functies in groep 1 hebben een hogere prioriteit dan de functies in groep 2.

Groep 1

Groep 2

Tabel 1.4 Stuurcommando's

Reset, vrijloop na stop, reset en vrijloop na stop, snelle stop, DC-rem, stop en de [O]-toets. Start, pulsstart, omkeren, start omkeren, jog en uitgang vasthouden.

Afbeelding 1.1 Losbreekkoppel

VLT

Het rendement van de frequentieregelaar wordt gedenieerd als de verhouding tussen het uitgangsvermogen en

Motor f

JOG

De motorfrequentie wanneer de jogfunctie is geactiveerd (via digitale klemmen).

De motorfrequentie.

MAX

De maximale motorfrequentie.

MIN

De minimale motorfrequentie.

M,N

De nominale motorfrequentie (gegevens typeplaatje).

De motorstroom.

M,N

De nominale motorstroom (gegevens typeplaatje).

M,N

Het nominale motortoerental (gegevens typeplaatje).

M,N

Het nominale motorvermogen (gegevens typeplaatje).

De momentele motorspanning.

M,N

De nominale motorspanning (gegevens typeplaatje).

het ingangsvermogen.

Startdeactiveercommando

Een stopcommando behorend tot groep 1 van de stuurcommando's; zie Tabel 1.4.

Stopcommando

Zie Tabel 1.4.

Analoge referentie

Een signaal dat naar analoge ingang 53 of 54 wordt gestuurd, Dit kan spanning of stroom zijn.

Stroomingang: 0-20 mA en 4-20 mA

•

Spanningsingang: 0-10 V DC

•

Busreferentie

Een signaal dat naar de seriële-communicatiepoort (FCpoort) wordt gestuurd.

Digitale referentie

Een gedenieerde, vooraf ingestelde referentie die kan worden ingesteld van -100% tot +100% van het referentiebereik. Selectie van 8 vooraf ingestelde referenties via de digitale klemmen.

Ref

MAX

Bepaalt de relatie tussen de referentie-ingang met een waarde van 100% van de volledige schaal (gewoonlijk 10 V, 20 mA) en de totale referentie. De maximumreferentie die is ingesteld in parameter 3-03 Max. referentie.

Ref

MIN

Bepaalt de relatie tussen de referentie-ingang met een waarde van 0% (gewoonlijk 0 V, 0 mA, 4 mA) en de totale referentie. De minimumreferentiewaarde wordt ingesteld in parameter 3-02 Minimumreferentie.

Inleiding Design Guide

Analoge ingangen

De analoge ingangen worden gebruikt om diverse functies van de frequentieregelaar te besturen. Er zijn 2 typen analoge ingangen:

Stroomingang: 0-20 mA en 4-20 mA

•

Spanningsingang: 0-10 V DC

•

Analoge uitgangen

De analoge uitgangen kunnen een signaal van 0-20 mA, 4-20 mA of een digitaal signaal leveren.

Automatische aanpassing motorgegevens, AMA

Het AMA-algoritme bepaalt de elektrische parameters van de aangesloten motor bij stilstand en compenseert de weerstand op basis van de lengte van de motorkabel.

Digitale ingangen

De digitale ingangen kunnen worden gebruikt voor het besturen van diverse functies van de frequentieregelaar.

Digitale uitgangen

De frequentieregelaar bevat 2 halfgeleideruitgangen die een signaal van 24 V DC (maximaal 40 mA) kunnen leveren.

Relaisuitgangen

De frequentieregelaar heeft 2 programmeerbare relaisuitgangen.

ETR

Elektronisch thermisch relais is een berekening van de thermische belasting op basis van de actuele belasting en de tijd. Het doel hiervan is het schatten van de motortemperatuur en het voorkomen van oververhitting van de motor.

Initialisatie

Bij initialisatie (parameter 14-22 Bedrijfsmodus) worden de programmeerbare parameters van de frequentieregelaar teruggezet naar de standaardinstellingen. Communicatieparameters, de foutlog of de brandmoduslog worden niet geïnitialiseerd via Parameter 14-22 Bedrijfsmodus.

Intermitterende belastingscyclus

De nominale intermitterende belasting heeft betrekking op een reeks belastingscycli. Elke cyclus bestaat uit een belaste en een onbelaste periode. De werking kan een periodieke cyclus of een niet-periodieke cyclus zijn.

LCP

Het lokale bedieningspaneel (LCP) biedt een complete interface voor de bediening en programmering van de frequentieregelaar. Het bedieningspaneel is afneembaar op IP 20-eenheden en vast op IP 54-eenheden. Het kan op maximaal 3 m (9,8 ft) van de frequentieregelaar worden geïnstalleerd, d.w.z. op een frontpaneel, met behulp van de optionele installatieset.

lsb

Minst signicante bit.

MCM

Staat voor Mille Circular Mil, een Amerikaanse meeteenheid voor de doorsnede van kabels. 1 MCM = 0,5067 mm².

msb

Meest signicante bit.

Online-/oineparameters

Wijzigingen van onlineparameters worden meteen na het wijzigen van de gegevenswaarde geactiveerd. Druk op [OK] om oineparameters te activeren.

PI-regelaar

De PI-regelaar handhaaft de gewenste snelheid, druk, temperatuur en dergelijke door de uitgangsfrequentie aan te passen aan wijzigingen in de belasting.

RCD

Reststroomapparaat.

Setup

Parameterinstellingen kunnen worden opgeslagen in 2 setups. Het is mogelijk om tussen de 2 parametersetups te schakelen en 1 setup te bewerken terwijl de andere setup actief is.

Slipcompensatie

De frequentieregelaar compenseert voor het slippen van de motor door verhoging van de frequentie op basis van de gemeten motorbelasting, waardoor het motortoerental vrijwel constant wordt gehouden.

Smart Logic Control (SLC)

De SLC is een reeks door de gebruiker gedenieerde acties die wordt uitgevoerd wanneer de bijbehorende, door de gebruiker gedenieerde gebeurtenissen door de SLC worden geëvalueerd als TRUE

Thermistor

Een temperatuurafhankelijke weerstand die geplaatst wordt op plaatsen waar de temperatuur moet worden bewaakt (frequentieregelaar of motor).

