Danfoss FC 101 Design guide [it]

ENGINEERING TOMORROW

Guida alla Progettazione

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

www.danfoss.it/vlt-drives

Sommario Guida alla Progettazione

Sommario

1 Introduzione

1.1 Scopo della Guida alla Progettazione

1.2 Versione del documento e software

1.3 Simboli di sicurezza

1.4 Abbreviazioni

1.5 Risorse aggiuntive

1.6 Denizioni

1.7 Fattore di potenza

1.8 Conformità alle norme

1.8.1 Marchio CE 10

1.8.2 Conformità UL 11

1.8.3 Conformità al Marchio RCM 11

1.8.4 EAC 11

1.8.5 UkrSEPRO 11

2 Sicurezza

2.1 Personale qualicato

2.2 Precauzioni di sicurezza

3 Panoramica dei prodotti

3.1 Vantaggi

3.1.1 Perché usare un convertitore di frequenza per controllare ventole e pompe? 14

3.1.2 Un vantaggio evidente - risparmio energetico 14

3.1.3 Esempio di risparmi energetici 14

3.1.4 Confronto dei risparmi energetici 15

3.1.5 Esempio con portata variabile su un periodo di un anno 16

3.1.6 Migliore controllo 17

3.1.7 Gli avviatori a stella/triangolo o gli avviatori statici non sono necessari 17

3.1.8 L'utilizzo di un convertitore di frequenza fa risparmiare denaro 17

3.1.9 Senza convertitore di frequenza 18

3.1.10 Con un convertitore di frequenza 19

3.1.11 Esempi applicativi 19

3.1.12 Portata d'aria variabile 19

3.1.13 La soluzione VLT 20

3.1.14 Portata d'aria costante 20

3.1.15 La soluzione VLT 21

3.1.16 Ventola della torre di rareddamento 21

3.1.17 La soluzione VLT 22

3.1.18 Pompe del condensatore 23

3.1.19 La soluzione VLT 23

Sommario

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.20 Pompe primarie 24

3.1.21 La soluzione VLT 24

3.1.22 Pompe secondarie 25

3.1.23 La soluzione VLT 26

3.2 Strutture di controllo

3.2.1 Struttura di controllo ad anello aperto 27

3.2.2 PM/EC+ Controllo del motore 27

3.2.3 Comando locale (Hand On) e remoto (Auto On) 27

3.2.4 Struttura di controllo ad anello chiuso 28

3.2.5 Conversione della retroazione 28

3.2.6 Gestione dei riferimenti 29

3.2.7 Regolazione del controllore ad anello chiuso del convertitore di frequenza 30

3.2.8 Regolazione PI manuale 30

3.3 Condizioni ambientali di funzionamento

3.4 Considerazioni generali sull'EMC

3.4.1 Panoramica sulle emissioni EMC 37

3.4.2 Requisiti relativi alle emissioni 38

3.4.3 Risultati del test sulle emissioni EMC 39

3.4.4 Panoramica sulle emissioni armoniche 40

3.4.5 Requisiti relativi alle emissioni armoniche 41

3.4.6 Risultati del test armoniche (emissioni) 41

3.4.7 Requisiti di immunità 43

3.5 Isolamento galvanico (PELV)

3.6 Corrente di dispersione verso terra

3.7 Condizioni di funzionamento estreme

3.7.1 Protezione termica del motore (ETR) 45

3.7.2 Ingressi termistore 45

4 Selezione e ordine

4.1 Codice identicativo

4.2 Opzioni e accessori

4.2.1 Pannello di controllo locale (LCP) 48

4.2.2 Montaggio dell'LCP nel pannello frontale 48

4.2.3 Kit frame IP21/NEMA Tipo 1 49

4.2.4 Piastra di disaccoppiamento 51

4.3 Numeri d'ordine

4.3.1 Opzioni e accessori 52

4.3.2 Filtri antiarmoniche 53

4.3.3 Filtro RFI esterno 54

5 Installazione

Sommario Guida alla Progettazione

5.1 Installazione elettrica

5.1.1 Collegamento della rete e del motore 57

5.1.2 Installazione elettrica conforme ai requisiti EMC 62

5.1.3 Morsetti di controllo 64

6 Programmazione

6.1 Introduzione

6.2 Pannello di controllo locale (LCP)

6.3 Menu

6.3.1 Menu Status 66

6.3.2 Menu rapido 66

6.3.3 Menu principale 81

6.4 Trasferimento rapido delle impostazioni parametri tra diversi convertitori di frequenza

6.5 Visualizzazione e programmazione dei parametri indicizzati

6.6 Inizializzazione alle impostazioni di fabbrica

7 Installazione e setup dell'RS485

7.1 RS485

7.1.1 Panoramica 84

7.1.2 Collegamento in rete 84

7.1.3 Setup hardware del convertitore di frequenza 84

7.1.4 Impostazione parametri per comunicazione Modbus 85

7.1.5 Precauzioni EMC 85

7.2 Protocollo FC

7.2.1 Panoramica 86

7.2.2 FC con Modbus RTU 86

7.3 Impostazioni parametri per abilitare il protocollo

7.4 Struttura frame messaggio protocollo FC

7.4.1 Contenuto di un carattere (byte) 86

7.4.2 Struttura del telegramma 86

7.4.3 Lunghezza del telegramma (LGE) 87

7.4.4 Indirizzo del convertitore di frequenza (ADR) 87

7.4.5 Byte di controllo dati (BCC) 87

7.4.6 Il campo dati 87

7.4.7 Il campo PKE 87

7.4.8 Numero di parametro (PNU) 88

7.4.9 Indice (IND) 88

7.4.10 Valore del parametro (PWE) 88

7.4.11 Tipi di dati supportati dal convertitore di frequenza 89

7.4.12 Conversione 89

Sommario

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

7.4.13 Parole di processo (PCD) 89

7.5 Esempi

7.5.1 Scrittura di un valore di parametro 89

7.5.2 Lettura di un valore del parametro 89

7.6 Panoramica Modbus RTU

7.6.1 Introduzione 90

7.6.2 Panoramica 90

7.6.3 Convertitore di frequenza con Modbus RTU 90

7.7 Congurazione della rete

7.8 Struttura frame messaggio Modbus RTU

7.8.1 Introduzione 91

7.8.2 Struttura del telegramma Modbus RTU 91

7.8.3 Campo Start/Stop 91

7.8.4 Campo di indirizzo 92

7.8.5 Campo funzione 92

7.8.6 Campo dati 92

7.8.7 Campo di controllo CRC 92

7.8.8 Indirizzamento del registro di bobina 92

7.8.9 Accesso mediante lettura/scrittura PCD 94

7.8.10 Controllo del convertitore di frequenza 95

7.8.11 Codici funzione supportati da Modbus RTU 95

7.8.12 Codici di eccezione Modbus 96

7.9 Come accedere ai parametri

7.9.1 Gestione dei parametri 96

7.9.2 Memorizzazione di dati 96

7.9.3 IND (Index) 96

7.9.4 Blocchi di testo 96

7.9.5 Fattore di conversione 96

7.9.6 Valori dei parametri 97

7.10 Esempi

7.10.1 Lettura stato bobine (01 hex) 97

7.10.2 Forza/Scrivi bobina singola (05 hex) 97

7.10.3 Forza/Scrivi bobine multiple (0F hex) 98

7.10.4 Lettura dei registri di mantenimento (03 hex) 98

7.10.5 Preimposta registro singolo (06 hex) 99

7.10.6 Preimposta registri multipli (10 hex) 99

7.10.7 Lettura/Scrittura registri multipli (17 hex) 100

7.11 Prolo di controllo FC Danfoss

7.11.1 Parola di controllo secondo il Prolo FC (Protocollo 8-10 = Prolo FC) 100

7.11.2 Parola di stato secondo il prolo FC (STW) 102

100

Sommario Guida alla Progettazione

7.11.3 Valore di riferimento della velocità bus 103

8 Speciche generali

8.1 Dimensioni meccaniche

8.1.1 Installazione anco a anco 104

8.1.2 Dimensioni del convertitore di frequenza 105

8.1.3 Dimensioni di spedizione 108

8.1.4 Montaggio in sito 109

8.2 Specica dell'alimentazione di rete

8.2.1 3x200–240 V CA 109

8.2.2 3x380–480 V CA 110

8.2.3 3x525–600 V CA 114

8.3 Fusibili e interruttori

8.4 Dati tecnici generali

8.4.1 Alimentazione di rete (L1, L2, L3) 117

