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 |
6 |
1.1 Scopo della Guida alla Progettazione |
6 |
1.2 Versione del documento e software |
6 |
1.3 Simboli di sicurezza |
7 |
1.4 Abbreviazioni |
7 |
1.5 Risorse aggiuntive |
7 |
1.6 De€nizioni |
8 |
1.7 Fattore di potenza |
10 |
1.8 Conformità alle norme |
10 |
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 |
12 |
2.1 Personale quali€cato |
12 |
2.2 Precauzioni di sicurezza |
12 |
3 Panoramica dei prodotti |
14 |
3.1 Vantaggi |
14 |
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 |
MG18C806 |
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1 |
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 |
27 |
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 |
30 |
3.4 Considerazioni generali sull'EMC |
37 |
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) |
43 |
3.6 Corrente di dispersione verso terra |
44 |
3.7 Condizioni di funzionamento estreme |
44 |
3.7.1 Protezione termica del motore (ETR) |
45 |
3.7.2 Ingressi termistore |
45 |
4 Selezione e ordine |
47 |
4.1 Codice identi€cativo |
47 |
4.2 Opzioni e accessori |
48 |
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 |
52 |
4.3.1 Opzioni e accessori |
52 |
4.3.2 Filtri antiarmoniche |
53 |
4.3.3 Filtro RFI esterno |
54 |
5 Installazione |
55 |
2 |
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Sommario |
Guida alla Progettazione |
|
|
5.1 Installazione elettrica |
55 |
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 |
65 |
6.1 Introduzione |
65 |
6.2 Pannello di controllo locale (LCP) |
65 |
6.3 Menu |
66 |
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 fre- |
|
quenza |
82 |
6.5 Visualizzazione e programmazione dei parametri indicizzati |
82 |
6.6 Inizializzazione alle impostazioni di fabbrica |
82 |
7 Installazione e setup dell'RS485 |
84 |
7.1 RS485 |
84 |
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 |
86 |
7.2.1 Panoramica |
86 |
7.2.2 FC con Modbus RTU |
86 |
7.3 Impostazioni parametri per abilitare il protocollo |
86 |
7.4 Struttura frame messaggio protocollo FC |
86 |
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 |
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3 |
Sommario |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
7.4.13 Parole di processo (PCD) |
89 |
7.5 Esempi |
89 |
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 |
90 |
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 |
91 |
7.8 Struttura frame messaggio Modbus RTU |
91 |
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 |
96 |
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 |
97 |
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 |
100 |
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 |
4 |
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MG18C806 |
Sommario |
Guida alla Progettazione |
|
|
7.11.3 Valore di riferimento della velocità bus |
103 |
8 Speci•che generali |
104 |
8.1 Dimensioni meccaniche |
104 |
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 |
109 |
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 |
115 |
8.4 Dati tecnici generali |
117 |
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 |
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 |
Indice |
124 |
MG18C806 |
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5 |
Introduzione VLT® HVAC Basic Drive FC 101
1 |
1 |
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 efficienza ottimali.
VLT® è un marchio registrato.