Uitschakeling (trip)

Een toestand die zich voordoet in foutsituaties, bijvoorbeeld als de frequentieregelaar te maken krijgt met overtemperatuur of wanneer de frequentieregelaar de motor, het proces of het mechanisme beschermt. Een herstart is niet mogelijk totdat de oorzaak van de fout is weggenomen en de uitschakelingsstatus is opgeheven door het activeren van de reset of, in sommige gevallen, doordat een automatische reset is geprogrammeerd. Gebruik een uitschakeling (trip) niet voor persoonlijke veiligheid.

1 1

Inleiding

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

Uitschakeling met blokkering

Conformiteit met regelgeving

1.8

Een toestand die zich voordoet in foutsituaties waarbij de frequentieregelaar zichzelf beschermt en fysiek ingrijpen noodzakelijk is, bijvoorbeeld als de frequentieregelaar

Frequentieregelaars worden ontworpen volgens de richtlijnen in deze sectie.

wordt kortgesloten op de uitgang. Een uitschakeling met blokkering kan alleen worden opgeheven door de

1.8.1 CE-markering

netvoeding te onderbreken, de oorzaak van de fout weg te nemen en de frequentieregelaar opnieuw aan te sluiten op het net. Een herstart is niet mogelijk totdat de uitschakelingsstatus is opgeheven door het activeren van de reset of, in sommige gevallen, doordat een automatische reset is geprogrammeerd. Gebruik een uitschakeling met

De CE-markering (Communauté Européenne) geeft aan dat de fabrikant van het product voldoet aan alle relevante EUrichtlijnen. De EU-richtlijnen die van toepassing zijn op het ontwerp en de productie van frequentieregelaars, staan vermeld in Tabel 1.5.

blokkering niet voor persoonlijke veiligheid.

VT-karakteristieken

Variabel-koppelkarakteristieken die worden gebruikt voor pompen en ventilatoren.

VVC

LET OP

De CE-markering heeft geen betrekking op de kwaliteit van het product. Het is niet mogelijk om technische specicaties af te leiden uit de CE-markering.

In vergelijking met een standaardregeling van de spanning-frequentieverhouding zorgt Voltage Vector Control (VVC+) voor betere dynamische prestaties en stabiliteit, zowel bij een wijziging van de toerentalreferentie als met betrekking tot het belastingskoppel.

Arbeidsfactor

1.7

De arbeidsfactor geeft aan in hoeverre een frequentieregelaar de netvoeding belast. De arbeidsfactor is de verhouding tussen I1 en I en I

de totale RMS-stroom met inbegrip van

RMS

, waarbij I1 de basisstroom is

RMS

harmonische stromen. Hoe lager de arbeidsfactor, hoe hoger de I

voor dezelfde kW-prestatie.

RMS

LET OP

Frequentieregelaars met een ingebouwde veiligheidsfunctie moeten voldoen aan de Machinerichtlijn.

EU-richtlijn Versie

Laagspanningsrichtlijn 2014/35/EU EMC-richtlijn 2014/30/EU ErP-richtlijn

Tabel 1.5 EU-richtlijnen die van toepassing zijn op frequentieregelaars

Conformiteitsverklaringen zijn leverbaar op aanvraag.

Arbeids−factor =

3 × U × I1× cosϕ

3 × U × I

RMS

1.8.1.1 Laagspanningsrichtlijn

De arbeidsfactor voor 3-faseregeling:

De Laagspanningsrichtlijn is van toepassing op alle

Arbeids− factor =

RMS

= I

 + I

I1 × cosϕ1

RMS

 +  .  .  + I

aangeziencosϕ1 = 1

RMS

Een hoge arbeidsfactor betekent dat de verschillende harmonische stromen zwak zijn. De ingebouwde DC-spoelen van de frequentieregelaar zorgen voor een hoge arbeidsfactor, waardoor de belasting

elektrische apparaten in het spanningsbereik van 50-1000 V AC en 75-1600 V DC.

De richtlijn heeft tot doel om de persoonlijke veiligheid te waarborgen en schade aan eigendommen te voorkomen bij gebruik van elektrische apparatuur die correct is geïnstalleerd en correct wordt onderhouden, in de toepassing waarvoor de apparatuur is bedoeld.

op de netvoeding wordt geminimaliseerd.

089

Inleiding Design Guide

1.8.1.2 EMC-richtlijn

De EMC-richtlijn (elektromagnetische compatibiliteit) heeft tot doel om de elektromagnetische interferentie te beperken en de immuniteit van elektrische apparatuur en installaties te verbeteren. De basiseis voor bescherming van EMC-richtlijn 2014/30/EU stelt dat apparaten die elektromagnetische interferentie (EMI) genereren, of waarvan de werking door EMI kan worden beïnvloed, zo moeten zijn ontworpen dat het genereren van elektromagnetische interferentie wordt beperkt en dat ze een adequaat niveau van ongevoeligheid ten opzichte van EMI bieden wanneer ze correct worden geïnstalleerd en onderhouden, en worden gebruikt zoals bedoeld.

Elektrische apparaten die zelfstandig worden gebruikt of deel uitmaken van een systeem, moeten zijn voorzien van de CE-markering. Systemen hoeven niet te zijn voorzien van de CE-markering, maar moeten wel voldoen aan de basiseisen voor bescherming volgens de EMC-richtlijn.

1.8.1.3 ErP-richtlijn

De ErP-richtlijn is de Europese Ecodesignrichtlijn voor energiegerelateerde producten. De richtlijn denieert de eisen voor ecologisch ontwerp voor energiegerelateerde producten, inclusief frequentieregelaars. De richtlijn heeft tot doel om het energierendement en het milieubeschermingsniveau te verhogen, waarbij tevens de zekerheid van de energievoorziening wordt versterkt. De milieueecten van energiegerelateerde producten omvatten het energieverbruik gedurende de volledige levensduur van het product.