8.4.2 Uscita motore (U, V, W) 117

8.4.3 Lunghezza e sezione trasversale dei cavi 117

8.4.4 Ingressi digitali 118

8.4.5 Ingressi analogici 118

104

109

115

117

Indice

8.4.6 Uscita analogica 118

8.4.7 Uscita digitale 118

8.4.8 Scheda di controllo, comunicazione seriale RS485 119

8.4.9 Scheda di controllo, tensione di uscita a 24 V CC 119

8.4.10 Uscita a relè 119

8.4.11 Scheda di controllo, tensione di uscita a 10 V CC 120

8.4.12 Condizioni ambientali 120

8.5 dU/Dt

121

124

Introduzione

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1 Introduzione

1.1 Scopo della Guida alla Progettazione

La presente Guida alla Progettazione è concepita per progettisti e sistemisti, consulenti di progettazione e specialisti delle applicazioni e di prodotto. Questo documento fornisce informazioni tecniche per comprendere le capacità del convertitore di frequenza per l'integrazione nel controllo del motore e nei sistemi di monitoraggio. Sono inoltre presenti descrizioni dettagliate del funzionamento, i requisiti e i suggerimenti per l'integrazione del sistema. È possibile trovare informazioni sulle caratteristiche della potenza di ingresso, sull'uscita per il controllo del motore e sulle condizioni dell'ambiente di esercizio per il convertitore di frequenza.

Sono altresì presenti:

caratteristiche di sicurezza

•

monitoraggio delle condizioni di guasto

•

segnalazione dello stato di funzionamento

•

capacità di comunicazione seriale

•

opzioni e caratteristiche programmabili.

•

Sono inoltre fornite informazioni dettagliate sulla progettazione come:

requisiti del luogo di installazione

•

cavi

•

fusibili

•

cavi di controllo

•

dimensioni e pesi dell'unità

•

altre informazioni essenziali necessarie per la

•

pianicazione dell'integrazione del sistema.

Il riesame delle informazioni di prodotto dettagliate nella fase di progettazione consente di sviluppare un sistema ben concepito con funzionalità ed ecienza ottimali.

VLT® è un marchio registrato.

Versione del documento e software

1.2

A partire dalla versione software 4.0x e successive (settimana di produzione 33 2017 e successive), la funzione della ventola di rareddamento del dissipatore a velocità variabile è stata implementata nel convertitore di frequenza per taglie di potenza da 22 kW (30 cv) 400 V IP20 e inferiori e 18,5 kW (25 cv) 400 V IP54 e inferiori. Questa funzione necessita di aggiornamenti software e hardware e introduce limitazioni inerenti alla retrocompatibilità per dimensioni del frame H1-H5 e I2-I4. Fare riferimento alla Tabella 1.2 per le limitazioni.

Scheda di controllo

Compatibilità

software

Vecchio software

(le OSS versione

3.xx e inferiori)

Nuovo software

(le OSS versione

4.xx o superiori)

Compatibilità

hardware

Scheda di potenza

obsoleta

(settimana di

produzione 33 2017

o precedenti)

Scheda di potenza

nuova

(settimana di

produzione 34 2017

o successive)

Tabella 1.2 Compatibilità software e hardware

obsoleta (settimana

di produzione 33

2017 o precedenti)

Sì No

No Sì

Scheda di controllo

obsoleta (settimana

di produzione 33

2017 o precedenti)

Sì (solo software

versione 3.xx o

inferiori)

Sì (NECESSARIO

aggiornare il software alla

versione 3.xx o

inferiori, la ventola è

continuamente in

funzione a piena

velocità)

Scheda di controllo

nuova (settimana di

produzione 34 2017

o successive)

Scheda di controllo

nuova (settimana di

produzione 34 2017

o successive)

Sì (NECESSARIO

aggiornare il software alla

versione 4.xx o

superiori)

Sì (solo software

versione 4.xx o

superiori)

Il presente manuale è revisionato e aggiornato regolarmente. Tutti i suggerimenti per migliorare sono ben accetti.

Edizione Osservazioni Versione

software

MG18C8xx Aggiornamento a una nuova versione

di SW e HW.

Tabella 1.1 Versione del documento e del software

4.2x

Introduzione Guida alla Progettazione

1.3 Simboli di sicurezza

Nella presente guida vengono usati i seguenti simboli:

AVVISO

Indica una situazione potenzialmente rischiosa che potrebbe causare morte o lesioni gravi.

ATTENZIONE

Indica una situazione potenzialmente rischiosa che potrebbe causare lesioni leggere o moderate. Può anche essere usato per mettere in guardia da pratiche non sicure.

AVVISO!

Indica informazioni importanti, incluse situazioni che possono causare danni alle apparecchiature o alla proprietà.

1.4 Abbreviazioni

°C °F

A Ampere/AMP CA Corrente alternata AMA Adattamento automatico motore AWG American Wire Gauge CC Corrente continua EMC Compatibilità elettromagnetica ETR Relè termico elettronico FC Convertitore di frequenza f

M,N

kg Chilogrammo Hz Hertz I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

kHz Kilohertz LCP Pannello di controllo locale m Metro mA Milliampere MCT Motion Control Tool mH Induttanza in milli henry min. Minuto ms Millisecondo nF Nanofarad Nm Newton metri n

M,N

PCB Scheda di circuito stampato

Gradi Celsius Gradi Fahrenheit

Frequenza motore nominale

Corrente nominale di uscita dell'inverter Limite di corrente Corrente nominale del motore Corrente di uscita massima Corrente di uscita nominale fornita dal convertitore di frequenza

Velocità del motore sincrono Potenza motore nominale

PELV Tensione di protezione bassissima Regen Morsetti rigenerativi RPM Giri al minuto s Secondo T

LIM

M,N

V Volt

Tabella 1.3 Abbreviazioni

Limite di coppia Tensione motore nominale

1.5 Risorse aggiuntive

La Guida rapida VLT® HVAC Basic Drive FC 101

•

fornisce informazioni di base sulle dimensioni meccaniche, l'installazione e la programmazione.

La Guida alla Programmazione VLT

•

Drive FC 101 fornisce informazioni sulla programmazione e comprende descrizioni complete dei parametri.

Software Danfoss VLT® Energy Box. Selezionare PC

•

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

Il software VLT® Energy Box consente confronti del consumo energetico di ventole HVAC e pompe azionate da convertitori di frequenza Danfoss e metodi alternativi di controllo del usso. Usare questo tool per progettare i costi, i risparmi e il recupero del capitale investito legato all'uso di convertitori di frequenza Danfoss sulle ventole, pompe e torri di rareddamento HVAC.

La documentazione tecnica Danfoss è disponibile in forma elettronica sul CD di documentazione fornito insieme al prodotto oppure in forma cartacea dal vostro ucio vendite Danfoss locale.

Assistenza Software di

congurazione MCT 10

Scaricare il software all'indirizzo www.danfoss.com/en/ service-and-support/downloads/dds/vlt-motion-control-toolmct-10/.