1.2 Versione del documento e software
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 |
4.2x |
|
di SW e HW. |
|
|
|
|
Tabella 1.1 Versione del documento e del software
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 |
Scheda di controllo |
|
Compatibilità |
obsoleta (settimana |
nuova (settimana di |
|
software |
di produzione 33 |
produzione 34 2017 |
|
|
2017 o precedenti) |
o successive) |
|
|
|
|
|
Vecchio software |
|
|
|
(€le OSS versione |
Sì |
No |
|
3.xx e inferiori) |
|
|
|
|
|
|
|
Nuovo software |
|
|
|
(€le OSS versione |
No |
Sì |
|
4.xx o superiori) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Scheda di controllo |
Scheda di controllo |
|
Compatibilità |
obsoleta (settimana |
nuova (settimana di |
|
hardware |
di produzione 33 |
produzione 34 2017 |
|
|
2017 o precedenti) |
o successive) |
|
|
|
|
|
Scheda di potenza |
|
Sì (NECESSARIO |
|
obsoleta |
Sì (solo software |
aggiornare il |
|
(settimana di |
versione 3.xx o |
software alla |
|
produzione 33 2017 |
inferiori) |
versione 4.xx o |
|
o precedenti) |
|
superiori) |
|
|
|
|
|
|
Sì (NECESSARIO |
|
|
Scheda di potenza |
aggiornare il |
|
|
software alla |
|
||
nuova |
Sì (solo software |
||
versione 3.xx o |
|||
(settimana di |
versione 4.xx o |
||
inferiori, la ventola è |
|||
produzione 34 2017 |
superiori) |
||
o successive) |
continuamente in |
|
|
funzione a piena |
|
||
|
|
||
|
velocità) |
|
|
|
|
|
|
Tabella 1.2 Compatibilità software e hardware |
|||
6 |
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MG18C806 |
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 |
Gradi Celsius |
°F |
Gradi Fahrenheit |
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 |
|
|
fM,N |
Frequenza motore nominale |
|
|
kg |
Chilogrammo |
|
|
Hz |
Hertz |
|
|
IINV |
Corrente nominale di uscita dell'inverter |
|
|
ILIM |
Limite di corrente |
|
|
IM,N |
Corrente nominale del motore |
|
|
IVLT,MAX |
Corrente di uscita massima |
|
|
IVLT,N |
Corrente di uscita nominale fornita dal |
|
convertitore di frequenza |
|
|
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 |
|
|
ns |
Velocità del motore sincrono |
|
|
PM,N |
Potenza motore nominale |
|
|
PCB |
Scheda di circuito stampato |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
PELV |
Tensione di protezione bassissima |
|||
Regen |
Morsetti rigenerativi |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
RPM |
Giri al minuto |
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
Secondo |
|
|
|
|
|
|
|
|
TLIM |
Limite di coppia |
|
|
|
|
|
|
|
|
UM,N |
Tensione motore nominale |
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
Volt |
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabella 1.3 Abbreviazioni
1.5Risorse 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® HVAC Basic 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 flusso. 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 ufficio 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-tool- mct-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'ufficio 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.
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7 |
Introduzione |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
1 |
1 |
|
1.6 De€nizioni |
|
|
|
|
Convertitore di frequenza |
|
|
|
|
||
|
|
|
IVLT, MAX |
|
|
|
|
La massima corrente di uscita. |
|
|
|
|
IVLT,N |
|
|
|
|
La corrente di uscita nominale fornita dal convertitore di |
|
|
|
|
frequenza. |
|
|
|
|
UVLT, 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 |
arresto a ruota libera, arresto rapido, frenatura |
|
|
|
|
CC, arresto e [O„]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Gruppo 2 |
Avvio, avviamento a impulsi, inversione, avvio |
|
|
|
inverso, jog e uscita congelata. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabella 1.4 Comandi di controllo
Coppia di interruzione
Coppia |
|
<![if ! IE]> <![endif]>175ZA078.10 |
||
|
|
Coppia massima |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Giri / min.
Disegno 1.1 Coppia di interruzione
ηVLT
L'efficienza 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.
Motore
fJOG
La frequenza motore quando viene attivata la funzione jog (mediante i morsetti digitali).
fM
La frequenza motore.
fMAX
La frequenza motore massima.
fMIN
La frequenza motore minima.
fM,N
La frequenza nominale del motore (dati di targa).
IM
La corrente motore.
IM,N
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.
La corrente nominale del motore (dati di targa).
nM,N
La velocità nominale del motore (dati di targa).
PM,N
La potenza motore nominale (dati di targa).
UM
La tensione motore istantanea.
UM,N
La tensione nominale del motore (dati di targa).
RefMAX
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 impostato nel parametro 3-03 Riferimento max.
RefMIN
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.
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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 convertitore 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 |
1 1 |
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.