1.8.2 UL-conformiteit

UL Listed

1.8.3 Conformiteit RCM-markering

Afbeelding 1.3 RCM-markering

De RCM-markering geeft aan dat het product voldoet aan de relevante technische normen voor elektromagnetische compatibiliteit (EMC). Een RCM-markering is vereist voor elektrische en elektronische producten die op de markt worden gebracht in Australië en Nieuw-Zeeland. De RCMregelgeving heeft alleen betrekking op emissies via geleiding en straling. Voor frequentieregelaars zijn de in EN-IEC 61800-3 gespeciceerde emissielimieten van toepassing. Op verzoek kan een conformiteitsverklaring worden afgegeven.

1.8.4 EAC

Afbeelding 1.4 EAC-markering

De EurAsian Conformity (EAC)-markering geeft aan dat het product voldoet aan alle vereisten en technische voorschriften die op het product van toepassing zijn volgens de Eurasian Customs Union, een douane-unie die bestaat uit de lidstaten van de Euraziatische Economische Unie.

Het EAC-logo moet zowel op het productlabel als op het verpakkingslabel worden aangebracht. Alle producten die binnen de EAC-zone worden gebruikt, moeten bij Danfoss in de EAC-zone worden aangeschaft.

1 1

Afbeelding 1.2 UL

1.8.5 UkrSEPRO

LET OP

IP 54-eenheden zijn niet gecerticeerd voor UL.

De frequentieregelaar voldoet aan de eisen van UL 508C ten aanzien van het behoud van het thermische geheugen. Zie de sectie Thermische motorbeveiliging in de productspecieke design guide voor meer informatie.

Afbeelding 1.5 UkrSEPRO

Het UKrSEPRO-certicaat garandeert de kwaliteit en veiligheid van zowel producten als diensten, naast productiestabiliteit, volgens de Oekraïense regelgevingsnormen. Het UkrSepro-certicaat is een verplicht douanedocument voor alle producten die het grondgebied van Oekraïne binnenkomen of verlaten.

Veiligheid

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

2 Veiligheid

2.1 Gekwaliceerd personeel

Een probleemloze en veilige werking van de frequentieregelaar is alleen mogelijk als de frequentieregelaar op correcte en betrouwbare wijze wordt vervoerd, opgeslagen, geïnstalleerd, gebruikt en onderhouden. Deze apparatuur mag uitsluitend worden geïnstalleerd of bediend door

gekwaliceerd personeel.

Gekwaliceerd personeel is gedenieerd als opgeleide

medewerkers die bevoegd zijn om apparatuur, systemen en circuits te installeren, in bedrijf te stellen en te onderhouden volgens relevante wetten en voorschriften. Het personeel moet tevens bekend zijn met de instructies en veiligheidsmaatregelen die in deze handleiding staan beschreven.

2.2 Veiligheidsmaatregelen

WAARSCHUWING

HOGE SPANNING

Frequentieregelaars bevatten hoge spanning wanneer ze zijn aangesloten op een netingang, DC-voeding of loadsharing. Als installatie, opstarten en onderhoud niet worden uitgevoerd door gekwaliceerd personeel, kan dat leiden tot ernstig of dodelijk letsel.

Installatie, opstarten en onderhoud mogen

•

uitsluitend worden uitgevoerd door gekwaliceerd personeel.

Controleer met een geschikt spanningsmeetap-

•

paraat of er geen spanning meer op de frequentieregelaar staat voordat u service- of reparatiewerkzaamheden gaat uitvoeren.

WAARSCHUWING

ONBEDOELDE START

Wanneer de frequentieregelaar is aangesloten op de netvoeding, DC-voeding of loadsharing, kan de motor op elk moment starten. Een onbedoelde start tijdens programmeer-, onderhouds- of reparatiewerkzaamheden kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel of tot schade aan apparatuur of eigendommen. De motor kan worden gestart door een externe schakelaar, een veldbuscommando, een ingangsreferentiesignaal vanaf het LCP of LOP, via externe bediening met MCT 10 setupsoftware of door het opheen van een foutconditie.

Om een onbedoelde motorstart te voorkomen:

Druk op [O/Reset] op het LCP voordat u

•

parameters gaat programmeren.

Onderbreek de netvoeding naar de frequentie-

•

regelaar.

Zorg dat de frequentieregelaar, motor en

•

eventuele door de motor aangedreven werktuigen volledig bedraad en gemonteerd zijn voordat u de frequentieregelaar aansluit op de netvoeding, DC-voeding of loadsharing.

WAARSCHUWING

ONTLADINGSTIJD

De frequentieregelaar bevat DC-tussenkringcondensatoren waarop spanning kan blijven staan, ook wanneer de frequentieregelaar niet van spanning wordt voorzien. Er kan hoge spanning aanwezig zijn, ook wanneer de waarschuwingsleds uit zijn. Als u de aangegeven wachttijd na afschakeling niet in acht neemt voordat u onderhouds- of reparatiewerkzaamheden uitvoert, kan dat leiden tot ernstig of dodelijk letsel.

Stop de motor.

•

Schakel de netvoeding en externe DC-tussen-

•

kringvoedingen af, inclusief backupvoedingen, UPS-eenheden en DC-tussenkringaansluitingen naar andere frequentieregelaars.

Onderbreek de voeding naar de PM-motor of

•

vergrendel de motor.

Wacht tot de condensatoren volledig ontladen

•

zijn. De vereiste minimale wachttijd staat vermeld in Tabel 2.1.

Controleer met een geschikt spanningsmeetap-

•

paraat of de condensatoren volledig ontladen zijn voordat u service- of reparatiewerkzaamheden gaat uitvoeren.

Veiligheid Design Guide

Spanning [V] Vermogensbereik [kW

(pk)]

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

Tabel 2.1 Ontladingstijd

Minimale wachttijd

(minuten)

WAARSCHUWING

GEVAAR VOOR LEKSTROOM

De aardlekstroom bedraagt meer dan 3,5 mA. Een onjuiste aarding van de frequentieregelaar kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel.

