מערכות מיזוג אוויר בטכנולוגית אינוורטר

Transcript

1 מערכות מיזוג אוויר בטכנולוגית אינוורטר

2 למה אינוורטר?

3 הקשר בין טמפרטורה חיצונית לעומס Load/Capacity Capacity (Inverter at full speed) Load Unit Capacity (fixed speed) Missing Capacity Cycling Capacity (Inverter at medium speed) Capacity (Inverter at Minimum speed) 3 35 Degrees Outdoor Temperature

4 נוחות 4

5 נצילות כתלות בעומס במערכות אינוורטר צריכת חשמל לחץ תרמודינמיקה יחס הלחצים יורד עם ירידת התדר הנצילות הנפחית של מדחסים עולה עם לחץ היניקה צריכת החשמל במדחס הנה יחסית ליחס הלחצים תוספת שסתום התפשטות ומנועי מפוחים בעלי מהירות משתנה, מאפשרת איזון אופטימלי (שיחון/ לחצים) ב כ ל תנאי. צריכת חשמל לחץ יניקה לחץ דחיסה אלקטרוניקה מערכת אינוורטר מבוססת על מיתוגים מהירים של זרמים גבוהים שמביאים לפליטת חום רב. כאשר מהירות המדחס יורדת איבוד החום קטן. עומס תדר עבודה נצילות 35 Degrees 5

6 נצילות בעומסים שונים Load EER without cycling Actual EER Inverter EER 6 35 Degrees Outdoor Temperature

7 נצילות עונתית עומס EER Fixed EER Inv. עומס משוקלל לשעות שימוש פרופיל שימוש (שעות עבודה לטמפרטורה) 20 0 c c 30 0 c טמפרטורה חיצונית 35 0 c

8 ביצועים משופרים בחימום תפוקת החימום תלויה בלחץ הדחיסה. לחץ גבוה פירושו טמפרטורת עיבוי גבוהה ותפוקה גבוהה. עם ירידת הטמפרטורה בחוץ, לחץ הדחיסה יורד והתפוקה יורדת. במזגן אינוורטר ניתן לפצות על אובדן תפוקה זה באמצעות העלאת התדר. ועבודה ביחס לחצים גבוה יותר. בזמן הפשרה ניתן לעבוד בתדר גבוה יותר ולקצר את זמן ההפשרה. צריכת חשמל תדר עבודה צריכת חשמל לחץ יניקה לחץ דחיסה מזגן אינוורטר לחץ תפוקה מזגן מהירות קבועה טמפרטורה חיצונית 8

9 רמת רעש מפוחים נמוכה יותר יתרונות נוספים בכדי לשמור על אמינות מערכת המיזוג, למנוע חדירת נוזל למדחס, קיפאון בסוללות וכו' י ש לשמור על איזון תרמודינמי במערכת. במצב של עומס חום נמוך, יעבוד מדחס האינוורטר בתדר נמוך. במצב זה ניתן להוריד את נצילות מחליפי החום ע"י הורדת מהירות המפוחים. ועוד... פחות מיתוגים של ממסרים בכרטיסי הפיקוד בעקבות שמירה על טמפרטורה קבועה ומערכת יציבה. זהירות מ... רעשי גז רעשים אלקטרו מגנטיים התנעה רכה זרם ההתנעה לא נצרך ישירות מהרשת אלא מקבלי הDC המובנים במערכת האינוורטר. עקב כך 'מסונן' זרם ההתנעה. 9

10 איך עובד אינוורטר?

11 מנועי AC/DC עקרון העבודה של מנועים מבוסס על שדות/כוחות מגנטיים. שדה מגנטי נוצר לא רק ע"י מגנטים טבעיים, אלא גם מסביב למוליך חשמלי בו זורם זרם. מנוע AC טיפוסי הוא בעל סלילים ברוטור ובסטטור. הסטטור מוזן בזרם,AC בעוד הזרם ברוטור מבוסס על עיקרון של השראה. כוחות המשיכה/דחייה בין השדות בסטטור/רוטור יוצרים את מומנט הסיבוב של המנוע. במדחסי/מנועי DC inverter בהם משתמשים במזגנים, הרוטור עשוי מגנט. בניגוד למנועי DC קלאסיים מהדור הישן (סטטור מגנטי, זרם DC מברשות פחם), הזרם המזין את הסטטור הוא למעשה זרם AC שנוצר באינוורטר. המנועים הם ללא מברשות (אמינות גבוהה). כתחליף למברשות יש במנועי מפוחים חיישני אפקט.Hall במדחסים לא ניתן להשתמש בחיישנים אלו בגלל הטמפרטורות והלחצים ולכן נדרש לחשב את זווית הרוטור ביחס לסטטור על פי מתח אלקטרו מגנטי מושרה אן על פי ניתוח אות הזרם. 11