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1 1 Scatto bloccato
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 convertitore di frequenza si veri€ca un cortocircuito sull'uscita. È possibile annullare uno scatto bloccato scollegando la rete, 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 sicurezza personale.
Caratteristiche VT
Caratteristiche coppia variabile utilizzate per pompe e ventole.
VVC+
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 IRMS, dove I1 rappresenta la corrente fondamentale e IRMS rappresenta la corrente RMS totale comprese le correnti armoniche. Quanto minore è il fattore di potenza, tanto maggiore è la corrente di ingresso IRMS per lo stesso rendimento in kW.
1.8 Conformità alle norme
I convertitori di frequenza sono progettati in conformità alle direttive descritte in questa sezione.
1.8.1 Marchio CE
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
AVVISO!
Il marchio CE non regola la qualità del prodotto. Le speci•che tecniche non possono essere dedotte dal marchio CE.
AVVISO!
I convertitori di frequenza con una funzione di sicurezza integrata devono soddisfare la Direttiva macchine.
Direttiva UE |
Versione |
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Direttiva bassa tensione |
2014/35/EU |
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Direttiva EMC |
2014/30/EU |
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Direttiva ErP |
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Tabella 1.5 Direttive UE applicabili ai convertitori di frequenza
Le dichiarazioni di conformità sono disponibili su richiesta.
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3 × |
U |
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I |
I |
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ϕ |
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U |
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× |
1 |
× cos |
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Il fattore di potenza per la regolazione trifase: |
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Fattore di potenza = |
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3 × |
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× |
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RMS |
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Fattore di potenza |
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I |
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cos |
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I |
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da cui cos |
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= |
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I |
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ϕ1 = |
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IRMS |
ϕ1 = 1 |
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I |
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I |
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I |
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× RMS |
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2 |
2 |
I |
2 |
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In |
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RMS |
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Un |
fattore di potenza elevato indica che le di„erenti |
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= |
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1 + |
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5 + |
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7 |
+ . . + |
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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.
1.8.1.1 Direttiva bassa tensione
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,
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Guida alla Progettazione |
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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.
1.8.4 EAC |
1 |
1 |
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Disegno 1.4 Marchio EAC
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'efficienza 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
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.
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
089
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.
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.
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Sicurezza |
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2 Sicurezza
2 2
2.1 Personale quali€cato
Il trasporto, l'immagazzinamento, l'installazione, il funzionamento e la manutenzione e„ettuati in modo corretto e affidabile 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 quali€cato si intendono i dipendenti adeguatamente 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.
2.2 Precauzioni di sicurezza
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.
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.
•
•
Scollegare il convertitore di frequenza dalla rete.
Cablare e montare completamente il convertitore 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.
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Sicurezza |
Guida alla Progettazione |
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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.
Tensione [V] |
Gamma di potenza [kW |
Tempo di attesa |
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(cv)] |
minimo (minuti) |
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3x200 |
0,25–3,7 (0,33–5) |
4 |
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3x200 |
5,5–11 (7–15) |
15 |
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3x400 |
0,37–7,5 (0,5–10) |
4 |
|
|
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3x400 |
11–90 (15–125) |
15 |
|
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3x600 |
2,2–7,5 (3–10) |
4 |
|
|
|
3x600 |
11–90 (15–125) |
15 |
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Tabella 2.1 Tempo di scarica
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'apparecchiatura sia correttamente eseguita da un installatore elettrico certi•cato.
AVVISO
PERICOLO APPARECCHIATURE |
2 2 |
Il contatto con gli alberi rotanti e le apparecchiature |
elettriche può causare morte o lesioni gravi.
•Assicurarsi che soltanto personale adeguatamente 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.
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Panoramica dei prodotti |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
3 Panoramica dei prodotti
3.1 Vantaggi
3 3 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.
3.1.2Un 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.
