Instal·lació de climatització: guia de transformadors i distribució d'energia
Instal·lació HVACgeneralment es parla des d'una perspectiva mecànica: refrigeradors, unitats de tractament d'aire, conductes, bombes, compressors, equips de ventilació i controls. Però per als grans edificis comercials i industrials, hi ha una altra part que mereix la mateixa atenció-lasistema d'energia elèctrica.
Els equips de climatització poden representar una part substancial de la demanda elèctrica d'un edifici. Els refrigeradors grans, les torres de refrigeració, les bombes, els compressors i els sistemes de-aire condicionat necessiten una font d'alimentació fiable. Això vol dir eltransformador, l'aparell de commutació, els cables i el sistema de protecció s'han de considerar com a part del pla d'instal·lació de climatització.
Per a projectes com ara fàbriques, hospitals, centres comercials, edificis d'oficines, campus i centres de dades, la coordinació entre enginyers de climatització i enginyers elèctrics pot marcar una gran diferència.
La instal·lació normalment comença amb la determinació de les necessitats de calefacció i refrigeració de l'edifici. A continuació, els enginyers seleccionen l'equip, dissenyen el sistema mecànic, planifiquen la distribució d'energia elèctrica, instal·len l'equip i completen les proves i la posada en marxa.
Per a una instal·lació gran, el costat elèctric pot seguir una configuració com ara:
Xarxa de subministrament → Aparament de mitja tensió → Transformador → Aparament de baixa tensió → Distribució HVAC → Refrigeradors / Bombes / AHU / Ventiladors
La configuració real varia d'un projecte a un altre, però la idea bàsica és la mateixa: els equips de climatització necessiten un subministrament elèctric dissenyat adequadament.
Per què són importants els transformadors durant la instal·lació de climatització
Un transformador canvia la tensió elèctrica d'un nivell a un altre perquè l'energia es pugui distribuir de manera segura i eficient per tota una instal·lació.
Molts edificis comercials i industrials reben electricitat a mitja tensió. Els equips de climatització, però, poden funcionar a tensions més baixes, com ara 400 V, 480 V, 600 V o altres nivells específics del projecte-.
Un transformador pot proporcionar la tensió necessària per al sistema de distribució de climatització de l'edifici.
Més important encara, la capacitat del transformador ha de coincidir amb la demanda elèctrica esperada.
Una gran planta de refrigeració pot posar una càrrega contínua important en un transformador. Quan diversos refrigeradors, bombes, ventiladors i compressors funcionen junts, la demanda total pot arribar a ser substancial.
És per això que la selecció del transformador hauria de passar durant les primeres etapes de disseny de la instal·lació d'HVAC i no després que el sistema mecànic ja s'hagi finalitzat.
Selecció de transformadors per a sistemes HVAC
No hi ha un transformador universal per a cada projecte de climatització. La solució adequada depèn de la tensió de la instal·lació, la càrrega, la ubicació de la instal·lació, les condicions ambientals, els requisits de capacitat i les normes aplicables.
Per a instal·lacions comercials i industrials interiors, atransformador de tipus secpot ser una solució pràctica. Els transformadors de tipus sec no utilitzen aïllament líquid i es consideren habitualment per a sales elèctriques interiors on els requisits de seguretat i manteniment contra incendis-són importants.
Per a la distribució exterior, antransformador submergit en oliotransformador ple d'olipot ser seleccionat. Aquests transformadors s'utilitzen àmpliament per a la distribució d'energia industrial i de serveis públics i es poden fabricar per a capacitats relativament altes.
A transformador muntat en coixinetés una altra opció habitual per a aplicacions a l'aire lliure. Normalment s'instal·la en una plataforma de formigó i es connecta a cables subterranis de mitjana-tensió.
Per a projectes més grans, asubestació de la unitatpot combinar un transformador amb un aparell de commutació de mitjana- i baixa-tensió per crear una solució de distribució d'energia més integrada.
| Tipus de transformador | Aplicació potencial HVAC |
|---|---|
| Transformador tipus sec | Sistemes de climatització interior en edificis comercials i industrials |
| Transformador submergit en oli | Gran distribució d'energia exterior o industrial |
| Transformador ple d'oli | Utilitat i aplicacions industrials |
| Transformador muntat en coixinet | Font d'alimentació exterior comercial i industrial HVAC |
| Transformador de mitjana tensió | Instal·lacions que reben energia elèctrica de mitjana-tensió |
| Subestació de la unitat | Grans instal·lacions amb sistemes de climatització centralitzats |
Instal·lació de climatització i càlcul de càrrega elèctrica
Un dels passos més importants és determinar la càrrega elèctrica real abans de seleccionar el transformador.
La classificació de la placa d'identificació de cada dispositiu HVAC és només el punt de partida. Els enginyers també han de considerar com funciona l'equip.
Per exemple, un refrigerador central pot tenir un motor o un compressor gran. Les bombes i els ventiladors de la torre de refrigeració afegeixen càrregues addicionals. Els variadors de freqüència-poden canviar les característiques de funcionament del motor en funció de la càrrega.
Una avaluació simplificada de càrrega elèctrica HVAC pot incloure:
| Equips HVAC | Consideració elèctrica principal |
|---|---|
| Refrigerador | Demanda de potència contínua i arrencada del motor |
| Compressor | Corrent d'arrencada i càrrega de funcionament |
| Torre de refrigeració | Càrrega del motor del ventilador |
| Bomba{0}}d'aigua refrigerada | Càrrega del motor i funcionament-velocitat variable |
| Unitat de tractament d'aire | Motor del ventilador i controls |
| Sistema de ventilació | Càrrega del motor i programa de funcionament |
| Bomba de calor | Demanda de calefacció i refrigeració |
| Sistema de control | Controls i automatització{0}}de baix consum |
El transformador s'ha de seleccionar després de considerar la demanda global en lloc de simplement sumar tots els equips.
L'expansió futura és un altre factor important. Si una fàbrica té previst afegir una altra línia de producció o un edifici comercial espera una capacitat de refrigeració addicional, és possible que el transformador i el sistema de distribució necessitin capacitat de recanvi suficient.
Arrancada del motor i capacitat del transformador
Els grans equips de climatització poden generar demandes elèctriques de curta-durada durant l'inici.
Els refrigeradors, compressors, bombes i ventiladors poden utilitzar motors grans. Depenent del motor i del mètode d'arrencada, el corrent d'arrencada pot ser considerablement superior al corrent de funcionament normal.
Si el transformador no s'ha seleccionat correctament, engegar un motor HVAC gran pot contribuir a caigudes de tensió.
Els sistemes d'HVAC moderns solen utilitzar accionaments de -freqüència variable o altres tecnologies de control-de motors per millorar el control i l'eficiència energètica. Aquests sistemes poden reduir alguns problemes relacionats amb l'arrencada-, però també introdueixen consideracions elèctriques addicionals, com ara els corrents harmònics.
Per a les instal·lacions de climatització més grans, els enginyers poden avaluar la impedància del transformador, la regulació de la tensió, el rendiment harmònic, l'augment de temperatura i els requisits de refrigeració com a part del disseny elèctric.
Transformador de tipus sec per a instal·lació de climatització
A transformador de tipus secSovint es considera quan el transformador s'instal·la dins d'un edifici comercial o industrial.
Atès que el transformador no conté aïllament líquid, pot ser adequat per a sales elèctriques on els equips-omples de líquid siguin menys desitjables.
Els transformadors de tipus sec també es poden dissenyar per a diferents classes d'aïllament, requisits d'augment-de temperatura, configuracions de tancament i condicions ambientals interiors.
Per a les aplicacions de climatització, la sala del transformador hauria de tenir una ventilació adequada perquè el transformador mateix genera calor durant el funcionament.
La sala elèctrica també necessita espai suficient per a la inspecció i el manteniment. Els conductes, canonades i altres serveis mecànics d'HVAC no han d'interferir amb els espais lliures o l'accés dels transformadors.
Aquesta coordinació és fàcil de passar per alt durant la construcció, però pot convertir-se en un problema real més endavant.
Transformador muntat en coixinet per a sistemes de climatització exteriors
A transformador muntat en coixinetes pot utilitzar quan els equips de climatització es troben a l'aire lliure o quan un edifici rep energia de mitjana-tensió subterrània.
El transformador s'instal·la a ras de terra sobre una plataforma de formigó, amb les connexions primàries i secundàries disposades segons els requisits del projecte.
Aquest tipus de transformador es pot utilitzar per a edificis comercials, plantes industrials, campus, instal·lacions d'infraestructures i altres aplicacions on es prefereix la distribució elèctrica a l'aire lliure.
Depenent del projecte, les tensions secundàries típiques poden incloure 480Y/277 V o altres tensions del sistema especificades pel disseny elèctric.
Subestacions d'unitat per a grans càrregues de climatització
Les grans instal·lacions poden requerir més que un transformador individual.
A subestació de la unitatintegra un transformador amb l'aparell de distribució i els equips de distribució associats. Aquesta disposició pot simplificar el sistema de distribució elèctrica i proporcionar una solució coordinada per a càrregues de gran-potència.
Per a una gran planta HVAC, la subestació de la unitat pot subministrar un grup dedicat de refrigeradors, bombes, torres de refrigeració i equips relacionats.
Aquest enfocament pot ser útil quan el sistema HVAC representa una part important de la demanda elèctrica total de la instal·lació.
La configuració final depèn del nivell de tensió, la capacitat, els requisits actuals{0}}d'avaria, l'esquema de protecció, la disposició de l'edifici i els estàndards elèctrics locals.
Instal·lació de climatització en centres de dades i instal·lacions industrials
La instal·lació de climatització esdevé especialment important en instal·lacions on la refrigeració no es pot interrompre fàcilment.
Els centres de dades són un bon exemple. Els equips de servidor i de xarxa generen calor substancial, mentre que els sistemes de refrigeració poden funcionar contínuament.
Els refrigeradors, les bombes, les torres de refrigeració, els sistemes d'aire-acondicionament de la sala d'ordinadors i altres equips de refrigeració requereixen energia elèctrica fiable.
Les instal·lacions industrials poden tenir requisits similars. A més de la refrigeració de confort, alguns processos de fabricació requereixen una temperatura i humitat controlades.
En aquestes aplicacions, el transformador forma part de l'estratègia global de fiabilitat de l'energia de la instal·lació.
El disseny elèctric pot incloure diversos transformadors, vies d'alimentació redundants, generadors d'emergència, sistemes SAI, aparells de commutació de mitjana-tensió i equips de transferència automàtica en funció del nivell de fiabilitat requerit.
Consideracions elèctriques durant la instal·lació de climatització
Els contractistes d'HVAC i elèctrics s'han de coordinar abans que l'equip arribi al lloc.
La ubicació del transformador s'ha de comprovar amb les ubicacions dels equips de climatització, les rutes dels cables, la ventilació, els requisits d'accés i les autoritzacions de manteniment. La dissipació de calor del transformador també s'ha de tenir en compte a l'hora de dissenyar la sala elèctrica.
La connexió a terra i la connexió són igualment importants. És possible que s'hagin d'incorporar motors HVAC, bombes, conductes metàl·lics, canonades, transformadors, aparells de commutació i altres equips conductors al sistema de connexió a terra de la instal·lació d'acord amb el codi elèctric aplicable i el disseny del projecte.
També s'ha de revisar la coordinació de la protecció. El transformador, l'aparell de commutació, la protecció del motor, els disjuntors i l'equip HVAC haurien de funcionar junts en lloc de dissenyar-se com a sistemes completament separats.
Proves i posada en marxa d'instal·lacions de climatització
La instal·lació no s'acaba quan tots els equips s'han connectat físicament.
Les proves i la posada en marxa confirmen que els sistemes de climatització i elèctrics funcionen segons el previst.
Les proves del transformador poden incloure la resistència d'aïllament, la resistència del bobinat, la verificació de la relació, les comprovacions de connexió a terra, les proves de protecció i altres proves requerides per les especificacions del projecte.
Pel que fa a l'HVAC, la posada en marxa pot incloure la comprovació del flux d'aire, el flux d'aigua, la pressió, la temperatura, el corrent del motor, la seqüenciació d'equips i les funcions de control.
| Sistema | Comprovacions típiques de posada en marxa |
|---|---|
| Transformador | Tensió, aïllament, temperatura, connexions, protecció |
| Interruptor | Commutat, protecció i control |
| Enfriadors | Capacitat frigorífica i paràmetres de funcionament |
| Bombes | Flux, pressió, funcionament del motor |
| AHU | Flux d'aire, temperatura, controls |
| Torres de refrigeració | Funcionament del ventilador, cabal d'aigua, temperatura |
| Controls HVAC | Sensors, alarmes, seqüenciació |
| Sistema de posada a terra | Continuïtat de connexió a terra i connexió |
Provar els sistemes junts és especialment útil. Un transformador pot funcionar correctament en condicions elèctriques normals, per exemple, mentre que una gran seqüència d'inici d'un refrigerador exposa un problema amb la caiguda de tensió o la coordinació de la protecció.
Problemes comuns d'instal·lació de climatització
Alguns problemes de climatització són mecànics, però d'altres estan relacionats amb la infraestructura elèctrica.
Un transformador de mida inferior pot tenir dificultats per suportar la càrrega combinada d'HVAC. Una protecció mal coordinada pot provocar interrupcions del circuit innecessàries. Una ventilació inadequada al voltant d'un transformador pot augmentar la temperatura de funcionament. El mal recorregut dels cables o l'espai de manteniment insuficient poden dificultar innecessàriament el manteniment futur.
Els harmònics també es poden considerar quan els equips de climatització utilitzen un gran nombre d'accionaments de freqüència variable-.
Cap d'aquests problemes significa necessàriament que l'equip HVAC sigui defectuós. Molt sovint, es redueixen a la coordinació entre els dissenys mecànics i elèctrics.
És per això que val la pena incorporar al projecte el fabricant del transformador, el contractista elèctric i l'equip d'enginyeria de climatització.
Escollir un proveïdor de transformadors per a projectes de climatització
Per als projectes d'HVAC amb càrregues elèctriques importants, la selecció del transformador és només una part de la decisió de contractació. La capacitat d'enginyeria del fabricant, la capacitat de producció, la capacitat de prova, les opcions de personalització, la documentació i l'assistència post-venda també poden importar.
Jiangsu Yawei Transformer Co., Ltd.és un fabricant de transformadors amb més de 30 anys d'experiència en la fabricació. Com a filial de Yawei Group, Yawei ofereix solucions de transformadors per a la distribució d'energia industrial, energies renovables, infraestructures, instal·lacions comercials i altres aplicacions.
La seva gamma de productes incloutransformadors de tipus sec, transformadors submergits en oli, transformadors de distribució, transformadors de mitjana tensió, transformadors muntats en coixinets i solucions de subestació d'unitat.
Per a projectes relacionats amb HVAC-, les especificacions del transformador es poden desenvolupar al voltant de la tensió primària i secundària del projecte, la capacitat, l'entorn d'instal·lació, els requisits de refrigeració, la impedància, l'augment de temperatura i altres paràmetres elèctrics.
Per a projectes amb grans càrregues de climatització, la comunicació tècnica primerenca pot ajudar a confirmar la configuració adequada del transformador abans de l'adquisició i la instal·lació.
Consideracions finals per a la instal·lació d'HVAC
Un fiableInstal·lació HVACnecessita més que equips mecànics instal·lats correctament. La infraestructura elèctrica ha de suportar el sistema HVAC tant en condicions de funcionament normals com canviants.
Els transformadors, els aparells de commutació, els cables, els sistemes de protecció, els motors i els controls d'HVAC s'han de considerar conjuntament. Per a un edifici petit, això pot ser relativament senzill. Per a una gran fàbrica, centre de dades, hospital, campus o complex comercial, pot convertir-se en una part important del disseny elèctric del projecte.
Escollir el transformador adequat d'hora, permetre una capacitat adequada per a les necessitats futures i coordinar els equips mecànics i elèctrics pot ajudar a evitar canvis costosos durant la construcció.
Per a l'adquisició de transformadors, els contractistes d'HVAC, les empreses EPC, els contractistes elèctrics i els consultors d'enginyeria poden treballar amb Yawei Transformer per desenvolupar una solució de transformador basada en els requisits reals del projecte.
Necessites un transformador per a un projecte d'instal·lació de climatització? Poseu-vos en contacte amb Yawei Transformer per obtenir una consulta tècnica i un pressupost específic del projecte-.
P: Quan aviat podeu lliurar el transformador?
R: Depèn de la quantitat i capacitat del transformador, normalment en el termini d'un mes des de la data de dibuix confirmada pel comprador.
P: Quant de temps podeu oferir la garantia de qualitat?
R: 24 mesos des que el transformador de data va funcionar.
P: Quin mètode de pagament accepteu?
R: Es prefereix T/T (transferència bancària), s'accepten tots dos L/C.
