В жилом и коммерческом секторах, как и на промышленных объектах преобразователи частоты (т.н. «частотники») помогают решать ряд технических, технологических, эксплуатационных и финансово-экономических задач, причем:

• жилой сектор в нашей стране пока достаточно неактивный в интеграции комплектных преобразователей из-за их сравнительно высокой стоимости и, соответственно, больших сроков окупаемости, хотя:

  • по статистике на энергоснабжение систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых зданиях даже современных проектов приходится от 40 до 60 процентов общего потребления энергии;
  • с учетом косвенных выгод (снижение износа механики привода, увеличение срока службы оборудования, нивелирование высоких пусковых токов с их негативами и пр.) в ряде ситуаций переход на управляемый (по скорости) привод будет целесообразным.

  Условное исключение в жилом секторе формируют многоэтажные дома, комплексы во владении жильцов на праве общей долевой собственности с прогрессивными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (Heating, Ventilation, & Air Conditioning - HVAC), а также коттеджные поселки, крупные садоводческие товарищества, где используются системы водоотведения к локальным очистным сооружениям (см. о частотных преобразователях в системах водоотведения и водоочистки здесь), современные системы ирригации (более детально о частотных преобразователях в системах ирригации в этом материале) (ссылка на 11), а иногда и системы кондиционирования с переменным расходом воздуха (Variable Air Volume - VAV) и потоком хладоагента (Variable Refrigerant Flow - VRF) (см. ниже);

• аэропорты, ж/д и автовокзалы, гостиницы, торговые, торгово-развлекательные, спортивные центры, офисные комплексы и банки используют частотно регулируемые приводы (variable frequency drives – VFD), как правило с ШИМ преобразователем (РWM-type variable voltage variable frequency - VVVF) в транспортерах (эскалаторы, лифты), HVAC системах, водоснабжении (насосные станции повышения давления), водоотведении и т.д.

  Причем, если, например, только на вентиляцию и кондиционирование на промышленных объектах уходит более 15 % всей, потребляемой объектом электроэнергии, то в коммерческом секторе не менее половины (см. более детально об основных проблемах систем вентиляции и способах их устранения в этом материале).

Усугубляет ситуацию популярный сегодня маркетинговый подход к продажам, когда вместо формализованных стандартами технико-экономических, эксплуатационных характеристик с помощью эпитетов и голословных, часто абсурдных заявлений описываются особенности и преимущества продукции технического назначения.

Частотные преобразователи в жилом и коммерческом секторах.

Согласно статистике последнего десятка лет значительная доля электроэнергии в современных жилых и коммерческих, муниципальных зданиях (соответственно 26–40 % и 40-60%) потребляется системами вентиляции и кондиционирования (в холодных регионах им системами отопления), основная задача которых – обеспечить показатели температуры, влажности, чистоты и потока воздуха внутри здания и отдельных помещений на уровне, требуемом для комфорта и здоровья людей.

В жилом секторе традиционные оконные кондиционеры вытесняются сплит-системами, в новых многоэтажках – центральными установками с чиллерами воздушного или водяного охлаждения, причем основные компоненты установок (испаритель, компрессор, конденсатор с воздушным или водяным охлаждением, расширительное устройство, фильтры) включая электропривод обычно собираются и тестируются на заводах-изготовителях, а потому при необходимости и целесообразности могут быть усовершенствованы до систем или агрегатов с переменным объемом воздуха (Variable Air Volume - VAV) с помощью частотно регулируемых приводов путем модернизации.

В коммерческом и муниципальном секторах установки центрального кондиционирования с чиллерами, фанкойлами, градирнями (мульти-сплит-системы), а также (уже) единичные сплит-кондиционеры начинают вытесняться современными системами переменного расхода хладагента (Variable Refrigerant Flow - VRF).

Особенности VAV систем.

Простейшая система VAV включает в себя один приточный канал, который в режиме охлаждения распределяет воздух при температуре около 13 °C, а поскольку температура приточного воздуха постоянна, скорость воздушного потока должна изменяться в соответствии с возрастающими и уменьшающимися потребностями или потерями тепла в обслуживаемой зоне.

Регулирование производительности вентилятора сегодня осуществляется с помощью современных электронных частотно-регулируемых приводов, что снижает энергопотребление, потребляемое вентиляторами. Однако расход воздуха в каждой зоне должен тоже регулироваться, что выполняется с помощью приводов воздушных заслонок (клапанов), обычно размещаемых в VAV-блоке, который подключается либо к местной, либо к центральной системе управления (ПЛК более высокой иерархии)

Без надлежащего и быстрого регулирования расхода воздуховоды системы и/или ее уплотнения могут быть легко повреждены из-за избыточного давления, а потому вентилятор поддерживает постоянное статическое давление в нагнетательном канале независимо от положения воздушных заслонок – (упрощенно) когда заслонки закрываются, вентилятор замедляет или ограничивает количество воздуха, поступающего в приточный канал и наоборот, при открывании заслонок вентилятор ускоряется и пропускает больше воздуха в воздуховод, поддерживая постоянное статическое давление

Особенности VRF систем.

Системы VRF аналогичны мульти-сплит-системам, которые соединяют одну наружную секцию с несколькими внутренними, однако если мульти-сплит-системы полностью выключаются или включаются по сигналу контроллера, то системы VRF постоянно регулируют поток хладагента к каждому внутреннему блоку.

Управление достигается за счет непрерывного изменения расхода хладагента через клапан-заслонку с приводом с импульсной модуляцией, открытие которого определяется микропроцессором, получающим информацию от терморезисторных датчиков в каждом внутреннем блоке. Внутренние блоки соединены проводом управления с наружным блоком, который реагирует на изменение потребности регулированием скорости привода компрессора в соответствии с заданными требованиями к охлаждению и/или отоплению.

Системы VRF более энергоэффективные по сравнению с обычными установками (потребляют на 11-17% меньше электроэнергии), а современные компрессоры с частотными преобразователями при несколько более высокой стоимости позволяют эксплуатировать до 48 или более внутренних блоков (от одного наружного в зависимости от мощности электродвигателя и частотника) с диапазоном регулирования подачи от 6% до 100%.