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<![if ! IE]> <![endif]>130BA781.11 |
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A |
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100 |
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SYSTEM CURVE |
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80 |
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| <![if ! IE]> <![endif]>% |
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B |
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FAN CURVE |
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||||||
| <![if ! IE]> <![endif]>PRESSURE |
60 |
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40 |
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C |
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20 |
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0 |
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140 |
160 |
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20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
180 |
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Volume % |
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120 |
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| <![if ! IE]> <![endif]>% |
100 |
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80 |
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| <![if ! IE]> <![endif]>POWER |
60 |
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| <![if ! IE]> <![endif]>INPUT |
40 |
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20 |
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ENERGY |
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0 |
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20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
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||||||||||||
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Volume % |
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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.
14 |
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MG18C806 |
Panoramica dei prodotti |
Guida alla Progettazione |
|
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100% |
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|
<![if ! IE]> <![endif]>175HA208.10 |
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80% |
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50% |
Flusso ~n |
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Pressione~n 2 |
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25% |
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12,5% |
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Potenza ~n3 |
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n |
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50% |
80% |
100% |
Disegno 3.3 Legge di proporzionalità
Flusso : |
Q |
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= |
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n |
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Q1 |
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n1 |
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||||
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2 |
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H |
2 |
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n |
2 |
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||
Pressione : |
H1 |
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= |
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n1 |
|
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|||||
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P |
2 |
|
|
n |
2 |
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||
Potenza |
: |
P1 |
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n1 |
3 |
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|||
|
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|
2 = |
|
2 |
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|
|||
Q = Portata |
|
|
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P = Potenza |
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||||||||||
Q1 = Portata nominale |
|
P1 = Potenza nominale |
||||||||||
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Q2 = Portata ridotta |
|
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|
P2 |
= Potenza ridotta |
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H = Pressione |
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n = Controllo di velocità |
||||||
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H1 = Pressione nominale |
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n1 |
= Velocità nominale |
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|||||||||
H2 = Pressione ridotta |
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n2 |
= Velocità ridotta |
|||||||||
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|
|
|
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%.
<![endif]>130BA782.10
Discharge |
3 |
3 |
|
|
|
damper |
|
|
|
Less energy savings |
|
Maximum energy savings
IGV
Costlier installation
Disegno 3.4 I tre sistemi di risparmio energetico comuni
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.
MG18C806 |
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Panoramica dei prodotti |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
3.1.5Esempio con portata variabile su un periodo di un anno
|
|
|
Questo esempio viene calcolato sulla base delle caratteri- |
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|
stiche della pompa ottenute da una scheda tecnica |
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3 |
|
3 |
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relativa. |
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Il risultato ottenuto evidenzia nel corso di un anno risparmi |
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energetici superiori al 50% con la distribuzione della |
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portata data. Il periodo di ammortamento dipende dal |
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prezzo per kWh e da quello del convertitore di frequenza. |
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In questo esempio è inferiore a un anno se confrontato |
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con valvole e velocità costante. |
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Risparmio energetico |
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||||||
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Pshaft = Pshaft output |
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<![if ! IE]> <![endif]>175HA210.11 |
||||||
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[h] |
|
t |
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|||||
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2000 |
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|||
1500 |
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|||
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||||
1000 |
|
|
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|
|
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|
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|
|||
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||||
500 |
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|||
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Q |
100 |
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200 |
|
300 |
400 |
|
|||||||||||||
|
|
|
[m3 /h] |
|||||||||||||||||
Disegno 3.6 Distribuzione della portata nel corso di un anno
Disegno 3.7 Energia
m3/ |
Distri- |
Regolazione mediante |
Regolazione tramite |
||||
h |
buzione |
|
valvole |
convertitore di |
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frequenza |
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||
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% |
Ore |
Potenza |
Consu |
Potenza |
Consu |
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mo |
mo |
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A1 - B1 |
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kWh |
A1 - C1 |
kWh |
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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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ |
100 |
8760 |
– |
|
275,064 |
– |
26,801 |
Tabella 3.2 Risultato
16 |
Danfoss A/S © 04/2018 Tutti i diritti riservati. |
MG18C806 |
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 (flusso, livello o pressione) utilizzando il controllo PI integrato.
