Tváří v tvář kolísajícím cenám energií a stále přísnějším předpisům na ochranu životního prostředí hledá nespočet odvětví udržitelnější a energeticky účinnější technická řešení. Vzduchotechnika není výjimkou z tohoto trendu, ale oproti mnoha jiným sektorům má jednu klíčovou výhodu – jsou pro ni již dostupné výkonné a energeticky účinné technologii v podobě motorů s permanentními magnety (PM) ve spojení s frekvenčními měniči (VFD).
Tváří v tvář kolísajícím cenám energií a stále přísnějším předpisům na ochranu životního prostředí hledá nespočet odvětví udržitelnější a energeticky účinnější technická řešení. Vzduchotechnika není výjimkou z tohoto trendu, ale oproti mnoha jiným sektorům má jednu klíčovou výhodu – jsou pro ni již dostupné výkonné a energeticky účinné technologii v podobě motorů s permanentními magnety (PM) ve spojení s frekvenčními měniči (VFD).
Tato regulace je přísnější než většina jiných, ale odráží širší posun směrem k úspoře energie. Je ukazatelem podobných trendů pozorovaných po celém světě, jako jsou evropské předpisy o ekodesignu, které ukládají minimální standardy účinnosti pro systémy motorů a měničů. Stále více těchto mezinárodních nařízení vstupuje v platnost a zásadním způsobem mění způsob navrhování, provozování a údržby systémů HVAC po celém světě, což klade větší důraz na výkonné energeticky úsporné technologie.
Frekvenční měniče a motory s PM
Jedním z klíčových prvků pro splnění těchto předpisů je použití frekvenčních měničů, které hrají klíčovou roli při zvyšování provozní účinnosti systémů HVAC optimalizací výkonu komponent, jako jsou vstupní ventilátory, kompresory a čerpadla.
Například u ventilátorů mohou měniče řídit průtok vzduchu tak, aby odpovídal konkrétním potřebám vytápění nebo chlazení. U kompresorů dokáží přizpůsobit chladicí výkon měnícímu se tepelnému zatížení, čímž zajišťují efektivní využití energie a udržení ideálního vnitřního klimatu i při kolísavých podmínkách. Podobně v hydronických soustavách dolaďují měniče průtoky čerpadel na základě požadavků v reálném čase, čímž zvyšují účinnost soustavy a přispívají k významným úsporám energie.
Díky začlenění frekvenčních měničů pracují systémy HVAC efektivněji, hospodárněji a spolehlivěji, což je v souladu s moderními ekologickými a energetickými normami, a to se ještě zlepšuje, když využívají také motory s PM.
Tradiční asynchronní motory pracují tak, že část výkonu dodávaného do motoru vytváří magnetické pole, které zajišťuje točivý moment motoru. Motory s PM využívají permanentní magnety na rotoru, které vytvářejí trvalé magnetické pole, a šetří tak energii, která se v asynchronním stroji spotřebovává pro tento účel. To znamená, že jsou schopny nabídnout vysokou účinnost a výjimečný výkon při různých otáčkách a zatíženích, což ve spojení s vylepšenou regulací, kterou nabízejí měniče, vede k synergii, která díky „zákonu podobnosti“ výrazně zvyšuje celkovou účinnost systému.
Podobnost z hlediska účinnosti
Zákony podobnosti jsou principy dynamiky tekutin, které popisují, jak změny otáček čerpadla nebo ventilátoru ovlivňují průtok, tlak a spotřebu energie. Konkrétně je průtok kapaliny přímo úměrný otáčkám čerpadla, zatímco vytvářený tlak nebo výtlak roste se čtvercem otáček. Nejvýznamnější je, že spotřeba energie je úměrná třetí mocnině poměru otáček – roste strměji exponenciálně.
Tento exponenciální vztah znamená, že i mírné snížení rychlosti může vést k výraznému snížení spotřeby energie. Například snížení otáček ventilátoru o pouhých 20 % může vést ke snížení spotřeby energie o téměř 50 %.
V systémech HVAC dovoluje provozovatelům možnost přesného řízení otáček propojením frekvenčních měničů a motorů s PM plně využít potenciál zákonu podobnosti. Tento přesně přizpůsobený přístup nejen optimalizuje spotřebu energie, ale také zvyšuje celkovou účinnost a životnost systému, což vede k úspoře nákladů a snížení dopadu na životní prostředí.
Technický rozvoj
Potenciál, který motory s PM nabízejí, je znám již desítky let, ale tradičně byly drahou volbou kvůli relativně vyšším nákladům a potřebě zařízení pro otáčkovou zpětnou vazbou (známých také jako enkodéry) pro efektivní řízení. Nyní, díky pokrokům v algoritmech řízení motorů, může měnič ovládat motor s PM bez enkodéru, což snižuje náklady.
Vzhledem k tomu, že náklady spojené s výrobou a implementací motorů s PM stále klesají, stávají se tyto motory schůdnější variantou pro široké použití v celém odvětví HVAC. Cenová dostupnost v kombinaci s vynikajícími provozními charakteristikami činí motory s PM stále atraktivnější volbou pro moderní systémy HVAC.
Tato změna nejen podporuje globální cíle úspory energie, ale také odpovídá ekonomickým zájmům podniků a spotřebitelů, kteří hledají snížení nákladů na energii a zvýšení spolehlivosti systému.