HVAC Sürücülerle Enerji Verimliliği

15 Temmuz 2010 | TEKNİK MAKALE 1. Sayı (Mayıs - Haziran 2010)

Mehmet Sönmez / ABB Elektrik San. A.Ş. Standart Sürücüler Ürün Müdürü HVAC sürücü uygulaması ile enerji verimliliği maksimize ediliyor ve bina kullanıcılarına konforlu bir ortam sağlanıyor...
Mehmet Sönmez / ABB Elektrik San. A.Ş. Standart Sürücüler Ürün MüdürüGünümüzde otel, ofis, hastane, okul, alışveriş merkezi gibi kompleks binaların sayılarında önemli artışlar oluyor ve sektördeki yatırımlar hızla devam ediyor. Son teknolojiyle donatılmış bu binalar "Akıllı Binalar" olarak adlandırılıyor ve yaklaşık olarak orta ölçekli bir endüstri kuruluşunun toplam enerji tüketimine eşdeğer düzeyde bir tüketime sahipler. Binalardaki genel elektrik enerjisi tüketim karakteristiklerine bakıldığında, en önemli tüketim kısmını HVAC olarak adlandırılan ısıtma, soğutma, havalandırma sistemleri teşkil ediyor ve fan/pompa uygulamaları elektrik enerjisi tüketiminde en büyük payı içeriyor.

Motor devrini kontrol eden AC sürücüler, bir HVAC sisteminde çalışma veya yaşam alanlarının hava kalitesini sağlamak ve korumak açısından büyük öneme sahipler. AC sürücüler, geleneksel metotlara kıyasla "sistem kontrolü", "düşük gürültü seviyesi" ve "enerji tasarrufu" gibi konularda birçok üstünlük sağlıyor. Sürücülerin binalardaki genel uygulama alanları ise besleme fanı, geri dönüş fanı, soğutma sistemi fanları, sirkülasyon pompası ve hidrofor sistemleri olarak özetlenebilir.

ABB'nin HVAC uygulamaları için geliştirdiği ACH550 AC sürücüler, konforlu çalışma ve yaşam alanları sunarken, sağladığı enerji tasarrufuyla doğanın korunmasına da yardımcı oluyor. Sürücülerin kullanılmasının en büyük faydası, sabit hızda çalışan motor uygulamalarına göre, enerji tasarrufu fırsatlarının bulunması. Sürekli tam hızda çalışan bir elektrik motorunda bir AC sürücünün kullanılması, talebe bağlı olarak motor hızının değiştirilebilmesini sağlıyor. Çoğunluğunu fan ve pompaların oluşturduğu HVAC uygulamalarında, fan ve pompaların lineer olmayan yapısı gereği güç tüketimi, hızın küpü ile orantılı olarak değişiyor ve AC sürücüler ile enerji faturalarında yüzde 20 ile yüzde 50 arası bir azalma sağlanabiliyor. Yani hızın yüzde 20 oranında düşürülmesi ile yüzde 50'lere varan tasarruf imkanı mümkün. Bununla birlikte sürücüler, sağladığı enerji tasarrufuyla yatırım maliyetlerini bir-iki yıl içerisinde amorti edebiliyor.

ACH550 HVAC sürücü ile standart olarak enerji verimliliği analizlerinde kullanılmak üzere, entegre tasarruf hesaplayıcıları ve PC yazılımları sunulabiliyor ve bu sayede hızlı bir şekilde nerede ve ne kadar enerji tasarrufu elde edilebileceği hesaplanabiliyor. Enerji tasarruf yazılımları "PumpSave" ve "FanSave", sürücü uygulamalarının geri dönüş süresinin etkin bir şekilde hesaplanabilmesine ve kazanç değerini yıllık bazda kWh, para birimi (TL, Euro, Dolar vs.), CO2 azalımı şeklinde verilmesine olanak sağlıyor.

ABB, geçmiş 30 yılda dünya çapında milyonlarca AC sürücüyü kullanıcılara sundu. 2008 yılında, devreye alınan sürücüler baz alındığında, elektrik tüketiminde 170 TWh azalma sağlandı. Bu tüketim, fosil yakıt kullanılarak üretilmiş bir enerji olsaydı, yaklaşık 140 milyon ton CO2 salımı olacaktı. Bu değer de yaklaşık 35 milyon üzerinde aracın yaymış olduğu CO2 emisyonuna eşdeğer.

