2026-01-23
Un VFD in HVAC (azionamento a frequenza variabile) è un controller elettronico del motore che varia la frequenza di alimentazione e la tensione per regolare la velocità del motore in modo che le ventole e le pompe forniscano solo il flusso d'aria o il flusso d'acqua effettivamente necessario all'edificio. Nei sistemi a carico variabile, questo spesso si traduce in maggiore risparmio energetico e comfort più stabile rispetto al funzionamento a velocità costante.
Un convertitore di frequenza (VFD) è installato tra l'alimentazione elettrica e un motore (tipicamente motori a induzione nelle apparecchiature HVAC). Modificando la frequenza della potenza elettrica fornita al motore, il VFD modifica la velocità del motore (RPM). Nel settore HVAC, i VFD sono più comunemente utilizzati su carichi a coppia variabile come ventilatori centrifughi e pompe centrifughe, dove il controllo della velocità è un modo efficiente per abbinare la capacità alla domanda in tempo reale.
Per i ventilatori e le pompe centrifughe, le leggi di affinità descrivono come le prestazioni cambiano con la velocità. La relazione chiave per l'energia è che la potenza varia all'incirca con il cubo della velocità. Ciò significa che piccole riduzioni di velocità possono produrre grandi riduzioni di potenza.
Una regola pratica ampiamente utilizzata è: una riduzione del 10% della velocità può ridurre la potenza di circa il 30% su carichi a coppia variabile in condizioni tipiche. Al 50% della velocità, la potenza ideale della ventola/pompa è pari a circa 12,5% (un ottavo) di potenza a pieno carico.
Queste sono stime; i risparmi reali dipendono dalla curva del sistema, dalla strategia di controllo e dalle ore di funzionamento. Tuttavia, la fisica spiega perché i VFD sono spesso un retrofit HVAC di alto livello quando i carichi variano durante il giorno.
I VFD offrono il miglior rendimento laddove la domanda varia e le apparecchiature possono funzionare in sicurezza a velocità ridotta per lunghi periodi.
Nota: i VFD vengono utilizzati anche in alcune applicazioni di compressori, ma il controllo del compressore dipende dall'apparecchiatura e dal produttore. I vantaggi HVAC più semplici sono in genere i ventilatori e le pompe.
Il risparmio viene creato dalla sequenza di controllo, non solo dal VFD. Le sequenze più efficaci riducono il più possibile la velocità mantenendo comfort e stabilità.
Se il tuo sistema attualmente controlla il flusso "creando resistenza" (strozzatura), un VFD in genere riduce l'energia perché riduce la velocità invece di sprecare pressione.
| Metodo | Come controlla la capacità | Risultato di efficienza tipico | Dove si adatta |
|---|---|---|---|
| VFD (velocità variabile) | Riduce la velocità del motore per adattarla al carico | Elevato risparmio a carico parziale su ventilatori/pompe | Flusso d'aria e sistema idronico a carico variabile |
| Valvola di strozzamento | Aggiunge resistenza, sprecando pressione | Efficienza inferiore a carico parziale | Controllo semplice; pompe legacy comuni |
| Alette/smorzatori di aspirazione | Limita il flusso d'aria, aumenta le perdite | Efficienza a carico parziale da moderata a scarsa | Alcuni sistemi di ventilazione senza controllo della velocità |
| Bypass (ricircolo) | Mantiene il flusso costante; scarica l'eccesso | Risultato energetico solitamente scarso | Quando il flusso minimo è obbligatorio senza riprogettazione |
La corretta selezione del VFD è in gran parte un esercizio elettrico e ambientale: abbinare l'azionamento al motore, al tipo di carico, all'alimentazione e alle condizioni di installazione.
Nei retrofit HVAC, un approccio di dimensionamento comune consiste nel selezionare un VFD con una corrente di uscita nominale pari o superiore al FLA del motore (considerando il fattore di servizio e le condizioni del sito). Per cavi motore lunghi, motori più vecchi o ambienti sensibili, includere filtri adeguati (come reattori di uscita o filtri du/dt) secondo le indicazioni del produttore.
Il caso aziendale più semplice utilizza i kW di riferimento, le ore di funzionamento, il profilo di riduzione della velocità previsto e la tariffa dell'elettricità. L'esempio seguente è illustrativo e deve essere perfezionato con i dati di tendenza (kW, velocità, pressione statica/DP, posizioni delle valvole) del proprio edificio.
Se la potenza varia all'incirca con il cubo della velocità, la potenza media all'80% della velocità è di circa 0,8³ = 0,512, il che significa una riduzione di circa il 48,8% rispetto alla potenza a piena velocità per quella porzione di autonomia. Se la domanda elettrica a piena velocità fosse di 25 kW e se ne calcolasse effettivamente una media pari a circa il 51% dopo il controllo VFD, l'energia annuale sarebbe:
Se un retrofit VFD chiavi in mano (azionamento, installazione, programmazione, messa in servizio) costasse $ 12.000, il semplice rimborso sarebbe di circa 1,4 anni . I progetti reali dovrebbero includere anche gli impatti sulla manutenzione, la potenziale riduzione dei costi della domanda e qualsiasi incentivo per i servizi pubblici.
La messa in servizio garantisce che il VFD funzioni effettivamente a velocità ridotta senza causare problemi di comfort, rumore o affidabilità.
I VFD sono affidabili se installati correttamente, ma aggiungono componenti elettronici che richiedono una manutenzione preventiva di base.
Un VFD è molto prezioso nel settore HVAC quando si hanno richieste variabili, lunghe ore di funzionamento e ventole o pompe centrifughe che possono funzionare in sicurezza a velocità ridotta. Se il sistema attuale controlla la capacità mediante strozzature o smorzatori e il carico varia giornalmente o stagionalmente, un retrofit VFD abbinato ad un corretto ripristino del setpoint può fornire riduzione energetica sostanziale e misurabile migliorando al tempo stesso la controllabilità e la durata dell'apparecchiatura.
Prodotti consigliati 3
Il tuo fornitore unico per soluzioni di gestione dell'energia.
Prodotti
Contattaci
720 Yuandong Road, Fengxian District, Shanghai, Cina
+86-19101772387
+86-19101772387
