Фільтровентиляційний модуль (далі - ФВМ) являє собою пристрій, призначений для подачі і очищення повітря в чисті виробничі приміщення. ФВМ можуть бути оснащені як чисте приміщення в цілому, так і локальні чисті зони.
Мотор-вентилятори, що застосовуються в ФВМ мають достатній запас по потужності для подолання додаткового опору як з боку всмоктування (конструкція пленуму, опціональний теплообмінник, передфільтр) так і з напірної сторони (поступове збільшення опору фінішного аерозольного фільтра).
Рис.2.1. конструкція ФВМ
1. Транспортна ручка 5. Клеммник
2. Шумоізоляція 6. Корпус
3. Теплообмінний апарат (опція) 7. Аерозольний фільтр
4. Передфільтр (опція) 8. Мотор-вентилятор
Переваги ЄС систем
Відомо, що системи вентиляції і кондиціонування споживають до 70% енергоресурсів в промислових будівлях. У зв'язку з цим застосування найбільш ефективних енергозберігаючих засобів і методів в даній області стає надзвичайно актуальним завданням. Одним з нових напрямків в даному
питанні є застосування так званих EC-двигунів. ЄС-двигун - це безколекторний синхронний двигун з вбудованим електронним управлінням, або, коротко, електронно-комутований (Electronically Commutated, EC) двигун, а вентилятори, побудовані на базі такого двигуна, називають ЄС-вентиляторами.
ЄС-двигун - це двигун із зовнішнім ротором, в якому розташовуються сегменти з постійними магнітами. Управління обертанням ротора ЄС-двигуна здійснюється за рахунок контрольованої подачі електроенергії на обмотку статора залежно від положення ротора, яке відстежується за допомогою датчиків Холла, а також заданих параметрів регулювання, що надходять, наприклад, від зовнішніх датчиків відповідного типу у вигляді стандартних сигналів: 4 20 мА або 0-10 В. Вбудований PID-регулятор дозволяє, поряд з пропорційним управлінням, встановлювати швидкість реагування двигуна на зміну керуючого сигналу в залежності від його дифф еренціальних і інтегральних показників.
Принцип роботи ЄС-двигуна заснований на тому, що в полі, що створюється вбудованими в ротор постійними магнітами, здійснюється управління вектором магнітного поля шляхом зміни напрямку струму в обмотці статора. У кожен момент часу контролер обчислює і подає на обмотку статора полярність струму, яка необхідна для того, щоб забезпечити безперервне обертання ротора із заданою швидкістю.
EC-двигуни, що застосовуються в ФВМ підключаються безпосередньо до мережі змінного струму (220 В). Управління ФВМ проводиться з використанням стандартного приладового інтерфейсу RS 485 (протокол ebm BUS) за допомогою ПК або КПК, можливе використання технології Bluetooth.
Принципи, закладені в конструкцію ЄС-двигунів дозволяють домогтися наступних результатів:
- ЄС-двигуни більш компактні, ніж AC системи. Це дозволяє забезпечити прямий привід робочого колеса і зробити динамічну і статичну балансування системи мотор-вентилятор в умовах заводу-виробника. Таким чином досягається рівномірність навантаження на опорні підшипники вала двигуна, що значно впливає як на термін експлуатації системи, так і на шум і вібрацію системи. Ймовірність виходу з ладу ЕС-вентиляторів, що застосовуються в ФВМ становить менше 10% при терміні безперервної роботи 4,5 року. Зменшення розмірів мотор-вентилятора дозволяє також скоротити розміри венткамера.
- ЄС-двигуни виділяють менше тепла. Температура розігріву працюючого EC-двигуна не перевищує +45 ° C, в той час як температура працюючого АС двигуна досягає + 75-80. ° C. Це дозволяє зменшити теплове навантаження на контур охолодження.
- ЕС-вентилятори безпечні. Застосування інтегрованої електроніки дозволило компактно розмістити безліч систем безпеки всередині двигуна: додатковий захист від перегріву електроніки і двигуна вентилятора, захист від блокування ротора, захист від втрати фази і різких стрибків напруги. Крім того що таке рішення забезпечує безперебійну роботу в несприятливих умовах навколишнього середовища і збої електроживлення, застосування інтегрованої електроніки забезпечує повну узгодженість двигуна і управління, а також низький рівень емісії електромагнітних випромінювань.
- У ЕС-вентиляторів відсутні пікові пускові струмові навантаження. Плавне наростання амплітуди змінного струму забезпечує вбудована в двигун елеткроніка. Пусковий струм АС-двигунів зазвичай в 3-5 разів перевищує номінальний. Це дозволяє зменшити перетину електропроводки і параметри пускового обладнання, які вибираються в розрахунку на значення пускового струму.
- ЄС-вентилятор має високий ККД, що досягає 80-90%. ЄС-двигун має зовнішній ротор з постійними магнітами - отже, в ньому відсутні теплові втрати, неминучі у разі короткозамкнутого ротора асинхронного двигуна.
Рис.2.2. ККД мотор-вентиляторів різного типу, що застосовуються в ФВМ
6. ЄС-вентилятор регулюється плавно, точно і Безінерційна. Це властивість ЕС-вентиляторів істотно впливає на експлуатаційні і економічні характеристики систем, побудованих на їх основі. Застосування в чистих виробничих приміщеннях ФВМ з ЄС-вентилятором дозволяє безперервно забезпечувати малий (10-15 Па) підпір або розрядження незалежно від мінливих обставин (відкриття дверей, робота обладнання та ін.).
Відомо, що потужність, споживана вентилятором має кубічну залежність від числа обертів. ЄС-двигун забезпечує плавне регулювання без перетворення частоти напруги живлення, що дає значний ефект у зниженні сумарних значень споживаної потужності.