Durante il processo di installazione del software, inserire il codice di accesso 81463800 per attivare la funzionalità FC

101. Per usare la funzionalità FC 101 non è necessario alcun codice licenza.

Il software più recente non contiene sempre gli aggiornamenti più recenti per convertitori di frequenza. Contattare l'ucio vendite locale per gli aggiornamenti più recenti del convertitore di frequenza (le *.upd) oppure scaricarli all'indirizzo www.danfoss.com/en/service-and-

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

HVAC Basic

1 1

175ZA078.10

Coppia massima

Giri / min.

Coppia

Introduzione

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1.6 Denizioni

Coppia di interruzione

Convertitore di frequenza I

VLT, MAX

La massima corrente di uscita.

VLT,N

La corrente di uscita nominale fornita dal convertitore di frequenza.

VLT, MAX

La massima tensione di uscita.

Ingresso

Il motore collegato può avviarsi e arrestarsi tramite l'LCP e gli ingressi digitali. Le funzioni sono suddivise in due gruppi come descritto nella Tabella 1.4. Le funzioni nel gruppo 1 hanno una priorità maggiore rispetto a quelle nel gruppo 2.

Ripristino, arresto a ruota libera, ripristino e

Gruppo 1

Gruppo 2

Tabella 1.4 Comandi di controllo

arresto a ruota libera, arresto rapido, frenatura CC, arresto e [O]. Avvio, avviamento a impulsi, inversione, avvio inverso, jog e uscita congelata.

Motore f

JOG

La frequenza motore quando viene attivata la funzione jog (mediante i morsetti digitali).

La frequenza motore.

MAX

La frequenza motore massima.

MIN

La frequenza motore minima.

M,N

La frequenza nominale del motore (dati di targa).

La corrente motore.

M,N

La corrente nominale del motore (dati di targa).

M,N

La velocità nominale del motore (dati di targa).

Disegno 1.1 Coppia di interruzione

VLT

L'ecienza del convertitore di frequenza è denita come il rapporto tra la potenza di uscita e quella di ingresso.

Comando per disabilitare l'avviamento

Un comando di arresto appartenente ai comandi di controllo del gruppo 1, vedere la Tabella 1.4.

Comando di arresto

Vedere la Tabella 1.4.

Riferimento analogico

Un segnale trasmesso agli ingressi analogici 53 o 54. Può essere in tensione o in corrente.

Ingresso in corrente: 0–20 mA e 4–20 mA

•

Ingresso in tensione: 0–10 V CC

•

Riferimento bus

Un segnale trasmesso alla porta di comunicazione seriale (porta FC).

Riferimento preimpostato

Un riferimento preimpostato

denito che può essere impostato tra -100% e +100% dell'intervallo di riferimento. Selezione di otto riferimenti preimpostati mediante i morsetti digitali.

Ref

MAX

Determina la relazione tra l'ingresso di riferimento al 100% del valore di fondo scala (tipicamente 10 V, 20 mA) e il riferimento risultante. Il valore di riferimento massimo è

M,N

impostato nel parametro 3-03 Riferimento max.

La potenza motore nominale (dati di targa).

Ref

La tensione motore istantanea.

M,N

La tensione nominale del motore (dati di targa).

MIN

Determina la relazione tra l'ingresso di riferimento allo 0% del valore (tipicamente 0 V, 0 mA, 4 mA) e il riferimento risultante. Il valore di riferimento minimo è impostato nel parametro 3-02 Riferimento minimo.

Introduzione Guida alla Progettazione

Ingressi analogici

Gli ingressi analogici vengono utilizzati per controllare varie funzioni del convertitore di frequenza. Esistono due tipi di ingressi analogici:

ingresso in corrente: 0–20 mA e 4–20 mA;

•

ingresso in tensione: 0–10 V CC.

•

Uscite analogiche

Le uscite analogiche sono in grado di fornire un segnale di 0–20 mA, 4–20 mA o un segnale digitale.

Adattamento automatico motore, AMA

L'algoritmo AMA determina i parametri elettrici per il motore collegato a fermo e compensa la resistenza in base alla lunghezza del cavo motore.

Ingressi digitali

Gli ingressi digitali consentono di controllare varie funzioni del convertitore di frequenza.

Uscite digitali

Il convertitore di frequenza fornisce due stadi di uscita a stato solido che sono in grado di fornire un segnale a 24 V CC (massimo 40 mA).

Uscite a relè

Il convertitore di frequenza mette a disposizione due uscite a relè programmabili.

ETR

Il relè termico elettronico è un calcolo del carico termico basato sul carico presente e sul tempo. Lo scopo consiste nello stimare la temperatura del motore e impedire il surriscaldamento.

Inizializzazione

Se viene eseguita un'inizializzazione (parametro 14-22 Modo di funzionamento), i parametri programmabili del conver-

titore di frequenza ritornano alle rispettive impostazioni di fabbrica. Il Parametro 14-22 Modo di funzionamento non inizializza i parametri di comunicazione, il log guasti né il log modalità incendio.

Duty cycle intermittente

Un grado di utilizzo intermittente fa riferimento a una sequenza di duty cycle. Ogni ciclo è costituito da un periodo a carico e da un periodo a vuoto. Il funzionamento può avvenire con servizio intermittente periodico sia aperiodico.

LCP

Il Pannello di Controllo Locale (LCP) rappresenta un'interfaccia completa per il controllo e la programmazione del convertitore di frequenza. Il pannello di comando è estraibile sulle unità IP20 e sso sulle unità IP54. Può essere installato a una distanza massima di 3 m (9,8 piedi) dal convertitore di frequenza, vale a dire in un pannello frontale mediante il kit di montaggio opzionale.

Lsb

Bit meno signicativo.

MCM

Abbreviazione di Mille Circular Mil, un'unità di misura americana della sezione trasversale dei cavi. 1 MCM ≡ 0,5067 mm2.

Msb

Bit più signicativo.

Parametri on-line/o-line

Le modiche ai parametri online vengono attivate immediatamente dopo la variazione del valore dei dati. Premere [OK] per attivare i parametri o-line.

Controllore PI

Il controllore PI mantiene la velocità, pressione, temperatura ecc. desiderata, regolando la frequenza di uscita in base alle variazioni del carico.

RCD

Dispositivo a corrente residua.

Setup

Le impostazioni parametri possono essere salvate in due setup. Cambiare tra le due programmazioni parametri e modicarne una mentre è attivo un altro setup.

Compensazione dello scorrimento

Il convertitore di frequenza compensa lo scorrimento del motore integrando la frequenza in base al carico del motore rilevato, mantenendo costante la velocità del motore.

Smart logic control (SLC)

L'SLC è una sequenza di azioni denite dall'utente, che vengono eseguite quando gli eventi associati deniti dall'utente sono valutati come TRUE dall'SLC.

Termistore

Una resistenza dipendente dalla temperatura, installata nei punti in cui deve essere controllata la temperatura (convertitore di frequenza o motore).

Scatto

Uno stato che si verica in situazioni di guasto, ad esempio se il convertitore di frequenza è soggetto a surriscaldamento o quando lo stesso interviene per proteggere il motore, un processo o un meccanismo. Il riavvio viene impedito nché la causa del guasto non è scomparsa e lo stato di scatto viene annullato attivando il ripristino oppure, talvolta, tramite la programmazione di un ripristino automatico. Non usare lo scatto per la sicurezza personale.

1 1

Introduzione

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

Scatto bloccato

Conformità alle norme

1.8

Uno stato che si verica in situazioni di guasto quando il convertitore di frequenza entra in autoprotezione e che richiede un intervento manuale, ad esempio se nel conver-

I convertitori di frequenza sono progettati in conformità alle direttive descritte in questa sezione.

titore di frequenza si verica un cortocircuito sull'uscita. È possibile annullare uno scatto bloccato scollegando la rete,

1.8.1 Marchio CE

eliminando la causa del guasto e ricollegando il convertitore di frequenza all'alimentazione. Il riavvio viene impedito no a che lo stato di scatto non viene annullato attivando il ripristino o, talvolta, tramite programmazione di ripristino automatico. Non usare lo scatto bloccato per la

Il marchio CE (Comunità Europea) indica che il fabbricante del prodotto rispetta tutte le direttive UE pertinenti. Le direttive UE applicabili alla progettazione e alla produzione di convertitori di frequenza sono elencate nella Tabella 1.5

sicurezza personale.

