HVAC 시스템을 위한 VFD의 장점

건물의 HVAC(난방, 환기, 공조) 시스템에서 사용된 가장 성공적인 에너지 관리 도구 중 하나가 VFD(가변 주파수 구동)입니다 LG 휘센 시스템에어컨.

지난 20년 동안 VFD는 다양한 가변 부하 애플리케이션에서 팬 및 펌프 모터에 성공적으로 설치되었습니다. 기존의 정속 애플리케이션을 사용하는 것과 비교하여 절약된 에너지는 최대 35%~50%입니다. 그리고 투자 수익 기간은 6개월~2년입니다.

아파트의 HVAC 시스템 3D 모델

VFD를 사용하는 초기 기기는 모터의 전력 한계로 인해 제한되었지만, 오늘날 VFD는 상업용 및 주거용 건물의 모든 HVAC 기기에 설치할 수 있습니다. 새로운 VFD는 이전 세대보다 더 높은 전압에서 작동할 수 있어 최대 500마력의 모터에 대해 준비되고 안정적이며 가변적인 전력 공급을 제공합니다.

이전에 VFD는 또한 저전력으로 인해 배전 커패시터 시설을 방해하고 전력 회사가 비용 벌금을 부과할 수 있었습니다. 이제 VFD는 모터의 전체 속도 범위에서 거의 일정한 전력으로 작동할 수 있습니다.

또 다른 작동 소음 문제도 수정되었습니다. 부하에 따라 드라이브의 출력 주파수가 감소함에 따라 모터의 적층으로 인한 진동 소음이 모터를 통해 건물 내부 공간으로 쉽게 전달될 수 있습니다. 하지만 이제 드라이브가 더 높은 주파수에서 작동하여 작동 소음이 인간의 가청 범위를 넘어섭니다. 이는 단지 예일 뿐입니다. 그리고 VFD는 지속적으로 발전하고 있습니다.

VFD의 다양한 장점과 사용 가능한 기기의 증가로 인해 VFD는 더욱 유용하고 강력하다는 것이 입증되었습니다.

VFD를 사용하는 가장 중요한 이점은 에너지 절약입니다. 시스템 용량을 일년 내내 실제 부하와 일치시킴으로써 HVAC 시스템 모터의 에너지 소비를 절약하는 목표가 달성됩니다.

또 다른 이점은 모터의 마모가 줄어든다는 것입니다. 유도 모터가 시동되면 정상적으로 작동할 때보다 더 많은 전류를 소모합니다. 이 전류 서지는 모터의 전체 작동 전류의 3~10배가 될 수 있으며, 모터 권선과 기타 구성 요소에 열과 응력을 생성합니다. 잦은 시동과 정지는 모터의 조기 고장으로 이어질 것입니다.

반면, 모터가 VFD에 연결되면 매우 낮은 주파수와 낮은 전압이 적용됩니다. 두 장치 모두 제어된 속도로 점차 정상화되어 모터의 서비스 수명이 연장됩니다.

VFD는 또한 기기를 보다 정밀하게 제어합니다. 예를 들어, 고층 빌딩은 건물의 모든 층에서 적절한 수압을 유지하기 위해 가정용 수도에 부스터 펌프 시스템을 사용합니다. 이를 통해 기존 펌프 제어는 압력을 범위 내로 유지하지만 VFD는 에너지 요구 사항과 펌프 마모를 줄이는 동시에 더 광범위한 유량을 보다 정밀하게 제어할 수 있습니다.

3상 유도 모터는 HVAC 애플리케이션을 구축하는 데 가장 일반적으로 사용되지만 일부 소규모 애플리케이션에서는 단상 유도 모터를 사용할 수도 있습니다. 두 가지 모두 VFD로 설치할 수 있습니다.

VFD 컨트롤러는 많은 분야에서 사용할 수 있지만, 가변 속도가 필요한 애플리케이션에서 가장 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, VFD를 사용하여 유량을 변경합니다. HVAC 시스템을 구축하는 데 사용되는 펌프는 건물 부하에 맞는 유량을 생성할 수 있습니다. 마찬가지로, 가정용 온수 및 냉수 시스템과 같이 유량에 관계없이 일정한 압력이 필요한 시스템에서는 압력 설정 지점으로 제어되는 VFD가 대부분의 필요한 수준에서 압력을 유지할 수 있습니다.

대부분의 상업용 및 공공 HVAC 시스템은 조절된 공기를 분배하기 위해 가변 풍량 팬 시스템을 사용하며, 대부분 팬 시스템의 가변 흡입 베인과 가변 풍량 박스로 제어됩니다. 부하가 감소함에 따라 가변 풍량 박스가 닫히고 시스템의 정압이 증가합니다. 팬의 컨트롤러는 이 증가를 감지한 다음 흡입 블레이드를 닫습니다. 이러한 유형의 제어 시스템을 사용하면 시스템 팬 에너지 요구 사항이 줄어들지만 VFD가 있는 시스템만큼 효율적이거나 정확하지 않습니다.