Zorg dat de apparatuur correct is geaard door

•

een erkende elektrisch installateur.

WAARSCHUWING

GEVAARLIJKE APPARATUUR

Het aanraken van draaiende assen en elektrische apparatuur kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel.

Installatie, opstarten en onderhoud mogen

•

uitsluitend worden uitgevoerd door hiervoor opgeleid en gekwaliceerd personeel.

Zorg dat alle elektrische werkzaamheden

•

worden uitgevoerd volgens de nationale en lokale elektriciteitsvoorschriften.

Volg de procedures in deze handleiding.

•

2 2

VOORZICHTIG

GEVAAR BIJ INTERNE FOUT

Een interne fout in de frequentieregelaar kan leiden tot ernstig letsel als de frequentieregelaar niet goed is gesloten.

Controleer voordat u de spanning inschakelt of

•

alle veiligheidsafdekkingen op hun plaats zitten en stevig zijn vastgezet.

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

Productoverzicht

3 Productoverzicht

3.1 Voordelen

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.1 Wat is het voordeel van het gebruik van een frequentieregelaar voor het regelen van ventilatoren en pompen?

Een frequentieregelaar maakt gebruik van het feit dat centrifugaalventilatoren en -pompen de proportionaliteitswetten voor dergelijke ventilatoren en pompen volgen. Zie hoofdstuk 3.1.3 Voorbeeld van energiebesparing voor meer informatie.

3.1.2 Het grote voordeel – energiebesparing

Het grootste voordeel van het gebruik van een frequentieregelaar voor het regelen van het toerental van ventilatoren en pompen is de besparing op de energiekosten. In vergelijking met alternatieve regelsystemen en technieken is een frequentieregelaar hét energiebesparingssysteem voor het regelen van ventilatoren pompsystemen.

Afbeelding 3.1 Ventilatorcurves (A, B en C) voor gereduceerde ventilatorvolumes

Afbeelding 3.2 Energiebesparingen met een frequentieregelaaroplossing

In typische toepassingen is een energiebesparing van meer dan 50% haalbaar wanneer een frequentieregelaar wordt gebruikt om de ventilatorcapaciteit te verlagen naar 60%.

3.1.3 Voorbeeld van energiebesparing

In Afbeelding 3.3 is te zien dat de ow wordt geregeld door wijziging van het toerental. Bij een toerentalreductie van slechts 20% ten opzichte van het nominale toerental wordt ook de ow met 20% verlaagd. Dat komt omdat de ow recht evenredig is aan het toerental. Het stroomverbruik neemt echter af met 50%. Als het betreende systeem slechts een paar dagen per jaar een ow hoeft te leveren die gelijk is aan 100%, terwijl het gemiddelde de rest van het jaar onder de 80% van de nominale ow ligt, bedraagt de hoeveelheid bespaarde energie zelfs meer dan 50%.

100%

50%

25%

12,5%

50% 100%

80%

175HA208.10

Power ~n

Pressure ~n

Flow ~n

130BA782.10

Discharge damper

Less energy savings

IGV

Costlier installation

Maximum energy savings

Productoverzicht Design Guide

Afbeelding 3.3 laat zien hoe ow, druk en energieverbruik afhankelijk zijn van het toerental.

Afbeelding 3.3 Proportionaliteitswetten

Flow: 

Druk:

Vermogen: 

Q = ow P = vermogen Q1 = nominale ow P1 = nominaal vermogen Q2 = gereduceerde ow P2 = gereduceerd vermogen H = druk n = snelheidsregeling H1 = nominale druk n1 = nominaal toerental H2 = gereduceerde druk n2 = gereduceerd toerental

 = 

Afbeelding 3.3 toont de typische energiebesparing die kan worden behaald met behulp van 3 bekende oplossingen waarbij het ventilatorvolume wordt verlaagd tot 60%. Zoals in de graek is af te lezen, kan in typische toepassingen een energiebesparing van meer dan 50% worden behaald.

3 3

Afbeelding 3.4 De 3 standaardsystemen voor energiebesparing

Tabel 3.1 De proportionaliteitswetten

3.1.4 Vergelijking van energiebesparing

De frequentieregelaaroplossing van Danfoss biedt aanzienlijke besparingen ten opzichte van traditionele energiebesparende oplossingen, zoals een oplossing met regelkleppen of inlaatschoepen (IGV). Dat komt doordat de frequentieregelaar in staat is om het ventilatortoerental te regelen op basis van de thermische belasting op het systeem en omdat de frequentieregelaar een ingebouwde functie heeft waardoor de frequentieregelaar kan fungeren als een gebouwbeheersysteem (GBS).

Afbeelding 3.5 Energiebesparing

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

Productoverzicht

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

Regelkleppen verlagen het energieverbruik. Inlaatschoepen zorgen voor een besparing van 40% maar zijn duur om te installeren. De frequentieregelaaroplossing van Danfoss verlaagt het energieverbruik met meer dan 50% en is eenvoudig te installeren. Ook het geluid, de mechanische belasting en de slijtage worden beperkt, terwijl de de

levensduur van de volledige toepassing wordt verlengd.

3.1.5 Voorbeeld met wisselende ow gedurende 1 jaar

De berekeningen in dit voorbeeld zijn gebaseerd op pompkarakteristieken die staan vermeld op een pompdatablad. Het verkregen resultaat toont een energiebesparing van meer dan 50% bij de gegeven owverdeling over een jaar. De terugverdientijd is afhankelijk van de prijs per kWh en de prijs van de frequentieregelaar. In dit voorbeeld is het minder dan een jaar in vergelijking met een systeem met kleppen en een constant toerental.