Caratteristiche VT

Caratteristiche coppia variabile utilizzate per pompe e ventole.

VVC

AVVISO!

Il marchio CE non regola la qualità del prodotto. Le speciche tecniche non possono essere dedotte dal marchio CE.

Rispetto a una regolazione a rapporto tensione/frequenza tradizionale, il controllo vettoriale della tensione (VVC+) migliora sia la dinamica che la stabilità, anche nel caso di variazioni della velocità di riferimento e della coppia di carico.

1.7 Fattore di potenza

Il fattore di potenza indica in che misura il convertitore di frequenza impone un carico sull'alimentazione di rete. Il fattore di potenza è il rapporto tra I1 e I rappresenta la corrente fondamentale e I

, dove I

RMS

rappresenta la

RMS

AVVISO!

I convertitori di frequenza con una funzione di sicurezza integrata devono soddisfare la Direttiva macchine.

Direttiva UE Versione

Direttiva bassa tensione 2014/35/EU Direttiva EMC 2014/30/EU Direttiva ErP

Tabella 1.5 Direttive UE applicabili ai convertitori di frequenza

corrente RMS totale comprese le correnti armoniche. Quanto minore è il fattore di potenza, tanto maggiore è la corrente di ingresso I

per lo stesso rendimento in kW.

RMS

Le dichiarazioni di conformità sono disponibili su richiesta.

1.8.1.1 Direttiva bassa tensione

Fattoredipotenza =

Il fattore di potenza per la regolazione trifase:

Fattoredi potenza =

RMS

= I

 + I

Un fattore di potenza elevato indica che le dierenti correnti armoniche sono basse. Le bobine CC incorporate nei convertitori di frequenza producono un elevato fattore di potenza, il quale minimizza il carico applicato sull'alimentazione di rete.

3 × U × I1× cosϕ

3 × U × I

I1 × cosϕ1

RMS

 +  . .  + I

RMS

da cuicosϕ1 = 1

RMS

La direttiva sulla bassa tensione concerne tutte le apparecchiature elettriche funzionanti negli intervalli di tensione compresi fra 50 e 1.000 V CA e fra 75 e 1.600 V CC.

L'obiettivo della direttiva è garantire la sicurezza personale ed evitare danni alla proprietà quando vengono fatte funzionare apparecchiature elettriche installate e manutenute correttamente nella rispettiva applicazione prevista.

1.8.1.2 Direttiva EMC

Lo scopo della direttiva EMC (compatibilità elettromagnetica) è quello di ridurre l'interferenza elettromagnetica e migliorare l'immunità delle apparecchiature e degli impianti elettrici. Il requisito di protezione di base della Direttiva EMC 2014/30/UE aerma che i dispositivi che generano interferenza elettromagnetica (EMI), o il cui funzionamento potrebbe essere soggetto a interferenze elettromagnetiche, devono essere progettati per limitare la generazione di interferenze elettromagnetiche e devono presentare un livello adeguato di immunità alle interferenze elettromagnetiche quando sono installati,

089

Introduzione Guida alla Progettazione

sottoposti a manutenzione e usati correttamente come previsto.

I dispositivi elettrici usati da soli o come parte di un sistema devono recare il marchio CE. I sistemi non richiedono il marchio CE ma devono soddisfare i requisiti di protezione di base della direttiva EMC.

1.8.1.3 Direttiva ErP

La direttiva ErP è la direttiva europea Eco-design per prodotti connessi all'energia. La direttiva impone requisiti ecodesign per prodotti connessi all'energia, inclusi i convertitori di frequenza. La direttiva mira ad accrescere l'ecienza energetica e il livello di protezione dell'ambiente, aumentando allo stesso tempo la garanzia dell'alimentazione energetica. L'impatto ambientale dei prodotti connessi all'energia include il consumo energetico attraverso l'intero ciclo di vita del prodotto.

1.8.2 Conformità UL

Certicato UL

1.8.4 EAC

Disegno 1.4 Marchio EAC

Il marchio EurAsian Conformity (Conformità eurasiatica, EAC) indica che il prodotto è conforme a tutti i requisiti e alle normative tecniche applicabili al prodotto per l'EurAsian Customs Union (Unione doganale eurasiatica), la quale è composta dagli stati membri dell'EurAsian Economic Union (Unione economica eurasiatica).

Il logo EAC deve essere apposto sia sull'etichetta del prodotto sia su quella del confezionamento. Tutti i prodotti utilizzati all'interno dell'area EAC devono essere acquistati presso Danfoss all'interno dell'area EAC.

1.8.5 UkrSEPRO

1 1

Disegno 1.2 UL

AVVISO!

Le unità IP54 non sono certicate UL.

Il convertitore di frequenza soddisfa i requisiti UL 508C di protezione termica. Per maggiori informazioni fare riferimento alla sezione Protezione termica del motore nella Guida alla Progettazione specica del prodotto.

1.8.3 Conformità al Marchio RCM

Disegno 1.3 Marchio RCM

L'etichetta del Marchio RCM indica la conformità alle norme tecniche applicabili alla compatibilità elettromagnetica (EMC). L'etichetta del Marchio RCM è necessaria per immettere i dispositivi elettrici ed elettronici sul mercato in Australia e in Nuova Zelanda. Le disposizioni regolamentari previste dal Marchio RCM disciplinano esclusivamente le emissioni condotte e irradiate. Per i convertitori di frequenza si applicano i limiti di emissione specicati nella EN/IEC 61800-3. Una dichiarazione di conformità può essere fornita su richiesta.

Disegno 1.5 UkrSEPRO

Il certicato UKrSEPRO garantisce qualità e sicurezza di prodotti e servizi, oltre a stabilità produttiva conformemente alle norme di regolamentazione ucraine. Il certicato UkrSepro è un documento richiesto per lo sdoganamento di qualunque prodotto in ingresso e in uscita dal territorio ucraino.

Sicurezza

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

2 Sicurezza

2.1 Personale qualicato

Il trasporto, l'immagazzinamento, l'installazione, il funzionamento e la manutenzione eettuati in modo corretto e adabile sono essenziali per un funzionamento senza problemi e sicuro del convertitore di frequenza. Solo il personale qualicato è autorizzato a installare o a far funzionare questa apparecchiatura.

Per personale tamente formati, autorizzati a installare, mettere in funzione ed eettuare la manutenzione su apparecchiature, sistemi e circuiti in conformità alle leggi e ai regolamenti pertinenti. Inoltre, il personale deve avere dimestichezza con tutte le istruzioni e le misure di sicurezza descritte in questa guida.

qualicato si intendono i dipendenti adegua-

2.2 Precauzioni di sicurezza

AVVISO

ALTA TENSIONE

I convertitori di frequenza sono soggetti ad alta tensione quando collegati all'alimentazione di ingresso della rete CA, all'alimentazione CC o alla condivisione del carico. Se l'installazione, l'avviamento e la manutenzione non vengono eseguiti da personale qualicato potrebbero presentarsi rischi di lesioni gravi o mortali.

L'installazione, l'avviamento e la manutenzione

•

devono essere eettuati esclusivamente da personale qualicato.

Prima di eettuare qualsiasi lavoro di

•

manutenzione o di riparazione, usare un appropriato dispositivo di misurazione della tensione per assicurarsi che non sia presente tensione residua nel convertitore di frequenza.

