Ottimizzazione di ventilatori e VFD

I ventilatori muovono aria per ventilazione, combustione, asciugatura e raffreddamento — e, come le pompe, sono spesso controllati con una dannosa serrandatura. Come gli azionamenti a velocità variabile e una migliore progettazione del sistema riducono l'energia dei ventilatori.

I ventilatori seguono le stesse regole delle pompe

Ventilatori e pompe sono entrambi macchine rotanti che muovono un fluido contro una resistenza, e sprecano energia negli stessi modi. Una grande quota dell'elettricità industriale serve a muovere aria — per ventilazione, combustione, asciugatura, trasporto e raffreddamento — e gran parte di essa è controllata in modo inefficiente. Come per le pompe, la macchina raramente è il problema principale; lo sono il metodo di controllo e il sistema.

Poiché i ventilatori funzionano spesso in continuo e sono frequentemente sovradimensionati per condizioni di caso peggiore che raramente si verificano, il divario tra come funzionano e come potrebbero funzionare è di solito ampio.

Le serrande sprecano, il controllo della velocità risparmia

Il modo tradizionale per ridurre la portata d'aria è chiudere una serranda, strozzando l'aria mentre il ventilatore continua a girare a piena velocità. L'energia persa attraverso quella serranda è puro spreco. Le leggi dei ventilatori spiegano perché il controllo della velocità è molto migliore: la portata d'aria cala in proporzione alla velocità, ma la potenza assorbita da un ventilatore cala all'incirca con il cubo della velocità. Rallentare un ventilatore del 20% può ridurne la potenza di circa la metà.

Installare un azionamento a velocità variabile e adeguare la velocità del ventilatore alla domanda reale — anziché serrandare via l'eccedenza — è quindi una delle misure energetiche più efficaci sui sistemi di trattamento aria a carico variabile.

Dimensionamento corretto ed effetto sistema

I ventilatori sovradimensionati funzionano in modo inefficiente e rumoroso, e la capacità in eccesso viene di solito serrandata via. Dimensionare il ventilatore al servizio reale, anziché a un prudente caso peggiore, evita quello spreco incorporato. Altrettanto importante è come il ventilatore è installato: curve brusche, scarse condizioni in aspirazione e canalizzazioni mal progettate vicino al ventilatore creano perdite per 'effetto sistema' che costringono il ventilatore a lavorare più duramente di quanto suggeriscano i calcoli sul condotto.

Migliorare le condizioni in aspirazione e mandata, raccordare le transizioni dei condotti e rimuovere le restrizioni superflue riducono tutti la resistenza che il ventilatore deve vincere, permettendo a un ventilatore più piccolo o più lento di erogare la stessa aria.

Dove va l'aria

Come per l'aria compressa, l'aria più economica da muovere è quella che non si muove. La ventilazione che funziona a pieno regime quando gli ambienti sono vuoti, l'aspirazione dimensionata per il picco che funziona al picco tutto il giorno e le perdite nelle canalizzazioni sprecano tutte continuamente energia del ventilatore. Il controllo basato sulla domanda — che collega la velocità del ventilatore a temperatura, presenza o necessità di processo — garantisce che il sistema eroghi solo ciò che serve, quando serve.

Sigillare le perdite nei condotti e mantenere puliti filtri e batterie conta altrettanto: un filtro intasato aumenta la resistenza e assorbe più potenza per la stessa portata d'aria.

Controllo, manutenzione e monitoraggio

I maggiori risparmi sui ventilatori derivano da un buon controllo: un azionamento a velocità variabile collegato a un sensato segnale di domanda, così che il ventilatore adegui in continuo l'output alla necessità. Oltre a ciò, la manutenzione ordinaria — filtri e batterie puliti, corretta tensione delle cinghie o trasmissione diretta, giranti equilibrate — mantiene il ventilatore vicino alla sua efficienza di progetto.

Monitorare l'energia del ventilatore insieme a portata d'aria e pressione rivela la deriva e conferma che le modifiche al controllo abbiano davvero fatto risparmiare energia. Combinato con il monitoraggio delle condizioni per intercettare precocemente i guasti di cuscinetti e squilibrio, questo trasforma il trattamento aria da costo fisso a sistema gestito e ottimizzato.

Frequently asked questions

Perché un VFD è migliore di una serranda per il controllo del ventilatore?

Una serranda strozza la portata d'aria mentre il ventilatore continua a girare a piena velocità, sprecando energia attraverso la restrizione. Un azionamento a velocità variabile rallenta il ventilatore per adeguarsi alla domanda e, poiché la potenza del ventilatore cala all'incirca con il cubo della velocità, una piccola riduzione di velocità riduce nettamente la potenza — molto più della serranda.

Quali sono le leggi dei ventilatori?

Descrivono come le prestazioni di un ventilatore cambiano con la velocità: la portata d'aria cambia in proporzione alla velocità, la pressione con il quadrato della velocità e la potenza con il cubo della velocità. La relazione cubica è il motivo per cui rallentare un ventilatore per adeguarsi alla domanda fa risparmiare tanta energia rispetto alla parzializzazione.

Come riduco il consumo energetico dei ventilatori?

Sostituisci il controllo a serranda con azionamenti a velocità variabile sui carichi variabili, dimensiona i ventilatori al servizio reale, correggi le scarse condizioni di aspirazione e dei condotti che aggiungono resistenza, collega la velocità del ventilatore alla domanda reale, sigilla le perdite nei condotti, mantieni puliti filtri e batterie e monitora l'energia rispetto alla portata d'aria.

Guide correlate

Software that helps