지난 20년 동안 VFD는 다양한 가변 부하 응용 분야의 팬 및 펌프 모터에 성공적으로 설치되었습니다. 기존의 정속 애플리케이션을 사용할 때보다 에너지가 최대 35~50% 절약됩니다. 그리고 투자 회수 기간은 6개월~2년이다.
아파트 HVAC 시스템의 3D 모델
VFD를 사용하는 초기 기기는 모터의 전력 제한으로 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 즉시 사용할 수 있고 안정적인 가변 전원 공급 장치를 제공합니다.
이전에 VFD는 또한 저전력으로 인해 배전 커패시터 시설을 방해하고 전력 회사가 비용 벌금을 부과할 수 있는 문제를 겪었습니다. 이제 VFD는 모터의 전체 속도 범위에 걸쳐 거의 일정한 전력으로 작동할 수 있습니다.
작동 소음의 또 다른 문제도 수정되었습니다. 부하에 따라 드라이브의 출력 주파수가 감소함에 따라 모터의 적층으로 인한 진동 소음이 모터를 통해 건물 내부 공간으로 쉽게 전달될 수 있습니다. 그러나 이제 드라이브는 더 높은 주파수에서 작동하므로 작동 소음이 사람이 들을 수 있는 범위보다 커집니다. 그것은 단지 예일 뿐입니다. 그리고 VFD는 지속적으로 발전하고 있습니다.
VFD의 다양한 장점부터 사용 가능한 기기의 수 증가에 이르기까지 VFD는 훨씬 더 유용하고 강력한 것으로 입증되었습니다.
VFD 사용의 가장 중요한 장점은 에너지 절약입니다. 시스템 용량을 일년 내내 실제 부하와 일치시킴으로써 HVAC 시스템 모터의 에너지 소비를 절감한다는 목표가 달성됩니다.
또 다른 이점은 모터 마모가 줄어든다는 것입니다. 유도전동기는 기동하면 정상적으로 동작할 때보다 더 많은 전류를 소모합니다. 이러한 전류 서지는 모터의 전체 작동 전류의 3~10배에 달할 수 있으며, 이는 모터 권선 및 기타 구성 요소에 열과 스트레스를 발생시킵니다. 빈번한 시동과 정지는 모터의 조기 고장을 초래합니다.
반대로 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 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 고층 건물에서는 건물의 모든 층에서 적절한 수압을 유지하기 위해 가정용 물용 부스터 펌프 시스템을 사용합니다. 이로 인해 기존 펌프 제어는 압력을 일정 범위 내로 유지하지만 VFD는 에너지 요구 사항과 펌프 마모를 줄이면서 더 넓은 범위의 유량에 대해 보다 정밀한 제어를 유지할 수 있습니다.
3상 유도 모터는 건물 HVAC 응용 분야에서 가장 일반적으로 사용되지만 일부 소규모 응용 분야에서는 단상 유도 모터를 사용할 수도 있습니다. 둘 다 VFD와 함께 설치할 수 있습니다.
VFD 컨트롤러는 다양한 분야에서 사용될 수 있지만 가장 큰 이점을 얻을 수 있는 것은 가변 속도가 필요한 애플리케이션입니다. 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 설정점으로 제어되는 VFD가 가장 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 베인 및 가변 풍량 상자에 의해 제어됩니다. 부하가 감소하면 가변 풍량 상자가 닫히고 시스템의 정압이 증가합니다. 팬 컨트롤러는 이러한 증가를 감지한 다음 흡입구 블레이드를 닫습니다. 이러한 유형의 제어 시스템을 사용하면 시스템 팬 에너지 요구 사항이 줄어들지만 VFD가 있는 시스템만큼 효율적이거나 정확하지는 않습니다.
VFD는 가변 냉매 흐름 시스템에도 사용할 수 있습니다. 이 시스템은 하나 이상의 압축기를 여러 증발기에 공급하는 공통 냉매 공급 시스템에 연결합니다. 공기 배관 대신 냉매를 사용하면 에너지 요구량의 분배가 크게 줄어듭니다.
증발기 수요에 따라 압축기 부하가 지속적으로 변화하기 때문에 VFD를 사용하여 부하에 맞게 압축기 속도를 제어함으로써 부분 부하 조건에서 에너지 수요를 줄입니다.
HVAC(Heating, Ventilating and Air Conditioning)는 주제와 기술뿐만 아니라 이와 관련된 산업 및 분야를 나타냅니다. 열전달, 공학적 열역학, 유체역학을 기본이론으로 하여 인류에게 보다 쾌적한 작업 및 생활환경을 제공하는 것이 HVAC 공학의 연구개발 방향입니다.