AVVISO

AVVIO INVOLONTARIO

Quando il convertitore è collegato alla rete CA, all'alimentazione CC o alla condivisione del carico, il motore può avviarsi in qualsiasi momento. L'avvio involontario durante le operazioni di programmazione o i lavori di manutenzione o riparazione può causare morte, lesioni gravi o danni alle cose. Il motore può essere avviato tramite un interruttore esterno, un comando bus di campo, un segnale di riferimento in ingresso dall'LCP o dall'LOP, da remoto utilizzando Software di congurazione MCT 10 oppure a seguito del ripristino di una condizione di guasto.

Per prevenire un avviamento involontario del motore, procedere come segue:

Premere [O/Reset] sull'LCP prima di

•

programmare i parametri.

Scollegare il convertitore di frequenza dalla

•

rete.

Cablare e montare completamente il conver-

•

titore di frequenza, il motore e qualsiasi apparecchiatura azionata prima di collegare il convertitore di frequenza alla rete CA, all'alimentazione CC o alla condivisione del carico.

Sicurezza Guida alla Progettazione

AVVISO

TEMPO DI SCARICA

Il convertitore di frequenza contiene condensatori del collegamento CC che possono rimanere carichi anche quando il convertitore di frequenza non è alimentato. Può ancora essere presente alta tensione anche dopo lo spegnimento dei LED. Il mancato rispetto del tempo di attesa indicato dopo il disinserimento dell'alimentazione e prima di eettuare lavori di manutenzione o di riparazione può causare lesioni gravi o mortali.

Arrestare il motore.

•

Scollegare la rete CA e gli alimentatori remoti

•

del collegamento CC, incluse le batterie di backup, i gruppi di continuità e le connessioni del collegamento CC ad altri convertitori di frequenza.

Scollegare o bloccare il motore PM.

•

Attendere che i condensatori si scarichino

•

completamente. La durata minima del tempo di attesa è specicata nella Tabella 2.1.

Prima di eettuare qualsiasi lavoro di

•

manutenzione o di riparazione usare un appropriato dispositivo di misurazione della tensione per assicurarsi che i condensatori siano completamente scarichi.

AVVISO

PERICOLO APPARECCHIATURE

Il contatto con gli alberi rotanti e le apparecchiature elettriche può causare morte o lesioni gravi.

Assicurarsi che soltanto personale adegua-

•

tamente formato e qualicato eettui l'installazione, l'avviamento e la manutenzione.

Assicurarsi che i lavori elettrici siano eseguiti in

•

conformità alle norme elettriche nazionali e locali.

Seguire le procedure illustrate in questo

•

manuale.

ATTENZIONE

RISCHIO DI GUASTO INTERNO

Un guasto interno nel convertitore di frequenza può provocare lesioni gravi quando questo non è chiuso correttamente.

Prima di applicare la corrente elettrica,

•

assicurarsi che tutte le coperture di sicurezza siano al loro posto e ssate in modo sicuro.

2 2

Tensione [V] Gamma di potenza [kW

(cv)]

3x200 0,25–3,7 (0,33–5) 4 3x200 5,5–11 (7–15) 15 3x400 0,37–7,5 (0,5–10) 4 3x400 11–90 (15–125) 15 3x600 2,2–7,5 (3–10) 4 3x600 11–90 (15–125) 15

Tabella 2.1 Tempo di scarica

Tempo di attesa

minimo (minuti)

AVVISO

RISCHIO DI CORRENTE DI DISPERSIONE

Le correnti di dispersione superano i 3,5 mA. Un collegamento a terra non corretto del convertitore di frequenza può causare morte o lesioni gravi.

Assicurare che la messa a terra dell'apparec-

•

chiatura sia correttamente eseguita da un installatore elettrico certicato.

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

Panoramica dei prodotti

3 Panoramica dei prodotti

3.1 Vantaggi

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.1 Perché usare un convertitore di frequenza per controllare ventole e pompe?

Un convertitore di frequenza si basa sul principio che ventole e pompe centrifughe seguono le relative leggi di proporzionalità. Per ulteriori informazioni vedere il capitolo 3.1.3 Esempio di risparmi energetici.

3.1.2 Un vantaggio evidente - risparmio energetico

L'evidente vantaggio derivante dall'utilizzo di un convertitore di frequenza per regolare la velocità di ventole o pompe è rappresentato dalla possibilità di risparmiare energia elettrica. In confronto a tecnologie e sistemi di regolazione alternativi, un convertitore di frequenza è il sistema di controllo energetico ottimale per la regolazione di ventole e pompe.

Disegno 3.1 Curve della ventola (A, B e C) per portate

ridotte della stessa.

Disegno 3.2 Soluzione di risparmi energetici con

convertitore di frequenza

Quando si utilizza un convertitore di frequenza per ridurre la capacità della ventola al 60%, in applicazioni tipiche possono essere ottenuti oltre il 50% di risparmi energetici.

3.1.3 Esempio di risparmi energetici

Come illustrato nell'Disegno 3.3, la portata viene regolata riducendo il numero di Giri/min. Riducendo la velocità soltanto del 20% rispetto alla velocità nominale, anche la portata viene ridotta del 20%. Ciò è dovuto al fatto che la portata è direttamente proporzionale al numero di Giri/ min. Il consumo di energia elettrica viene in tal modo ridotto del 50%. Se il sistema in questione deve essere in grado di fornire una portata che corrisponde al 100% solo per pochi giorni l'anno, mentre per il resto dell'anno la media della portata fornita è inferiore all'80% della portata nominale, la quantità di energia risparmiata supera addirittura il 50%.

La Disegno 3.3 descrive la dipendenza di portata, pressione e consumo di potenza dal numero di Giri/min.

100%

50%

25%

12,5%

50% 100%

80%

175HA208.10

Potenza ~n

Pressione ~n

Flusso ~n

130BA782.10

Discharge damper

Less energy savings

IGV

Costlier installation

Maximum energy savings

Panoramica dei prodotti Guida alla Progettazione

Disegno 3.3 Legge di proporzionalità

Flusso: 

Pressione: 

Potenza: 

P P

 = 

H H

 = 

3 3

Disegno 3.4 I tre sistemi di risparmio energetico comuni

Q = Portata P = Potenza Q1 = Portata nominale P1 = Potenza nominale Q2 = Portata ridotta P2 = Potenza ridotta H = Pressione n = Controllo di velocità H1 = Pressione nominale n1 = Velocità nominale H2 = Pressione ridotta n2 = Velocità ridotta

Tabella 3.1 Le leggi di proporzionalità

3.1.4 Confronto dei risparmi energetici

La soluzione con il convertitore di frequenza Danfoss ore risparmi maggiori rispetto alle soluzioni di risparmio energetico tradizionali come quella con ammortizzatore di scarica e quella con palette regolabili di aspirazione (IGV). La ragione sta nel fatto che il convertitore di frequenza è capace di regolare la velocità della ventola in base al carico termico del sistema, ed è dotato di una funzione integrata che gli consente di funzionare come un sistema di gestione per edici, (Building Management System) BMS.

La Disegno 3.3 illustra i tipici risparmi energetici ottenibili con tre soluzioni ben conosciute quando la portata della ventola viene ridotta al 60%. Come il graco dimostra, in applicazioni tipiche possono essere ottenuti risparmi energetici superiori al 50%.

Disegno 3.5 Risparmio energetico

Le valvole di scarico riducono il consumo di potenza. Le palette regolabili in aspirazione consentono una riduzione del 40%, ma la loro installazione è costosa. La soluzione del convertitore di frequenza Danfoss riduce il consumo energetico di oltre il 50% ed è facile da installare. Riduce anche i disturbi, la sollecitazione meccanica e l'usura e aumenta la durata di vita dell'intera applicazione.