Energiebesparing

Pas = P

asvermogen

Afbeelding 3.6 Flowverdeling over 1 jaar

Afbeelding 3.7 Energiekosten

m³/

Verdeling Regeling met kleppen

% Uren

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

100 8760 – 275,064 – 26,801

Tabel 3.2 Resultaat

Vermog

Verbruik

kWh A1-C

Regeling met

frequentieregelaar

Vermog

Verbruik

kWh

Full load

% Full-load current

& speed

500

100

0 12,5 25 37,5 50Hz

200

300

400

600

700

800

175HA227.10

Productoverzicht Design Guide

3.1.6 Betere regeling

Bij gebruik van een frequentieregelaar is een betere regeling van de ow of druk van een systeem mogelijk. Een frequentieregelaar kan het toerental van de ventilator of pomp variëren, wat een variabele regeling van ow en druk oplevert. Bovendien kan een frequentieregelaar het toerental van de ventilator of de pomp snel aanpassen aan nieuwe ow- of drukcondities in het systeem. Eenvoudige procesregeling (ow, niveau of druk) met behulp van de ingebouwde PI-regelaar.

3.1.7 Ster-driehoekschakeling of softstarter niet vereist

3 3

Wanneer relatief grote motoren moeten worden gestart, is het in veel landen nodig om apparatuur te gebruiken die de opstartstroom beperkt. In meer traditionele systemen wordt vaak een ster-driehoekschakeling of softstarter gebruikt. Dergelijke motorstarters zijn niet meer nodig bij gebruik van een frequentieregelaar.

Zoals in Afbeelding 3.8 te zien is, verbruikt een frequentieregelaar niet meer stroom dan de nominale stroom.

VLT® HVAC Basic Drive FC 101 2 Ster-driehoekschakeling 3 Softstarter 4 Direct op het net starten

Afbeelding 3.8 Startstroom

3.1.8 Het gebruik van een frequentieregelaar bespaart geld

Het voorbeeld in hoofdstuk 3.1.9 Zonder frequentieregelaar laat zien dat het gebruik van een frequentieregelaar andere apparatuur overbodig maakt. Het is mogelijk om de installatiekosten van de 2 verschillende systemen te berekenen. In het voorbeeld kunnen de 2 systemen grofweg voor dezelfde prijs worden geïnstalleerd.

Met behulp van de VLT® Energy Box-software, waarover u meer kunt lezen in hoofdstuk 1.5 Aanvullende informatie- bronnen, kunt u de kostenbesparing berekenen die haalbaar is bij gebruik van een frequentieregelaar.

- +

x6 x6

175HA205.12

Valve position

Starter

Fuses

supply

P.F.C

Flow

3-Port valve

Bypass

Return

Control

Supply air

V.A.V

outlets

Duct

P.F.C

Mains

Fuses

Starter

Bypass

supply

Return

valve

3-Port

Flow

Control

Valve position

Starter

Power Factor Correction

Mains

IGV

Mechanical linkage and vanes

Fan

Motor or actuator

Main B.M.S

Local D.D.C. control

Sensors PT

Pressure control signal 0/10V

Temperature control signal 0/10V

Control

Mains

Cooling section Heating section

Fan sectionInlet guide vane

Pump Pump

Productoverzicht

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.9 Zonder frequentieregelaar

DDC Direct Digital Control (directe digitale regeling) EMS Energy Management System (energiebeheersysteem) VAV Variabel luchtvolume Sensor P Druk Sensor T Temperatuur

Afbeelding 3.9 Traditioneel ventilatorsysteem

175HA206.11

Pump

Flow

Return

Supply air

V.A.V

outlets

Duct

Mains

Pump

Return

Flow

Mains

Fan

Main B.M.S

Local D.D.C. control

Sensors

Mains

Cooling section Heating section

Fan section

Pressure control 0-10V or 0/4-20mA

Control temperature 0-10V or 0/4-20mA

VLT

- +

VLT

x3 x3

Productoverzicht Design Guide

3.1.10 Met een frequentieregelaar

3 3

DDC Direct Digital Control (directe digitale regeling) EMS Energy Management System (energiebeheersysteem) VAV Variabel luchtvolume Sensor P Druk Sensor T Temperatuur

Afbeelding 3.10 Ventilatorsysteem dat wordt geregeld door frequentieregelaars

Frequency converter

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure signal

Supply fan

VAV boxes

Flow

Pressure transmitter

Return fan

130BB455.10

Productoverzicht

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.11 Toepassingsvoorbeelden

In de volgende secties vindt u een aantal typische voorbeelden van HVAC-toepassingen.

3.1.12 Variabel luchtvolume

VAV- of variabel-luchtvolumesystemen worden gebruikt om de ventilatie en de temperatuur in gebouwen te regelen. Centrale VAV-systemen worden beschouwd als de energiezuinigste methode om het klimaat in gebouwen te regelen. Door het gebruik van centrale systemen in plaats van gedistribueerde systemen kan een hoger rendement worden behaald. Dit rendement wordt behaald door gebruik te maken van grotere ventilatoren en grotere koeleenheden met een hoger rendement dan kleine motoren en gedistribueerde luchtgekoelde eenheden. Ook is voor deze installaties minder onderhoud nodig.

3.1.13 De VLT-oplossing

Hoewel regelkleppen en inlaatschoepen een constante druk in het leidingsysteem handhaven, bespaart een oplossing met een frequentieregelaar meer energie, terwijl de installatie ook minder complex wordt. In plaats van een kunstmatige drukval te veroorzaken of het rendement van de ventilator te verminderen, verlaagt de frequentieregelaar het toerental van de ventilator en levert zo de ow en druk die het systeem nodig heeft. Ventilatoren gedragen zich volgens de wetten van centrifugale aniteit. Dat betekent dat de ventilatoren een lagere druk en ow produceren bij een lager toerental. Hun energieverbruik neemt daardoor aanzienlijk af.

Door de PI-regelaar van de VLT® HVAC Basic Drive FC 101 te gebruiken, zijn geen extra regelaars meer nodig.

Afbeelding 3.11 Variabel luchtvolume

Frequency converter

Pressure signal

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure transmitter

Supply fan

Return fan

Temperature signal

Temperature transmitter

130BB451.10

Productoverzicht Design Guide

3.1.14 Constant luchtvolume

CAV- of constant-luchtvolumesystemen zijn centrale ventilatiesystemen die gewoonlijk worden gebruikt om grote, gemeenschappelijke zones te voorzien van een minimumhoeveelheid verse, op temperatuur gebrachte lucht. Ze bestaan al langer dan VAV-systemen en komen dus ook voor in oudere gebouwen met meerdere zones. Deze systemen behandelen de verse lucht in de luchtbehandelingkasten (LBK's). Veel van deze systemen worden ook gebruikt om de lucht in gebouwen te verversen en hebben een koelspiraal. Voor het verwarmen en koelen van de individuele zones worden vaak ventilatorluchtkoelers gebruikt.