Таким чином, застосування ФВМ з ЄС-вентилятором дозволяє домогтися наступних результатів:
- Зниження енергоспоживання системи фінішної фільтрації і рециркуляції повітря в ПВП.
- Зниження витрат на експлуатацію ПВП.
- Спрощення проектування системи вентиляції ПВП.
- Забезпечення простоти і плавності керування повітряними потоками в ПВП.
- Зниження теплового навантаження на системи охолодження системи кондиціонування ПВП.
- Зниження шумового навантаження на персонал ПВП.
Приклади застосування ФВМ, порівняння з традиційними схемами подачі повітря в чисті виробничі приміщення
При використанні «традиційної» схеми кондиціонування в ПВП (Рис. 2.3.) Система підготовки повітря складається з наступних основних блоків: кондиціонер зовнішнього повітря, рециркуляційні кондиціонери, система припливних повітропроводів, фільтрувальні осередки, система рециркуляційних повітроводів.
Застосування ФВМ дозволяє позбутися від складної і протяжної системи припливних повітропроводів, а також від системи рециркуляційних кондиціонерів, замінивши їх сухими (з температурою поверхні вище точки роси в даних умовах) теплообмінниками. Теплообмінники можна розмістити на різних ділянках повітряного тракту, наприклад, під фальшпідлогою (Рис. 2.4).
Для ще більшого спрощення схеми кондиціонування необхідно застосовувати ФВМ з інтегрованим сухим повітроохолоджувачем (Рис. 2.5).
При застосуванні ФВМ з інтегрованим теплообмінником необхідно передбачити спеціальну систему охолодження теплоносія для теплообмінників, що включає автоматичне регулювання інтенсивності теплообміну.
У ФВМ застосовуються високоефективні енергозберігаючі ЄС вентилятори які дозволяють здійснювати індивідуальну і плавне регулювання продуктивності модулів. Цю здатність можна використовувати як для компенсації збільшення опору аерозольних фільтрів (в зв'язку з їх поступовим засміченням), так і для організації перепаду тиску між приміщеннями.
Застосування ФВМ накладає додаткові вимоги до конструкцій підвісної стелі. Несуча здатність його повинна бути не менше 150 кг / м2. Ширина полки Т-подібного профілю повинна складати 16,5 ± 0,5 мм, а конфігурація перетину профілю повинна забезпечувати розміри чистого просвіту (для осередку 1200х600 мм по осях профілю) 1145х545 мм.
Цим вимогам задовольняє модульний підвісну стелю системи "ППМ".
Зазначена система підвісної стелі дозволяє застосувати в своєму складі як лінійні світильники, що кріпляться безпосередньо до балок стелі (габаритна ширина світильника не більше 55 мм), так і растрові світильники.
При застосуванні ФВМ спільно з підвісною стелею "ППМ" немає необхідності в додатковому кріпленні ФВМ до конструкцій підвісної стелі.
Використання підвісної стелі з високою несучою здатність дозволяє використовувати пленум чистого приміщення в якості технічної зони, в якій можна розмістити різні комунікації (кабельну проводку, систему пожежогасіння, систему охолодження, лінії зв'язку і автоматики та ін.).
У підвісних стелях, нездатних нести на собі вагу ФВМ можливе застосування тільки моделей ФВМ-ХХ06-ХХХ-НХХ (монтаж фільтра проводиться зсередини чистого приміщення). В цьому випадку ФВМ підвішується на капітальні конструкції будівлі або на спеціальний силовий каркас.
Моделі ФВМ з монтажем фільтра зсередини чистого приміщення застосовуються також і в тому випадку, коли висота пленуму недостатня для обслуговування ФВМ зверху.
Принципи модульності і самодостатності, реалізований в ФВМ, дозволяє (в сукупності з модульним підвісною стелею) змінювати конфігурацію і клас чистого виробничого приміщення з порівняно невеликими витратами, шляхом зміни кількості і / або продуктивності ФВМ (з розрахунку на одиницю площі), заміни аерозольних фільтрів ( на фільтри інших класів) і перенесення перегородок усередині приміщення.
Цей же принцип дозволяє застосовувати ФВМ для побудови локальних чистих зон (більш високого класу чистоти, ніж основне приміщення) всередині чистого приміщення (Рис. 2.5.). Локальні чисті зони можуть бути як з м'якими завісами з ПВХ плівки, так і з жорсткими стінками з прозорих матеріалів або сендвіч-панелей. Конструкція ФВМ при цьому допускає різні варіанти монтажу модулів при такому застосуванні: підвішування до стельових конст-
рукции приміщення або установка на опорах.
Також можлива організація чистих робочих місць поза традиційними чистих приміщень з організацією триступеневої системи фільтрації (наприклад G4-F9-H13)
Таким чином, у порівнянні з застосуванням традиційних схем вентиляції і кондиціонування чистих приміщень, використання ФВМ дає наступні переваги:
- Немає необхідності в рециркуляційних кондиціонерах. Звільняються використовувані під них площі.
- Немає необхідності в протяжної системі припливних і рециркуляційних повітроводів.
- Перепад тиску між приміщеннями можна забезпечувати різними способами: регульованими перетічними гратами, за допомогою перфорованого фальшпідлоги, регулюванням продуктивності ФВМ, виробленої в автоматичному режимі.
- Раціональне використання обсягу пленуму чистого приміщення.
- Зниження капітальних витрат при будівництві чистого приміщення.
- Зниження експлуатаційних витрат. Енергозбереження.
- Зниження витрат при реконструкції чистих приміщень.