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

Panoramica dei prodotti

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.5 Esempio con portata variabile su un periodo di un anno

Questo esempio viene calcolato sulla base delle caratteristiche della pompa ottenute da una scheda tecnica

relativa. Il risultato ottenuto evidenzia nel corso di un anno risparmi energetici superiori al 50% con la distribuzione della portata data. Il periodo di ammortamento dipende dal prezzo per kWh e da quello del convertitore di frequenza. In questo esempio è inferiore a un anno se confrontato con valvole e velocità costante.

Risparmio energetico

= P

shaft

shaft output

Disegno 3.6 Distribuzione della portata nel corso di un anno

Disegno 3.7 Energia

Distri-

buzione

% Ore Potenza

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

Tabella 3.2 Risultato

Regolazione mediante

valvole

Consu

kWh A1 - C

Regolazione tramite

convertitore di

frequenza

Potenza

Consu

kWh

Full load

% Full-load current

& speed

500

100

0 12,5 25 37,5 50Hz

200

300

400

600

700

800

175HA227.10

Panoramica dei prodotti Guida alla Progettazione

3.1.6 Migliore controllo

Mediante l'impiego di un convertitore di frequenza per controllare la portata o la pressione di un sistema, si ottiene un migliore controllo. Un convertitore di frequenza può variare all'innito la velocità di una ventola o di una pompa, assicurando il controllo variabile di portata e pressione. Inoltre, un convertitore di frequenza modica rapidamente la velocità della ventola o della pompa, in modo da adattarla alle nuove condizioni di portata o pressione del sistema. Semplice controllo di processo (usso, livello o pressione) utilizzando il controllo PI integrato.

3.1.7 Gli avviatori a stella/triangolo o gli avviatori statici non sono necessari

Quando devono essere avviati motori relativamente grandi, in molti Paesi è necessario usare apparecchiature che limitino la corrente di spunto. Nei sistemi più tradizionali viene impiegato un avviatore a stella/triangolo o un avviatore statico. Tali avviatori motore non sono necessari se viene utilizzato un convertitore di frequenza.

2 Avviatori a stella/triangolo 3 Avviatore statico 4 Avviamento diretto in rete

3 3

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

Disegno 3.8 Corrente di avviamento

Come mostrato nella Disegno 3.8, il convertitore di frequenza non assorbe una corrente di spunto maggiore di quella nominale e non richiede avviatori stella/ triangolo o soft starter.

3.1.8 L'utilizzo di un convertitore di frequenza fa risparmiare denaro

L'esempio nel capitolo 3.1.9 Senza convertitore di frequenza mostra che un convertitore di frequenza sostituisce le altre apparecchiature. È possibile calcolare il costo di installazione dei due sistemi diversi. Nell'esempio, è possibile stabilire che i due sistemi hanno all'incirca lo stesso prezzo.

Usare un software VLT® Energy Box presentato nel capitolo 1.5 Risorse aggiuntive per calcolare il risparmio di costi che è possibile ottenere utilizzando un convertitore di frequenza.

Panoramica dei prodotti

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.9 Senza convertitore di frequenza

D.D.C. Direct Digital Control (Controllo digitale diretto) E.M.S. Sistema di gestione dell'energia V.A.V. Portata d'aria variabile (VAV) Sensore P Pressione Sensore T Temperatura

Disegno 3.9 Sistema di ventilazione tradizionale

Panoramica dei prodotti Guida alla Progettazione

3.1.10 Con un convertitore di frequenza

3 3

D.D.C. Direct Digital Control (Controllo digitale diretto) E.M.S. Sistema di gestione dell'energia V.A.V. Portata d'aria variabile (VAV) Sensore P Pressione Sensore T Temperatura

Disegno 3.10 Sistema di ventilazione controllato da convertitori di frequenza

3.1.11 Esempi applicativi

Le seguenti sessioni forniscono esempi tipici di applicazioni all'interno dell'HVAC.

3.1.12 Portata d'aria variabile

I sistemi a portata d'aria VAV o variabile controllano la conformità ai requisiti di ventilazione e di temperatura all'interno di un edicio. I sistemi VAV centralizzati sono considerati il metodo di condizionamento dell'aria negli edici più eciente dal punto di vista energetico. Realizzando sistemi centralizzati invece di sistemi distribuiti, è possibile ottenere un maggiore rendimento. L'ecienza deriva dall'utilizzo di ventole e chiller di maggiori dimensioni con rendimenti molto superiori rispetto ai motori piccoli e ai chiller rareddati ad aria centralizzati. Anche le ridotte esigenze di manutenzione consentono un ulteriore risparmio.

Frequency converter

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure signal

Supply fan

VAV boxes

Flow

Pressure transmitter

Return fan

130BB455.10

Panoramica dei prodotti

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.13 La soluzione VLT

Mentre serrande e IGV lavorano per mantenere una pressione costante nelle condutture, una soluzione con convertitore di frequenza consente di risparmiare molta più energia e riduce la complessità dell'installazione. Invece di creare una caduta di pressione articiale o ridurre il rendimento del ventilatore, il convertitore di frequenza ne limita la velocità per garantire la

portata e la pressione richiesti dal sistema. I dispositivi centrifughi come le ventole si comportano secondo le leggi di anità (proporzionalità). Ciò signica che per diminuire la pressione e/o la portata è suciente limitare la velocità di rotazione della macchina. Si ottiene così anche un notevole taglio del consumo di potenza.

Il controllore PI del VLT® HVAC Basic Drive FC 101 può essere usato per eliminare la necessità di controllori supplementari.

Disegno 3.11 Portata d'aria variabile

3.1.14 Portata d'aria costante

I sistemi CAV o a portata d'aria costante sono sistemi di ventilazione centralizzati che di norma vengono usati per fornire a grandi zone comuni quantità minime di aria fresca temperata. Erano i predecessori dei sistemi a portata d'aria variabile e pertanto si possono trovare anche in edici adibiti a grandi magazzini meno recenti. Questi sistemi preriscaldano l'aria fresca utilizzando climatizzatori (AHU) dotati di batteria riscaldante; inoltre, molti sono anche usati per condizionare edici e dispongono di una bobina di rareddamento. Le unità termoventilanti sono frequentemente usate per soddisfare i requisiti di riscaldamento e rareddamento di singole zone.

Frequency converter

Pressure signal

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure transmitter

Supply fan

Return fan

Temperature signal

Temperature transmitter

130BB451.10

Panoramica dei prodotti Guida alla Progettazione

3.1.15 La soluzione VLT

Un convertitore di frequenza consente di ottenere un signicativo risparmio energetico pur mantenendo un discreto controllo dell'edicio. I sensori di temperatura o i sensori di CO2 possono essere usati come segnali di retroazione per i convertitori di frequenza. Indipendentemente dal fatto che controlli temperatura, qualità dell'aria o entrambi, un sistema CAV può essere regolato per funzionare sulla base delle reali condizioni dell'edicio. Man mano che il numero di persone nell'area controllata si riduce, diminuisce anche il fabbisogno di aria fresca. Il sensore di CO2 ne rileva livelli inferiori e riduce la velocità delle ventole di alimentazione. La ventola di ritorno si adatta per mantenere il setpoint della pressione statica o una dierenza ssa fra le portate d'aria d'alimentazione e di ritorno.