3.1.15 De VLT-oplossing

Met een frequentieregelaar kan een aanzienlijke hoeveelheid energie worden bespaard, terwijl de lucht in het gebouw toch goed geregeld wordt. Als terugkoppelingssignaal naar de frequentieregelaars kunnen temperatuursensoren of CO2-sensoren worden gebruikt. Bij het regelen van de temperatuur, de luchtkwaliteit of beide gaat een CAV-systeem uit van de actuele situatie in het gebouw. Wanneer het aantal mensen in de betreende zone afneemt, neemt ook de behoefte aan verse lucht af. De CO2-sensor detecteert lagere niveaus en verlaagt het toerental van de toevoerventilatoren. De retourventilator wordt aangepast om een statisch druksetpoint of een vast verschil tussen de toevoerluchtow en de retourluchtow te handhaven.

Bij een temperatuurregeling, vooral gebruikt in airconditioningsystemen, hangen de vereisten af van de buitentemperatuur en het aantal mensen in de zone. Als de temperatuur tot onder het setpoint daalt, kan de toevoerventilator met een lager toerental gaan werken. De retourventilator wordt aangepast om een statisch druksetpoint te handhaven. Door de luchtow te verminderen, wordt ook de hoeveelheid energie voor het verwarmen of koelen van de verse lucht verminderd, wat een verdere besparing oplevert. Diverse functies van de toepassingsgerichte HVAC-frequentieregelaar van Danfoss kunnen bijdragen tot een verbeterde werking van uw CAV-systeem. Een van de problemen bij het regelen van een ventilatiesysteem is gebrekkige luchtkwaliteit. De programmeerbare minimumfrequentie kan worden ingesteld om een minimumhoeveelheid toevoerlucht te handhaven, onafhankelijk van het terugkoppelings- of referentiesignaal. De frequentieregelaar bevat ook een PI-regelaar, waarmee zowel de temperatuur als de luchtkwaliteit kan worden bewaakt. Ook als aan de temperatuurvraag wordt voldaan, zorgt de frequentieregelaar voor voldoende luchttoevoer om de luchtkwaliteit te garanderen. De regelaar kan 2 terugkoppelingssignalen bewaken en vergelijken voor het regelen van de retourventilator, door handhaving van een vaste dierentiële luchtow tussen de toevoer- en retourkanalen.

3 3

Afbeelding 3.12 Constant luchtvolume

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

CHILLER

Temperature Sensor

BASIN

Conderser Water pump

Supply

130BB453.10

Productoverzicht

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.16 Koeltorenventilator

Koeltorenventilatoren koelen het condenswater in watergekoelde koelsystemen. Watergekoelde koeleenheden zijn de eciëntste methode om gekoeld water te produceren. Ze zijn maar liefst 20% zuiniger dan luchtgekoelde koeleenheden. Koeltorens bieden vaak de energiezuinigste methode om het condenswater van koeleenheden te koelen, afhankelijk van het klimaat.

Deze torens koelen het condenswater door verdamping. Het condenswater wordt boven in de koeltoren verneveld op het koelpakket om het koeloppervlak te vergroten. De torenventilator blaast lucht door het koelpakket en het vernevelde water om de verdamping te bevorderen. Door de verdamping wordt warmte aan het water onttrokken en daalt de temperatuur. Het gekoelde water wordt opgevangen in het koeltorenreservoir. Vanuit het reservoir wordt het water teruggepompt naar de condensor van de koeleenheden, waarna een nieuwe cyclus begint.

3.1.17 De VLT-oplossing

Met een frequentieregelaar kunnen de ventilatoren van de koeltorens op het gewenste toerental worden geregeld, zodat de temperatuur van het condenswater constant blijft. De frequentieregelaars kunnen ook worden gebruikt om de ventilator waar nodig in en uit te schakelen. Diverse functies van de toepassingsgerichte HVAC-frequentieregelaar van Danfoss kunnen bijdragen tot een verbeterde werking van uw koeltorenventilatortoepassingen. Als het toerental van de koeltorenventilatoren tot onder een bepaalde waarde daalt, vermindert het eect van de ventilator op het koelen van het water. Bij gebruik van een tandwielkast met spatsmering voor het regelen van de torenventilator is een minimumtoerental van 40-50% nodig. De door de klant programmeerbare minimumfrequentie-instelling kan deze minimumfrequentie handhaven, ook als de terugkoppeling of de snelheidsreferentie vraagt om een lager toerental. Een standaardfunctie van de frequentieregelaar is de mogelijkheid om een slaapmodus te programmeren en de ventilator stil te zetten totdat een hoger toerental vereist is. Daarnaast hebben sommige koeltorenventilatoren ongewenste frequenties die trillingen kunnen veroorzaken. U kunt deze frequenties gemakkelijk vermijden door de bypassfrequentiebereiken in de frequentieregelaar te programmeren.

Afbeelding 3.13 Koeltorenventilator

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

BASIN

Flow or pressure sensor

Condenser Water pump

Throttling valve

Supply

CHILLER

130BB452.10

Productoverzicht Design Guide

3.1.18 Condensaatpompen

Condensaatpompen worden hoofdzakelijk gebruikt om water te laten circuleren in de condensor van watergekoelde koeleenheden en de bijbehorende koeltorens. Het condenswater neemt de warmte uit de condensor van de koeleenheden op en geeft het af aan de lucht in de koeltoren. Deze systemen bieden de eciëntste methode voor het koelen van water. Ze zijn maar liefst 20% zuiniger dan luchtgekoelde koeleenheden.