12 בקרת מהירות במנועי AC בקרת מתח בקרת הספק (שימוש בטריאק לחיתוך הפאזה) בקרת תדר - אינוורטר Ph ase "a" Reference Phase "b" Reference Phase "c" Reference Triangular Carrier Load t Torque + 2V dc - 2V dc Sine wave PWM l - l output voltage v ab t Speed מערכת האינוורטר מייצרת אות זרם AC בתדרים שונים. היא משנה את המהירות הסינכרונית של המנוע, ת ו ך שמירה על המומנט. 12

13 חלקי מערכת האינוורטר Inverter 230 VAC in Converter DC Control לDC AC ממיר מתח Converter AC ל DC ממיר מתח Inverter 13

14 נצילות מנועי DC לעומת מנועי AC נצילות מנוע DC מנוע AC מהירות סיבוב תעשיית מוצרי הצריכה בכלל ומזגנים בפרט עוברת יותר ויותר לעבוד עם מנועי.DC חשיבות השימוש ב DC גדלה כאשר מדובר במערכות עם תפוקה משתנה!! 14

15 בקרת מהירות במנועי DC 120 degrees 120 degrees 120 degrees Load A Torque B C Speed Single Motor Rotation Low Speed (2-pole) IPM Switching Frequency המומנט במנוע DC הוא פונקציה של המתח. במערכות DC,inverter משנים את המתח למנוע באמצעות שינוי משך זמן הפתיחה של הטרנסיסטורים ברכיב האינוורטר.(IPM) A B C Single Motor Rotation High Speed (2-pole) 15

16 סימולציה של מנוע DC 16

17 דיאגרמת מלבנים למערכת אינוורטר 230VAC from Indoor Unit EMI Filter AC/DC Conversion ~320VDC PFC 380 VDC DC Voltage "Enregy Bank" Variable Fequency Variable Voltage 3 Phase IPM Compressor Requested Frequency PWM Signal Generation OFAN Motor OFAN Speed Control Outdoor Unit Control 17

18 סכימה חשמלית לאינוורטר מצא את הרכיבים: IPM קבלי DC גשר דיודות מעגל הגבלת זרם טעינה PFC 18

19 השוואה בין טכנולוגיות הינע באינוורטר Sinusoidal (180 0 ) High-end technology Complicated Requires DSP or 32 bit mcu Trapezoidal (120 0 ) Used in 1-2 low end products Simple Implementation 19

20 מערכת אינוורטר השגת הגמישות המירבית במערכת מותנית בגמישות בכל אחד מהרכיבים!! מדחס מנועי מפוחים שסתום התפשטות אלקטרוני

21 מערכת הבקרה מזגן מפוצל

22 קביעת תדר המדחס הרצוי קביעת תדר ראשוני כפונקציה של הפרש טמפרטורה בין הטמפרטורה הרצויה למצויה.ΔT חישוב מחזורי מחודש של התדר בכל X שניות (מקובל כ 30 שניות), על פי הנוסחה: Freq (n) = Freq (n-1) + ΔF.1.2 ΔT (n) - ΔT (n-1) כאשר ΔF מחושב על פי: ΔT (n)

23 קביעת תדר המדחס בפועל חישוב תדר הנדרש על פי העומס (ראה עמוד קודם) בדיקת מגבלות תדר (זמני עבודה מינימאליים, מדרגות, החזרת שמן...) הגנות: לחץ גבוה קיפאון בקירור טמפרטורת אינוורטר זרם אינוורטר עצור מדחס הורד תדר בקצב איטי מנע העלאת מהירות מנע העלאת מהירות הורד תדר בקצב מהיר הורד תדר בקצב איטי מנע העלאת מהירות מצב נורמלי סף עליון קו הגנה שני קו הגנה ראשו מצב נורמלי

24 נקודות נוספות קביעת מצב פתיחה לשסתום התפשטות פתיחה ראשונית כפונקציה של התדר תיקונים כפונקציה של טמפרטורת הדחיסה טמפרטורת מטרה לטמפרטורת דחיסה כפונקציה של טמפרטורות איוד ועיבוי הפשרות מניעת משבי אוויר קרים ריסון השפעת חום סוללה על קריאת רגש טמפרטורה אוויר חוזר בחימום תגובות לתקלות טסט מוד דיאגנוסטיקה בדיקת התקנה 24