Enerji Kalitesinin Maksimize Edilmesi

Binalarda enerji kalitesi terimi de enerji verimliliğiyle birlikte dikkate alınıyor ve bu konudaki en yaygın kalite problemleri ise harmonik ve elektromanyetik yayılımlardan kaynaklanıyor. Gerilim-akım harmonikleri düşük frekanslı bileşenlerdir ve tipik harmonik frekansı 100-200 Hz'dir. EMC (Electromagnetic Compability) frekansı ise 150 kHz'den başlıyor ve bu sebeple harmonik ve EMC yayılım birbirinden bağımsız olarak değerlendiriliyor. 

Bir akıllı binada sürücüler bina otomasyon sistemi ile entegre bir şekilde çalıştığından, sürücünün yaymış olduğu elektromanyetik yayılımdan korunulması için sürücülerde mutlaka bina ortamına uygun EMC filtre standart olmalı. Olmadığı durumlarda bina otomasyon sistemlerindeki haberleşmede problemlere yol açıyor ve sürücü-motor arası kablo mesafesini etkiliyor. ABB HVAC Sürücü, standart olarak dahili EMC filtresine sahip ve CE için gerekli olan Avrupa Birliği Elektro Manyetik Uyumluluk yönergesiyle uyumlu. Ayrıca, ekleriyle birlikte 89/336/EEC EMC yönergesi ve EN 61800-3 Sınıf C2 ürün standardını (1. çevre, kısıtlı dağıtım) sağlıyor.

Harmonik akımlar ise, elektrik şebekesindeki kirlilik biçimleridir. Harmonikler; aydınlatmada titremelere, bozulan bilgisayarlara ve elektrik ekipmanının aşırı ısınması gibi birçok istenmeyen sonuca yol açabiliyor. HVAC Sürücü, zorunlu (Şubat 2008) Ekipman Standardı IEC/EN 61000-3-12: Harmonik Akım Limitleri ile uyumludur. Bu Avrupa standardı, elektrik şebekesine bağlı ürünlerin ürettiği harmonik akımlarla ilgili katı sınırlamalar koyuyor.

Sürücülerin, Bina Yönetim Sistemine Entegrasyonu

HVAC, bina otomasyon sistemleri denildiğinde akla ilk gelen ve genelde binalarda ilk aşamada kontrol edilmesi ve izlenmesi istenen sistemdir. Çünkü binadaki enerjinin tüketiminin büyük kısmını bu sistemlerdeki fan ve pompa sistemleri harcıyor.

Son yıllarda bina otomasyon sistemlerinde haberleşme konusunda büyük gelişmeler yaşanıyor. HVAC, aydınlatma, enerji, yangın v.b. bina otomasyon sistemleri tek bir çatı altında toplanıp birbirleriyle entegre biçimde haberleşebiliyor. Bu oluşumla birlikte açık sistemler ve protokol terimleri de, gün geçtikçe bina otomasyon sistemlerindeki yerini alıyor. Açık sistemler BMS (Building Management System)'deki tüm cihazların veya sistemlerin akıllı olduğu ve birbirleriyle gerektiğinde haberleşebildikleri bir çevre olarak tanımlanabiliyor. "Açık Sistemlerin" ana fikirlerinden biri, firma ve ürün bağımlılığını ortadan kaldırmak, sistemleri tam anlamıyla haberleşme açısından açık hale getirmektir.

HVAC sistemlerinde kullanılan AC sürücülerin de haberleşme altyapısına sahip olmaları isteniyor. Özellikle BMS sistemlerinde yoğun olarak kullanılan BACnet, N2, FLN ve Modbus protokolleri ACH550 sürücü ile birlikte standart olarak sağlanıyor. Özellikle Amerikan Tesisat Mühendisleri Derneği (ASHRAE) tarafından geliştirilen bir standart olan BACnet, Türkiye de dahil birçok ülkede farklı uygulamalarda kullanılıyor ve kolay haberleşme altyapısıyla birlikte kullanım alanları giderek artıyor.

Sonuç olarak, binalardaki HVAC sürücü uygulaması ile enerji verimliliği maksimize ediliyor ve bina kullanıcılarına konforlu bir ortam sağlanıyor.

 

---

R E K L A M