3.1.19 De VLT-oplossing

Frequentieregelaars worden toegepast bij condensaatpompen, waardoor die niet hoeven te worden geregeld via een smoorklep of door het afdraaien van de pompwaaier.

Door in plaats van een smoorklep een frequentieregelaar te gebruiken, wordt de energie bespaard die anders door de klep zou zijn opgenomen. Dat kan een besparing van 15-20% of meer opleveren. Het afdraaien van de pompwaaier is onomkeerbaar, dus wanneer de omstandigheden wijzigen en een hogere ow vereist is, moet de waaier worden vervangen.

3 3

Afbeelding 3.14 Condensaatpompen

Productoverzicht

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.20 Primaire pompen

Primaire pompen in een systeem met primaire/secundaire pompen kunnen worden gebruikt om een constante ow te handhaven in apparaten die bedienings- of regelproblemen vertonen bij een variabele ow. De techniek met primaire/ secundaire pompen koppelt de primaire productiekringloop los van de secundaire distributiekringloop. Hierdoor kunnen

apparaten zoals koeleenheden een constante ontwerpow aannemen en goed functioneren, terwijl de ow in de rest van het systeem kan variëren.

Wanneer de Wanneer dat gebeurt, probeert de koeleenheid zijn koelcapaciteit te verminderen. Als de ow ver genoeg of te snel daalt, kan de koeleenheid zijn belasting niet voldoende afvoeren en wordt die door de beveiliging van de koeleenheid uitgeschakeld, waarna een handmatige reset nodig is. Deze situatie komt regelmatig voor in grote installaties, met name wanneer 2 of meer koeleenheden parallel zijn geïnstalleerd en er geen primaire/secundaire pompen worden toegepast.

ow door de verdamper in een koeleenheid afneemt, begint het gekoelde water overgekoeld te raken.

3.1.21 De VLT-oplossing

Het energieverbruik van de primaire kringloop kan aanzienlijk zijn, afhankelijk van de omvang van het systeem en van de primaire kringloop. Een frequentieregelaar kan aan het primaire systeem worden toegevoegd in plaats van een smoorklep en/of het afdraaien van de pompwaaiers, waardoor de bedrijfskosten lager worden. De volgende 2 besturingsmethoden worden het vaakst toegepast:

Flowmeter

Omdat de gewenste ow bekend en constant is, kan de pomp rechtstreeks worden geregeld via een owmeter op de uitlaat van elke koeleenheid. Met behulp van de ingebouwde PI-regelaar handhaaft de frequentieregelaar altijd de juiste ow en compenseert hij zelfs de veranderende weerstand in de primaire kringloopleiding bij het gefaseerd in- en uitschakelen van koeleenheden en bijbehorende pompen.

Lokale bepaling toerental

De bediener verlaagt de uitgangsfrequentie totdat de ontwerpow bereikt is. Het gebruik van een frequentieregelaar om het pomptoerental te verlagen, lijkt op het afdraaien van de pompwaaier; het vergt echter geen enkele inspanning en het pomprendement blijft hoger. De inbedrijfsteller verlaagt het toerental van de pomp totdat de juiste ow bereikt is en zet dit toerental vast. De pomp werkt bij elke inschakeling van de koeleenheid met dit toerental. Omdat de primaire kringloop geen regelkleppen of andere mechanismen bevat waardoor de systeemcurve kan veranderen en de variatie als gevolg van het gefaseerd in- en uitschakelen van pompen en koeleenheden doorgaans gering is, blijft dit vaste toerental geschikt. Als het later tijdens de levensduur van het systeem nodig is om de ow te verhogen, dan hoeft de frequentieregelaar enkel het pomptoerental te verhogen en hoeft er geen nieuwe pompwaaier te worden geïnstalleerd.

Frequency converter

CHILLER

Flowmeter

F F

130BB456.10

Productoverzicht Design Guide

3 3

Afbeelding 3.15 Primaire pompen

Frequency converter

CHILLER

130BB454.10

Productoverzicht

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.22 Secundaire pompen

Secundaire pompen in een watergekoeld systeem met primaire/secundaire pompen verdelen het gekoelde water over de belastingen van de primaire productiekringloop. Het systeem met primaire/secundaire pompen wordt gebruikt om de kringloopleidingen hydronisch van elkaar los te koppelen. In dat geval wordt de primaire pomp gebruikt om een constante ow in de koeleenheden te handhaven, terwijl de secundaire pompen de ow kunnen variëren, meer kunnen regelen en

energie kunnen besparen. Als het concept met primaire/secundaire pompen niet wordt gebruikt bij het ontwerp van een variabel-volumesysteem, kan de koeleenheid zijn belasting niet goed afvoeren wanneer de ow ver genoeg is afgenomen of te snel afneemt. De beveiliging voor een te lage verdampingstemperatuur van de koeleenheid schakelt de koeleenheid in dat geval uit, waarna een handmatige reset nodig is. Deze situatie komt regelmatig voor in grote installaties, met name wanneer 2 of meer koeleenheden parallel zijn geïnstalleerd.

3.1.23 De VLT-oplossing

Hoewel het systeem met primaire/secundaire pompen en 2-wegkleppen minder energie verbruikt en regelproblemen verlicht, worden de werkelijke energiebesparingen en het regelpotentieel gerealiseerd door het toevoegen van frequentieregelaars. Wanneer de sensoren op de juiste plaats zijn geïnstalleerd, kunnen de pompen dankzij de frequentieregelaars hun toerental variëren en de systeemcurve volgen in plaats van de pompcurve. Hierdoor wordt geen energie meer verspild en verdwijnt de meeste overdruk, waar 2-wegkleppen gevoelig voor zijn. Wanneer de bewaakte belastingen de gewenste waarde hebben bereikt, worden de 2-wegkleppen gesloten. Hierdoor neemt het drukverschil tussen de belasting en de 2-wegklep toe. Wanneer dit drukverschil begint toe te nemen, wordt de pomp afgeremd om de gewenste opvoerhoogte (ook wel de setpointwaarde genoemd) te handhaven. Deze setpointwaarde wordt berekend door de drukval van de belasting en de 2-wegklep onder ontwerpomstandigheden bij elkaar op te tellen.