3.1.7Gli 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.
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.
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800 |
|
|
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<![if ! IE]> <![endif]>175HA227.10 |
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||
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|
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|
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|||||
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700 |
|
|
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|
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|||
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600 |
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4 |
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500 |
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| <![if ! IE]> <![endif]>current |
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3 |
|
3 |
|
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|
||||
400 |
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||||
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|||||||
| <![if ! IE]> <![endif]>-load |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
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|
|
|
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| <![if ! IE]> <![endif]>% Full |
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|
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||
200 |
|
|
|
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|
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|
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|
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|
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|
|
2 |
|
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|
|
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|
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|
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|
|
|
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|
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|||
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
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100 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
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|
0 |
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
12,5 |
25 |
37,5 |
50Hz |
|
|||||||||||||
Full load & speed
1VLT® HVAC Basic Drive FC 101
2Avviatori a stella/triangolo
3Avviatore statico
4Avviamento diretto in rete
Disegno 3.8 Corrente di avviamento
3.1.8L'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.
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17 |
Panoramica dei prodotti |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
3.1.9 Senza 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 3.9 Sistema di ventilazione tradizionale
18 |
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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 efficiente dal punto di vista energetico. Realizzando sistemi centralizzati invece di sistemi distribuiti, è possibile ottenere un maggiore rendimento.
L'efficienza 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.
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19 |
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
3 3 portata e la pressione richiesti dal sistema.
I dispositivi centrifughi come le ventole si comportano secondo le leggi di affinità (proporzionalità). Ciò signi€ca che per diminuire la pressione e/o la portata è sufficiente 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.
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Pressure |
|
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Cooling coil |
Heating coil |
Frequency |
signal |
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|||
|
Filter |
converter |
|
|
VAV boxes |
|
|
|
|
||
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|
Supply fan |
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D1 |
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|
3 |
|
T |
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Pressure |
|
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Flow |
transmitter |
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D2 |
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Frequency |
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converter |
Return fan |
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Flow |
|
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|
|
|
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|
|
3 |
|
|
D3 |
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|
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Disegno 3.11 Portata d'aria variabile
<![endif]>130BB455.10
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.
20 |
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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 3 3 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 ra„reddamento. Non appena la 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 sufficiente 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 affinché mantenga una portata d'aria di„erenziale €ssa anche fra le condutture di alimentazione e di ritorno.
Cooling coil |
Heating coil |
|
Temperature |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB451.10 |
|
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Frequency |
signal |
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converter |
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Filter |
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|
Supply fan |
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D1 |
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Temperature |
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transmitter |
D2 |
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Pressure |
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signal |
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Frequency |
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converter |
Return fan |
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D3 |
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Pressure |
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transmitter |
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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 efficace per creare acqua fredda. Sono più efficienti del 20% rispetto ai chiller ra„reddati ad aria. A seconda del clima, le torri di ra„reddamento costituiscono spesso il metodo più efficiente dal punto di vista energetico per ra„reddare l'acqua del condensatore dei chiller.
L'acqua del condensatore viene ra„reddata mediante evaporazione.
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Panoramica dei prodotti |
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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 soffia 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.
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3 |
3.1.17 La soluzione VLT |
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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 affinché 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.
<![if ! IE]><![endif]>130BB453.10
Frequency converter
Water Inlet
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Temperature |
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Sensor |
BASIN |
Water Outlet |
Conderser |
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Water pump |
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<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
Supply
Disegno 3.13 Ventola della torre di ra‡reddamento
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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 |
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chiller ra„reddati ad acqua e le loro rispettive torri di ra„reddamento. L'acqua fredda del condensatore assorbe il calore nel |
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condensatore del chiller e lo rilascia nell'atmosfera all'interno della torre di ra„reddamento. Questi sistemi sono il mezzo più |
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3 |
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efficiente per ottenere acqua fredda, garantendo un rendimento del 20% superiore rispetto ai chiller ra„reddati ad aria. |
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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.