Con il controllo della temperatura, usato in special modo negli impianti di condizionamento dell'aria, al variare della temperatura esterna e del numero di persone nelle zone controllate, cambiano le richieste di temperatura scende sotto il setpoint, la ventola di alimentazione può ridurre la sua velocità. La ventola di ritorno si adatta per mantenere un setpoint di pressione statico. Riducendo la portata dell'aria, si riduce anche l'energia usata per riscaldare o rareddare l'aria fresca, contribuendo al risparmio. È possibile utilizzare numerose funzioni dei convertitori di frequenza Danfoss dedicati all'HVAC per migliorare le prestazioni del sistema CAV. Uno dei problemi da arontare nel controllo dei sistemi di ventilazione è la scarsa qualità dell'aria. La frequenza minima programmabile può essere impostata per mantenere una quantità minima di aria di alimentazione indipendentemente dalla retroazione o dal segnale di riferimento. Il convertitore di frequenza include anche un controllore PI che consente il monitoraggio della temperatura e della qualità dell'aria. Anche se i requisiti di temperatura sono soddisfatti, il convertitore di frequenza mantiene un'alimentazione d'aria suciente a soddisfare il sensore della qualità dell'aria. Il controllore è in grado di monitorare e confrontare due segnali di retroazione e di controllare la ventola di ritorno

anché mantenga una portata d'aria dierenziale ssa anche fra le condutture di alimentazione e di ritorno.

rareddamento. Non appena la

3 3

Disegno 3.12 Portata d'aria costante

3.1.16 Ventola della torre di rareddamento

Ventole delle torri di rareddamento rareddano l'acqua del condensatore nei sistemi chiller rareddati ad acqua. I chiller

rareddati ad acqua forniscono il mezzo più ecace per creare acqua fredda. Sono più ecienti del 20% rispetto ai chiller rareddati ad aria. A seconda del clima, le torri di rareddamento costituiscono spesso il metodo più eciente dal punto di

vista energetico per rareddare l'acqua del condensatore dei chiller. L'acqua del condensatore viene rareddata mediante evaporazione.

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

CHILLER

Temperature Sensor

BASIN

Conderser Water pump

Supply

130BB453.10

Panoramica dei prodotti

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

L'acqua del condensatore viene spruzzata nella parte interna della torre di rareddamento, sui materiali di riempimento delle torri per aumentarne l'area superciale. La ventola della torre soa aria attraverso i materiali di riempimento e l'acqua nebulizzata per agevolarne l'evaporazione. L'evaporazione toglie energia all'acqua abbassandone la temperatura. L'acqua rareddata si raccoglie nel serbatoio della torre di rareddamento da dove viene pompata indietro nel condensatore dei chiller e il ciclo viene ripetuto.

3.1.17 La soluzione VLT

Con un convertitore di frequenza le ventole delle torri di rareddamento possono essere regolate alla velocità desiderata per mantenere costante la temperatura dell'acqua di condensa. I convertitori di frequenza possono anche essere usati per accendere o spegnere le ventole in base alle necessità.

È possibile utilizzare numerose funzioni dei convertitori di frequenza Danfoss dedicati all'HVAC per migliorare le prestazioni di applicazioni con ventole delle torri di rareddamento. Quando la velocità delle ventole scende al di sotto di un determinato valore, la capacità della ventola di rareddare l'acqua si riduce. Allo stesso modo, quando si utilizza un riduttore per controllare in frequenza la ventola delle torri è necessaria una velocità di rotazione minima del 40-50%. L'impostazione della frequenza minima programmabile dall'utente consente di mantenere la frequenza minima anche se la retroazione o il riferimento di velocità richiedono velocità inferiori.

Sempre come funzione standard, è possibile programmare il convertitore di frequenza anché entri in un modo pausa motore e arresti la ventola no a quando non è necessaria una velocità maggiore. Inoltre, alcuni ventilatori delle torri di rareddamento presentano frequenze indesiderabili che possono causare vibrazioni. Queste frequenze possono essere facilmente evitate programmando i campi di frequenza di bypass nel convertitore di frequenza.

Disegno 3.13 Ventola della torre di rareddamento

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

BASIN

Flow or pressure sensor

Condenser Water pump

Throttling valve

Supply

CHILLER

130BB452.10

Panoramica dei prodotti Guida alla Progettazione

3.1.18 Pompe del condensatore

Le pompe per acqua del condensatore sono usate principalmente per far circolare l'acqua attraverso il condensatore di chiller rareddati ad acqua e le loro rispettive torri di rareddamento. L'acqua fredda del condensatore assorbe il calore nel condensatore del chiller e lo rilascia nell'atmosfera all'interno della torre di rareddamento. Questi sistemi sono il mezzo più eciente per ottenere acqua fredda, garantendo un rendimento del 20% superiore rispetto ai chiller rareddati ad aria.

3.1.19 La soluzione VLT

I convertitori di frequenza possono essere aggiunti a pompe per acqua del condensatore invece di bilanciare le pompe con una valvola di strozzamento o tarare la girante della pompa.

Usare un convertitore di frequenza invece di una valvola di regolazione è un metodo semplice di risparmiare energia riducendo l'assorbimento elettrico della pompa quando questa deve erogare portate inferiori alla nominale. In questo modo sono possibili risparmi pari o superiori al 15–20%. La taratura della girante della pompa è irreversibile, quindi è necessario sostituire la girante quando le condizioni cambiano ed è necessaria una maggiore portata.

3 3

Disegno 3.14 Pompe del condensatore

Panoramica dei prodotti

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.20 Pompe primarie

Le pompe primarie in un sistema che prevede pompe primarie e secondarie possono essere utilizzate per mantenere una portata costante attraverso dispositivi che incontrano dicoltà di funzionamento o di regolazione in caso di usso variabile. Per soddisfare queste opposte esigenze vengono realizzati gli impianti con circuito primario regolato a portata costante e

con circuito secondario regolato a portata variabile. Ciò consente a dispositivi come i chiller di mantenere un usso d'acqua costante e di funzionare correttamente mentre il resto del sistema può funzionare a usso variabile.

Man mano che la portata dell'evaporatore nel chiller diminuisce, l'acqua il chiller tenta di ridurre la propria potenza frigorifera. Se la portata diminuisce troppo o troppo velocemente, il chiller non riesce a cedere il carico abbastanza rapidamente e interviene il dispositivo di sicurezza che fa scattare il chiller ed è necessario un ripristino manuale. Questa è una situazione comune nei grandi impianti, in special modo quando sono installati due o più chiller collegati in parallelo e qualora non venga usato un sistema che prevede pompe primarie e secondarie.

rareddata inizia a essere troppo fredda. In tal caso

3.1.21 La soluzione VLT

In base alle dimensioni del sistema e del circuito primario, il consumo d'energia del circuito primario può diventare considerevole. È possibile aggiungere un convertitore di frequenza al sistema primario per sostituire le valvole di strozzamento o la taratura delle giranti, consentendo di ridurre considerevolmente il consumo di energia elettrica della pompa. Sono comunemente utilizzati due metodi di controllo:

Flussometro

Siccome la portata desiderata è nota e costante, è possibile installare un misuratore di portata allo scarico di ogni chiller per un controllo diretto della pompa. Con il controllore PI incorporato, il convertitore di frequenza manterrà sempre la portata corretta, compensando anche le variazioni di resistenza nel circuito primario in conseguenza dell'attivazione e disattivazione dei chiller e delle relative pompe.

Determinazione della velocità locale

L'operatore riduce semplicemente la frequenza di uscita no a raggiungere la portata prevista. Usare un convertitore di frequenza per ridurre la velocità della pompa è molto simile a tarare la girante della pompa, tranne per il fatto che non è richiesto alcun intervento e che il rendimento della pompa rimane superiore. L'addetto al bilanciamento riduce semplicemente la velocità della pompa no a raggiungere la portata corretta, lasciando la velocità ssa. La pompa funziona a questa velocità ogni volta che il chiller viene attivato. Siccome il circuito primario non dispone di valvole di controllo o altri dispositivi che possano causare una variazione nella curva del sistema e la variazione dovuta all'attivazione e disattivazione di pompe e chiller è di norma ridotta, questa velocità ssa rimane appropriata. Nel caso in cui la portata debba essere aumentata successivamente durante l'utilizzo del sistema, il convertitore di frequenza può semplicemente aumentare la velocità delle pompe invece di richiedere una nuova girante della pompa.

