Controller HVAC
I ventilatori AC sono dotati di un motore asincrono (motore AC). I motori AC sono stati predominanti nelle applicazioni industriali e nell'industria HVAC. A causa della vasta gamma di variatori di velocità e soluzioni di controllo sempre più intelligenti, le possibili applicazioni sembrano infinite. I motori AC sono estremamente affidabili e molto robusti. Richiedono scarso o nessun mantenimento e, se si guastano, sono facili da riparare. I motori AC sono lo standard del settore e sono quindi ampiamente disponibili in una gamma di potenze molto ampia.
I motori AC hanno solitamente un rotore a gabbia di scoiattolo. La corrente elettrica alternata che scorre attraverso gli avvolgimenti dello statore genera un campo magnetico rotante. Questo campo magnetico statorico induce correnti negli avvolgimenti del rotore (legge di Faraday dell'induzione). Queste correnti elettriche negli avvolgimenti del rotore generano il campo magnetico del rotore. I due campi magnetici si attraggono reciprocamente, facendo seguire al rotore il campo statorico rotante. Questo principio fa ruotare un motore elettrico.
Motori controllabili in tensione
I motori controllabili in tensione sono motori AC la cui velocità può essere controllata riducendo la tensione. Quando viene applicata la tensione nominale, il motore funziona a una velocità elevata. Quando la tensione del motore viene ridotta, il motore rallenta di conseguenza. Quando la tensione del motore diminuisce, diminuisce anche la coppia massima del motore. Finché il motore rimane sufficientemente potente per guidare il carico, la velocità del motore può essere controllata riducendo la tensione. Notare che non tutti i motori AC sono controllabili in tensione.
Sistema di Controllo Climatico
Un sistema che gestisce e regola il funzionamento degli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria all'interno degli edifici è noto come controllore HVAC (Riscaldamento, Ventilazione e Aria Condizionata). Questi dispositivi o sistemi mirano a mantenere un ambiente interno confortevole e controllato, mentre si massimizza l'efficienza energetica. Essi sono disponibili in diverse configurazioni: con o senza display incorporato, progettati per il montaggio a parete o su rotaia DIN, e possono essere controllati tramite una tastiera a 3 pulsanti o tramite una piattaforma online come SenteraWeb. Possono gestire sia motori AC che motori EC.
Perché è necessario controllare la velocità del ventilatore?
Un motore a piena velocità è rumoroso, consuma molta energia, costa denaro e aumenta le perdite di calore. Se riduciamo la velocità del ventilatore, il motore farà meno rumore, consumerà meno energia e ciò ridurrà a sua volta i costi operativi del sistema di ventilazione. Tutto ciò serve ad aumentare il comfort degli abitanti. Perché non comprare semplicemente un motore più piccolo se fosse questo il caso? Un motore deve essere a piena capacità, come quando c'è una grande folla di persone in una singola stanza. Un motore dovrà anche funzionare più velocemente quando la temperatura o l'umidità relativa differiscono troppo dall'esterno. In altre parole, per regolare la qualità dell'aria interna, è necessario regolare la velocità del motore e del ventilatore.
Risparmi energetici - Un altro vantaggio del controllo della velocità del ventilatore è il risparmio energetico. Se non controllassimo la velocità del ventilatore, ma facessimo funzionare il motore a piena velocità, ci sarebbe certamente un sufficiente apporto di aria fresca. Ma anche una leggera riduzione della velocità del ventilatore ha un forte impatto sul consumo energetico elettrico del ventilatore. Un tipico ventilatore HVAC segue una curva di coppia quadratica. A seconda del tipo di motore, una riduzione del flusso volumetrico d'aria del 25% corrisponde al 50% in meno di consumo energetico. Inoltre, un flusso volumetrico d'aria più basso comporta anche un funzionamento più silenzioso.
Prolungamento della durata del servizio - I filtri dell'aria durano più a lungo riducendo il flusso volumetrico d'aria. Questo è logico; più aria passa attraverso i filtri, maggiore è il rischio di contaminazione dei filtri. Un flusso volumetrico d'aria ridotto ha anche un effetto positivo sulla durata delle parti meccaniche del ventilatore. Questi prolungati intervalli di manutenzione riducono i costi operativi e il costo totale durante il ciclo di vita.
Minimizzare le perdite di calore - In climi più freddi e moderati, l'aria calda interna estratta è sostituita da aria fresca che può essere molto più fredda. Ciò significa che, se ventilassimo, dovremmo spendere più energia per il riscaldamento. I moderni sistemi di ventilazione sono dotati di uno scambiatore di calore per ridurre al minimo tali perdite di calore. Tuttavia, è possibile risparmiare ulteriore energia riducendo la velocità del ventialtore quando possibile. Misurando la qualità dell'aria interna, la velocità del ventilatore può essere continuamente ottimizzata, garantendo nel contempo la qualità dell'aria interna.
Protezione termica per i motori AC
Un motore AC è un dispositivo robusto con una lunga durata. Tuttavia, far funzionare un motore AC a bassa velocità per un periodo di tempo più lungo non è privo di rischi. A basse velocità, il motore si raffredda meno. Ciò può causare il surriscaldamento degli avvolgimenti del motore, che può causare la degradazione del suo isolamento. Ciò può causare perdite elettriche, cortocircuiti e, alla fine, la rottura del motore. Per prevenire la rottura del motore, è importante evitare che il motore si surriscaldi. A questo scopo, molti motori AC sono dotati di contatti termici, chiamati anche TK. Questi contatti termici misurano la temperatura negli avvolgimenti del motore. In caso di surriscaldamento del motore, i contatti TK si aprono.
Alcuni regolatori di velocità del ventilatore forniscono una protezione aggiuntiva contro il surriscaldamento tramite la loro funzione di monitoraggio TK, che disattiva il motore in caso di surriscaldamento per evitare danni al motore. Allo stesso tempo, l'uscita di allarme verrà abilitata per indicare un problema al motore.
Cos'è un motore EC?
I ventilatori EC sono ventilatori con un motore EC. Un motore EC (a Corrente Continua Elettronicamente Comandata) ha tipicamente un rotore di magneti permanenti che ruota nello statore (o intorno ad esso). Il regolatore di velocità del ventilatore integrato genera una corrente elettrica negli avvolgimenti dello statore, che può essere più o meno potente a seconda del segnale di controllo 0-10V. La corrente elettrica genera un campo magnetico rotante, che i magneti permanenti seguono. È così che funziona un motore EC.
Quali sono i vantaggi di un motore EC?
I principali vantaggi dei motori EC rispetto ai motori AC sono:
• Elevata efficienza energetica
• Lunga durata
• Riduzione del rumore
• Relativamente bassa interferenza elettromagnetica (EMI)
La differenza nel consumo energetico tra un motore AC ed un motore EC è chiaramente visibile a velocità ridotta. A una velocità del 20%, è possibile ottenere risparmi energetici di circa il 70% rispetto a un motore AC. A velocità nominale, è possibile ottenere risparmi energetici di circa il 10%. I magneti permanenti e l'elettronica integrata rendono questo tipo di motore piuttosto costoso. Tuttavia, il prezzo di acquisto più elevato è compensato dal suo minor consumo energetico.