Frequency |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB452.10 |
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converter |
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Water |
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Inlet |
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Flow or pressure sensor |
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BASIN |
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Water |
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
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Outlet |
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Throttling |
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Condenser |
valve |
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Water pump |
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Supply |
Disegno 3.14 Pompe del condensatore
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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 difficoltà di funzionamento o di regolazione in caso di flusso variabile. Per soddisfare queste opposte esigenze vengono realizzati gli impianti con circuito primario regolato a portata costante e
3 3 con circuito secondario regolato a portata variabile. Ciò consente a dispositivi come i chiller di mantenere un flusso d'acqua costante e di funzionare correttamente mentre il resto del sistema può funzionare a flusso variabile.
Man mano che la portata dell'evaporatore nel chiller diminuisce, l'acqua ra„reddata inizia a essere troppo fredda. In tal caso 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.
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.
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Panoramica dei prodotti |
Guida alla Progettazione |
Flowmeter |
Flowmeter |
F |
F |
| <![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
Frequency Frequency converter converter
<![endif]>130BB456.10
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 flusso costante attraverso i chiller consentendo valori di flusso 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.
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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.
3 3 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.
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|
P |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB454.10 |
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Frequency |
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converter |
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3 |
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| <![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
Frequency |
3 |
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converter |
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Disegno 3.16 Pompe secondarie
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Panoramica dei prodotti |
Guida alla Progettazione |
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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
Reference handling Remote reference
Auto mode
Hand mode
Local reference scaled to Hz
LCP Hand on, o and auto on keys
P 4-14 Motor speed
high limit [Hz]
Remote
Reference
Local
P 4-12 Motor speed low limit [Hz]
P 3-4* Ramp 1
P 3-5* Ramp 2
Ramp
100% |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB892.10 |
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0% |
To motor |
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control |
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100% |
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-100% |
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P 4-10 |
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Motor speed |
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direction |
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Disegno 3.17 Struttura ad anello aperto
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 efficienti (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 efficienza 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).
3.2.3Comando 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].
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Panoramica dei prodotti |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
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Hand |
O |
Auto |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB893.10 |
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On |
Reset |
On |
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Disegno 3.18 Tasti dell'LCP |
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3 |
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3 |
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Il riferimento locale commuta la modalità di con€gurazione ad anello aperto, indipendentemente dall'impostazione del parametro 1-00 Modo con€gurazione.
Il riferimento locale viene ripristinato allo spegnimento.
3.2.4 Struttura di controllo ad anello chiuso
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
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.
Si consideri per esempio un'applicazione con pompe nella quale la velocità della pompa deve essere controllata per 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 e„ettiva nel tubo e fornisce questo valore al convertitore di frequenza come segnale di retroazione. Se il segnale di retroazione è superiore al riferimento del setpoint, il convertitore di frequenza decelera per ridurre la pressione. Similmente, se la pressione nella conduttura è inferiore al setpoint, il convertitore di frequenza accelera automaticamente per aumentare la pressione fornita dalla pompa.
Reference |
+ |
S |
|
||
|
_ |
PI |
|
|
*[-1]
Feedback
7-30 PI Normal/Inverse
Control
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.
100% |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB894.11 |
|
|
0% |
|
Scale to |
|
To motor |
speed |
|
control |
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100% |
|
-100% |
P 4-10 |
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|
|
Motor speed |
|
direction |
Ref. |
|
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BB895.10 |
signal |
|
|
|
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|
|
Ref.+ |
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PI |
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P 20-01 |
- |
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Desired |
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FB conversion |
|
|
|
||
ow |
FB |
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P |
||
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Flow |
Flow |
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|
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|
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FB |
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|
|
P |
|
|
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signal |
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P |
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Disegno 3.20 Conversione del segnale di retroazione
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