LET OP

Bij gebruik van meerdere parallel werkende pompen moeten die allemaal hetzelfde toerental hebben om te zorgen voor een hogere energiebesparing, met een afzonderlijke frequentieregelaar voor elke pomp of met 1 frequentieregelaar die meerdere pompen parallel aandrijft.

Afbeelding 3.16 Secundaire pompen

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

Productoverzicht Design Guide

3.2 Regelingsstructuren

Selecteer [0] Open loop (Geen terugk.) of [1] Closed loop (Met terugk.) in parameter 1-00 Conguratiemodus.

3.2.1 Regelstructuur zonder terugkoppeling

Afbeelding 3.17 Regeling zonder terugkoppeling

3 3

Bij de getoonde conguratie in Afbeelding 3.17 is parameter 1-00 Conguratiemodus ingesteld op [0] Open loop (Geen terugk.). De totale referentie van het referentie-

beheersysteem of de lokale referentie loopt via de aan-/ uitloopbegrenzing en snelheidsbegrenzing voordat die naar de motorregeling wordt gestuurd. De uitgang vanaf de motorregeling wordt vervolgens begrensd door de maximumfrequentie.

3.2.2 PM/EC+-motorbesturing

Het EC+-concept van Danfoss biedt de mogelijkheid om hoogeciënte PM-motoren (permanentmagneetmotoren) in standaard behuizingsgroottes volgens IEC te besturen met frequentieregelaars van Danfoss. De inbedrijfstellingsprocedure is vergelijkbaar met de bestaande procedure voor asynchrone (inductie-) motoren met gebruikmaking van het Danfoss PM-besturingsprincipe VVC+.

Voordelen voor de klant:

Onafhankelijk van de motortechnologie

•

(permanentmagneetmotor of inductiemotor)

Installatie en bediening zoals bij inductiemotoren

•

Merkonafhankelijke keuze ten aanzien van

•

systeemcomponenten (zoals motoren)

Het beste systeemrendement door het selecteren

•

van de beste componenten

Geschikt voor het aanpassen van bestaande

•

installaties

Vermogensbereik: 45 kW (60 pk) (200 V), 0,37-90

•

kW (0,5-121 pk) (400 V), 90 kW (121 pk) (600 V) voor inductiemotoren en 0,37-22 kW (0,5-30 pk) (400 V) voor PM-motoren.

Huidige beperkingen voor PM-motoren:

Op dit moment enkel ondersteuning tot 22 kW

•

(30 pk).

LC-lters worden niet ondersteund in combinatie

•

met PM-motoren.

Het algoritme voor kinetische backup wordt niet

•

ondersteund voor PM-motoren.

Biedt alleen ondersteuning voor een volledige

•

AMA, waarbij de statorweerstand Rs in het systeem wordt bepaald.

Geen blokkeringsdetectie (ondersteund vanaf

•

softwareversie 2.80).

3.2.3 Lokale (Hand On) en externe (Auto On) besturing

De frequentieregelaar kan handmatig worden bestuurd via het lokale bedieningspaneel (LCP) of extern worden bestuurd via analoge/digitale ingangen of een seriële bus. Als dit wordt toegestaan in parameter 0-40 [Hand on]-toets

op LCP, parameter 0-44 [O/Reset]-toets LCP en parameter 0-42 [Auto on]-toets op LCP, is het mogelijk om

de frequentieregelaar te starten en te stoppen door te drukken op [Hand On] en [O/Reset] op het LCP. Alarmen kunnen worden gereset via de [O/Reset]-toets.

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

Productoverzicht

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

vergelijkt de terugkoppeling met een referentiewaarde van een setpoint en bepaalt of en in hoeverre deze 2 signalen van elkaar verschillen. Vervolgens wordt het motortoerental aangepast om dit verschil op te heen.

Afbeelding 3.18 LCP-toetsen

Denk bijvoorbeeld aan een pomptoepassing waarbij het toerental van de pomp moet worden geregeld om te zorgen voor een constante statische druk in een leiding.

De lokale referentie forceert de conguratiemodus naar een regeling zonder terugkoppeling, ongeacht de instelling van parameter 1-00 Conguratiemodus.

De statische-drukwaarde wordt aan de frequentieregelaar doorgegeven als de setpointreferentie. Een statischedruksensor meet de actuele statische druk in de leiding en levert deze data in de vorm van een terugkoppelings-

Bij het uitschakelen wordt de lokale referentie hersteld.

signaal terug aan de frequentieregelaar. Als het terugkoppelingssignaal hoger is dan de setpointreferentie,

3.2.4 Regelstructuur met terugkoppeling

vertraagt de frequentieregelaar de pomp om de druk te verlagen. Omgekeerd geldt dat wanneer de leidingdruk

De interne regelaar stelt de frequentieregelaar in staat om deel uit te maken van het te besturen systeem. De frequentieregelaar ontvangt een terugkoppelingssignaal

lager is dan de setpointreferentie, de frequentieregelaar de pomp automatisch versnelt om de door de pomp geleverde druk te verhogen.

van een sensor in het systeem. De frequentieregelaar

Afbeelding 3.19 Regelstructuur met terugkoppeling

Hoewel de standaardwaarden voor de terugkoppelingsregelaar van de frequentieregelaar in veel gevallen aanvaardbare prestaties opleveren, kunt u de regeling van het systeem vaak optimaliseren door een aantal parameters aan te passen.

3.2.5 Terugkoppelingsconversie

In sommige toepassingen kan het nuttig zijn om het terugkoppelingssignaal te converteren. Een voorbeeld hiervan is het gebruik van een druksignaal om een terugkoppeling van de ow te leveren. Aangezien de vierkantswortel van druk evenredig is aan ow, levert de vierkantswortel van het druksignaal een waarde op die evenredig is aan de ow. Zie Afbeelding 3.20.

Afbeelding 3.20 Conversie van terugkoppelingssignalen

+ 104 hidden pages

Danfoss FC 101 Design guide [nl]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual