مرة أخرى في يوليو 2021، دخلت تدابير التصميم البيئي الجديدة للاتحاد الأوروبي للمحركات الكهربائية ومحركات الأقراص المتغيرة السرعة حيز التنفيذ في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي. لقد أدخلت معايير جديدة للمحركات ومحركات الأقراص تهدف إلى تحسين كفاءة الطاقة.
المحركات وتدابير التصميم البيئي
قامت القواعد الجديدة بتحديث اللوائح السابقة من عام 2009، بهدف توسيع النطاق وتعكس الوتيرة السريعة للتغير التكنولوجي. تتضمن اللائحة الجديدة محركات ذات قدرة تتراوح من 0.12 كيلووات إلى 1000 كيلووات، ومحركات متغيرة السرعة. يتعين على كل من المحركات وأنظمة الإدارة إظهار كفاءتها عند نقاط تحميل مختلفة، من حيث السرعة وعزم الدوران، في محاولة لمساعدة المصممين والمهندسين على تحسين كفاءة الأنظمة بأكملها.
وستعمل اللوائح المحدثة على تحقيق وفورات كبيرة في الطاقة، حيث تقدر نماذج المفوضية الأوروبية وفورات سنوية بنحو 110 تيراواط ساعة بحلول عام 2030 - أي ما يعادل استهلاك الكهرباء في هولندا و 40 مليون طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون كل عام.
عندما يتعلق الأمر بالتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، تنطبق تدابير التصميم البيئي على المحركات التي تعمل على تشغيل عدد من الأنظمة، بما في ذلك وحدات ملفات المروحة. تحل المحركات ذات التبديل الإلكتروني (EC) محل محركات التيار المتردد التقليدية (AC) والتيار المباشر (DC) بسرعة بسبب كفاءتها العالية في استخدام الطاقة.
الفرق بين محركات التيار المتردد والتيار المستمر والمفوضية الأوروبية
يتم تشغيل المحركات الحثية ذات التيار المتردد بجهد التيار المتردد. يستخدمون سلسلة من الملفات (اللفائف النحاسية) في مجال الجزء الثابت، لإنشاء مجال كهرومغناطيسي دوراني، والذي يختلف في القوة والقطبية. يتم تحفيز القفص السنجابي في مجال الجزء المتحرك بواسطة الجزء الثابت (مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي). يتفاعل هذان المجالان المغناطيسيان مع بعضهما البعض لجعل الدوار يدور.
تم تصميم محركات التيار المتردد للعمل بسرعة واحدة في نقطة محددة على منحنى الأداء (عند ذروة كفاءة المحرك). وخارج هذه النقطة، هناك انخفاض كبير في الكفاءة. بالإضافة إلى ذلك، عندما تقوم محركات التيار المتردد بإدخال التيار على الدوار، يتم استهلاك الطاقة في العملية، مما يؤثر بشكل أكبر على الكفاءة. وهذا يعني أنه من بين جميع المحركات، فإن وحدات التيار المتردد هي الأقل كفاءة.
يتم تشغيل محركات التيار المستمر بواسطة جهد التيار المستمر. إنهم يستخدمون مغناطيسًا دائمًا في الجزء المتحرك، ويعتمدون على فرش الكربون وحلقة التبديل، لتبديل اتجاه التيار وقطبية المجال المغناطيسي في ملفات الجزء الثابت. وهذا يخلق قوى جذب وتنافر مغناطيسية، والتي تعمل على تدوير الدوار.
نظرًا لأن محركات التيار المستمر تستخدم مجالًا مغناطيسيًا من المغناطيس الدائم، (بدلاً من إدخال تيار على الجزء الدوار)، فإنها يمكن أن تكون أكثر كفاءة بنسبة 30% من محركات التيار المتردد. يمكن أيضًا تشغيل محركات التيار المستمر بسرعات مختلفة وتوفر تحكمًا أكثر دقة. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تفقد كفاءتها بسبب جوانب مثل احتكاك الفرشاة وفقدان التيار الدوامي. تعد محركات التيار المستمر أيضًا أكثر عرضة للانهيار ولها عمر تشغيلي أقل، حيث يمكن أن تشتعل الفرش وتتآكل بمرور الوقت.
تحقق محركات EC عملية التخفيف إلكترونيًا وليس ميكانيكيًا. يجمع المحرك بين جهد التيار المتردد والتيار المستمر، ويحقق تخفيفًا إلكترونيًا من خلال الإلكترونيات المدمجة.
إذا كنت تريد مقارنة محركات التيار المتردد، والتيار المستمر، والتيار المستمر، فستجد أن محركات التيار المتردد هي الأكثر تشابهًا مع نظيراتها من التيار المستمر. محركات EC هي في الأساس محركات دوارة خارجية بدون فرش، تيار مباشر، تجمع بين أفضل الميزات من منافسيها AC و DC. والأهم من ذلك أن هذه المحركات توفر وظائف إضافية مثل التحكم في السرعة والتحكم في الضغط والضغط المستمر وتدفق الهواء المستمر.
من بين جميع المحركات، تعد وحدات EC هي الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة وتوفر الموثوقية نظرًا لتصميمها بدون فرش. يمكن لمحركات EC أيضًا أن توفر تبريدًا أكثر دقة لأنها تولد حرارة أقل. وهذا يعني أنه يتم امتصاص حرارة أقل للمحرك عن طريق الهواء البارد المنبعث من وحدة ملف المروحة.
كيف تعمل محركات EC؟
ستحتوي محركات EC على المكونات التالية:
- الدوار
- مغناطيس دائم
- نظام التحمل
- الجزء الثابت
- اللفات
- تبديل الالكترونيات
- حساسات القاعة
- السكن
- توصيلات التيار الكهربائي والتحكم
يتم تزويد محركات EC بجهد تيار متردد، والذي يتم تحويله إلى تيار مستمر بواسطة مبدل التيار. وهذا أمر مهم لأن جهد التيار المستمر يوفر أداء طاقة أكثر كفاءة مقارنة بالتيار المتردد، ويمكن أن يوفر سرعات متغيرة. تم تصميم الجزء الثابت (الجزء الثابت من المحرك) كمحرك تيار مستمر بدون فرش، وهو أكبر من محركات التيار المستمر لتمكين إضافة إلكترونيات التبديل بما في ذلك PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) والمقوم، الذي يحول الجهد من التيار المتردد إلى التيار المستمر.
تستخدم محركات EC مغناطيسًا دائمًا ولفائفًا كهربائية لإنشاء مجال مغناطيسي. تقوم إلكترونيات التبديلات بتوجيه كميات محددة من التيار الكهربائي، في اتجاهات معينة، عبر كل ملف من اللفات، اعتمادًا على موضع المحرك، واتجاه الدوران ونقطة ضبط السرعة. تم توقيت ذلك بشكل مثالي لتطوير أقطاب مغناطيسية في الجزء الثابت، والتي تتفاعل بعد ذلك مع المغناطيس الدائم في الجزء الدوار.
اعتمادًا على سرعة المروحة المطلوبة، تنجذب المغناطيسات المناسبة، بالتسلسل، إلى الأقطاب المغناطيسية في الجزء الثابت. لن يتم شحن كل ملفات الجزء الثابت بنفس القطبية - لتوليد الحركة، سيتم تغيير بعض ملفات الجزء الثابت بشكل إيجابي، وسيتم شحن بعضها الآخر بشكل سلبي. وهذا يخلق قوى جذب وتنافر مغناطيسية، والتي تقوم بتدوير الدوار عند عزم الدوران الأمثل. المحرك الذي يعمل بعزم دوران فكرته (بجميع السرعات) يعمل بأقصى كفاءته.
نظرًا للدور الذي تلعبه الكهرباء في تنويع تطبيق التيار بشكل مثالي، يتم تحقيق مراقبة وتحكم دقيق للغاية. وهذا لا يعني فقط أن مراوح EC يمكنها العمل بسرعات متغيرة، ولكنها أيضًا تظل ذات كفاءة عالية حتى عند التشغيل بسرعة منخفضة تصل إلى 20% من السرعة الكاملة.
بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن محركات EC تحتوي على عضو ثابت أكبر من محركات التيار المستمر، إلا أنه ليست هناك حاجة لفرش الكربون أو المجمع. وهذا يعني أن وحدة EC بشكل عام أصغر حجمًا وأقل عرضة للانهيار الناتج عن التآكل.
ما مقدار الطاقة التي توفرها محركات EC؟
تتميز المحركات EC بكفاءة عالية في استخدام الطاقة، حيث تتجاوز معدلات الكفاءة 90% بسعة 100%. حتى عند التشغيل بسرعات متغيرة، فإن محركات EC تقوم بأداء نظيراتها من التيار المتردد والتيار المستمر، مما يجعلها اختيارًا ممتازًا لوحدات ملفات المروحة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحديث محركات EC لزيادة الكفاءة في الأنظمة الحالية. في وحدات ملفات المروحة التي تم تحديثها باستخدام محركات EC وإعادة تشغيلها للوصول إلى التشغيل الأمثل، تمت ملاحظة تحسينات في الكفاءة الحقيقية في نطاق 46-82% عند السرعة المنخفضة، و52-80% عند السرعة العالية.
فوائد محركات EC
تتمتع محركات EC بعدد من المزايا بما في ذلك:
- كفاءة عالية في استخدام الطاقة
- عمر خدمة طويل
- أقل عرضة للتآكل (تقنية الفرش)
- درجة عالية من مراقبة النظام والتحكم فيه
- سرعة متغيرة كاملة
- وظائف إضافية مثل التحكم في الضغط وتدفق الهواء
- توليد حرارة أقل – تبريد أكثر دقة
- أكثر مرونة
- مقاس اصغر
- أقل ضوضاء
- عمر تحمل أطول
- يمكن تركيبها في أي نوع من وحدات ملفات المروحة
- يمكن تعديله وتحديثه لتحسين أداء الطاقة في الأنظمة الحالية
- يمكن أن يكون تركيبها أرخص من محركات التيار المستمر، لأنها لا تتطلب تركيب تكنولوجيا إضافية مثل التحكم في المحولات، أو عاكس التردد، أو التحكم في الزاوية المرحلية.
كيفية اختيار ملفات المروحة الموفرة للطاقة
في شهادة Eurovent Certita، نقوم باعتماد أداء عدد من وحدات ملفات المروحة التي تستخدم محركات EC. تتيح الشهادة إمكانية مقارنة المنتجات التي تم التحقق منها بشكل مستقل، لأن المنتجات المعتمدة:
- يتم تقييم أدائهم وفقًا لنفس المعايير، ويتم التعبير عن النتائج بنفس وحدة القياس، بغض النظر عن البلد الذي يتم فيه تصنيع المنتجات أو تسويقها
- التحقق من الأداء من قبل هيئة معتمدة محايدة ومستقلة ومختصة
- الامتثال للمعايير
- سوف يعمل حسب المواصفات المعلنة من قبل الشركة المصنعة.
قم بعرض ومقارنة وحدات ملفات المروحة ومنتجات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الأخرى في دليل منتجاتنا المعتمد.