Frequency converter

CHILLER

Flowmeter

F F

130BB456.10

Panoramica dei prodotti Guida alla Progettazione

3 3

Disegno 3.15 Pompe primarie

3.1.22 Pompe secondarie

Le pompe secondarie in un sistema che prevede pompe primarie e secondarie rareddato ad acqua servono per la distribuzione dell'acqua rareddata dal circuito di produzione primario ai settori di carico. Il sistema con pompe primarie/ secondarie serve per il disaccoppiamento idraulico di un circuito di tubazioni da un altro. In questo caso, la pompa primaria è utilizzata per mantenere un usso costante attraverso i chiller consentendo valori di usso variabili nelle pompe secondarie e, quindi, un miglior controllo e un minore consumo di energia. Se non viene utilizzato nessun sistema primario/secondario e ne viene progettato uno con volume variabile, nel caso in cui la portata diminuisca troppo o troppo velocemente il chiller non riesce a cedere il carico abbastanza rapidamente. Quindi il dispositivo di sicurezza fa scattare il chiller in caso di temperatura dell'evaporatore troppo bassa ed è necessario un ripristino manuale. Questa situazione è comune nei grandi impianti, in special modo quando due o più chiller sono collegati in parallelo.

Frequency converter

CHILLER

130BB454.10

Panoramica dei prodotti

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.23 La soluzione VLT

Anche se un sistema con pompe primarie e secondarie e con valvole a due vie migliora il risparmio energetico e consente di superare meglio problemi legati al controllo del sistema, è possibile ottenere un vero risparmio energetico e uno sfruttamento completo del potenziale di controllo soltanto integrando convertitori di frequenza. Con una corretta disposizione dei sensori, l'aggiunta dei convertitori di frequenza consente alle pompe di variare la loro

velocità in base alla curva dell'impianto invece che alla curva della pompa. In tal modo, si eliminano lo spreco di energia e la maggior parte dei casi di pressione eccessiva a cui possono essere soggette le valvole a due vie. Non appena vengono raggiunti i carichi predeniti, le valvole a due vie si chiudono. In questo modo, aumenta la pressione dierenziale misurata fra il carico e la valvola a due vie. Non appena questa pressione dierenziale comincia ad aumentare, la pompa decelera per mantenere il valore del setpoint, che viene calcolato sommando il calo di pressione del carico e della valvola a due vie in presenza delle condizioni di progetto.

AVVISO!

Quando pompe multiple vengono fatte funzionare in parallelo, devono funzionare alla stessa velocità per massimizzare i risparmi energetici, con convertitori di frequenza individuali dedicati o con un unico convertitore di frequenza preposto a farle funzionare in parallelo.

Disegno 3.16 Pompe secondarie

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

Panoramica dei prodotti Guida alla Progettazione

3.2 Strutture di controllo

Selezionare [0] An. aperto o [1] Anello chiuso nel parametro 1-00 Modo congurazione.

3.2.1 Struttura di controllo ad anello aperto

Disegno 3.17 Struttura ad anello aperto

3 3

Nella congurazione mostrata nell'Disegno 3.17, il parametro 1-00 Modo congurazione è impostato su [0] An. aperto. Il segnale di riferimento risultante dal sistema

gestione dei riferimenti o dal riferimento locale viene ricevuto e alimentato attraverso la limitazione di rampa e di velocità prima di essere inviato al controllo del motore. L'uscita dal controllo motore viene poi limitata dal limite di frequenza massima.

3.2.2 PM/EC+ Controllo del motore

Il principio EC+ Danfoss ore la possibilità di usare motori PM estremamente ecienti (motori a magneti permanenti) con un frame di dimensioni IEC standard azionati da convertitori di frequenza Danfoss. La procedura di messa in funzione è paragonabile a quella prevista per motori asincroni (a induzione) utilizzando la strategia di controllo per motori PM Danfoss VVC

Vantaggi per i clienti:

libera scelta della tecnologia del motore (motore

•

a magnete permanente o a induzione)

l'installazione e il funzionamento corrispondono a

•

quelli noti dei motori a induzione

indipendenza dal produttore nella selezione dei

•

componenti del sistema (ad es. motori)

migliore ecienza del sistema selezionando i

•

migliori componenti

possibilità di retrot di impianti esistenti

•

gamma di potenza: 45 kW (60 cv) (200 V), 0,37–

•

90 kW (0,5–121 cv) (400 V), 90 kW (121 cv) (600 V) per motori a induzione e 0,37–22 kW (0,5–30 cv) (400 V) per motori PM.

Limitazioni correnti per motori PM:

attualmente supportati soltanto no a 22 Kw (30

•

cv)

ltri LC non supportati con motori PM

•

l'algoritmo a backup dell'energia cinetica non è

•

supportato con motori PM

supporta soltanto l'AMA completo della resistenza

•

di statore Rs nel sistema

nessun rilevamento di stallo (supportato dalla

•

versione 2.80).

3.2.3 Comando locale (Hand On) e remoto (Auto On)

Il convertitore di frequenza può essere comandato manualmente tramite il pannello di controllo locale (LCP) o a distanza tramite gli ingressi analogici e digitali o il bus seriale. Se è consentito nel parametro 0-40 Tasto [Hand on] sull'LCP, nel parametro 0-44 Tasto [O / Reset] Key sull'LCP e nel parametro 0-42 Tasto [Auto on] sull'LCP, è possibile avviare e arrestare il convertitore di frequenza tramite l'LCP premendo i tasti [Hand On] e [O/Reset]. Gli allarmi possono essere ripristinati tramite il tasto [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

Panoramica dei prodotti

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

da un sensore presente nel sistema. Quindi confronta questa retroazione con un valore di riferimento del setpoint e determina l'errore, qualora presente, tra questi due segnali. Di conseguenza, adatta la velocità del motore per correggere questo errore.

Disegno 3.18 Tasti dell'LCP

Si consideri per esempio un'applicazione con pompe nella quale la velocità della pompa deve essere controllata per

Il riferimento locale commuta la modalità di congurazione ad anello aperto, indipendentemente dall'impostazione del parametro 1-00 Modo congurazione.

garantire una pressione statica costante nella conduttura. Il valore di pressione statica viene fornito al convertitore di frequenza come valore di riferimento del setpoint. Un sensore di pressione statica misura la pressione statica

Il riferimento locale viene ripristinato allo spegnimento.

eettiva nel tubo e fornisce questo valore al convertitore di frequenza come segnale di retroazione. Se il segnale di

3.2.4 Struttura di controllo ad anello chiuso

retroazione è superiore al riferimento del setpoint, il convertitore di frequenza decelera per ridurre la pressione.

Il controllore interno consente al convertitore di frequenza di diventare una parte integrante del sistema controllato. Il convertitore di frequenza riceve un segnale di retroazione

Similmente, se la pressione nella conduttura è inferiore al setpoint, il convertitore di frequenza accelera automaticamente per aumentare la pressione fornita dalla pompa.

Disegno 3.19 Struttura di controllo ad anello chiuso

Mentre i valori di default del controllore ad anello chiuso assicurano spesso prestazioni soddisfacenti del convertitore di frequenza, il controllo del sistema può essere ottimizzato regolando i parametri.

3.2.5 Conversione della retroazione

In alcune applicazioni può essere utile convertire il segnale di retroazione. Un esempio di tale conversione lo si ottiene usando un segnale di pressione per fornire una retroazione della portata. Poiché la radice quadrata della pressione è proporzionale alla portata, la radice quadrata del segnale di pressione fornisce un valore proporzionale alla portata. Vedere la Disegno 3.20.

Disegno 3.20 Conversione del segnale di retroazione

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Danfoss FC 101 Design guide [it]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual