38 ELEKTRO 4/2013 téma Stavební veletrhy Brno 2013; Chytré sítě, inteligentní budovy a elektroinstalace; HVAC Inteligentní budovy s měniči frekvence ABB pro systémy HVAC Energetická náročnost budovy Od roku 2013 je podmínkou prodeje i ko-laudace nemovitosti energetický štítek ne-boli průkaz energetické náročnosti budovy (PENB). Průkaz energetické náročnosti bu-dovy říká, kolik daná budova při svém provo-zu spotřebuje energie ve škále stupnice A až G, od velmi úsporná až po mimořádně ne-hospodárná. Energetickou náročností budo-vy je vypočítané množství energie nutné na pokrytí potřeby energie spojené s užíváním budovy, zejména na vytápění, větrání a chla-zení, úpravu vlhkosti vzduchu, přípravu teplé vody a osvětlení. Od údajů na energetickém štítku se bude odvíjet např. prodejní cena ne-movitosti či výše nájmu. Energetický průkaz se od 1. ledna 2013 týká stavitelů všech no-vých budov a také majitelů starších nemovi-tostí, jestliže je chtějí prodat, a platí pro ro-dinné i bytové domy, stejně jako pro admi-nistrativní a průmyslové budovy. V novele zákona č. 406/2000 Sb. je podrobně uvede-no, ve kterých situacích platí povinnost před-ložit PENB.Inteligentní budovy snižují spotřebu prostřednictvím měničů frekvence Významných úspor ve spotřebě elektric-ké energie v budovách lze dosáhnout insta-lací měničů frekvence pro regulaci otáček elektrických motorů v systémech HVAC (Heating Ventilation and Airconditioning – vytápění ventilace a klimatizace). Jestliže nejsou pohony regulovány měniči frekven-ce, ale jiným způsobem, jako např. škrcením klapkou, natáčením lopatek apod., je značná část energie neefektivně zmařena. Výrazně uspořit lze použitím pohonů regulovaných měniči frekvence, kdy se otáčky motoru při-způsobí aktuálním požadavkům, které býva-jí v průběhu dne velmi proměnlivé. Použití měničů frekvence má i další výhody. Na roz-díl od přímého připojení motoru na síť, kdy je po dobu rozběhu odebírán pěti- až sedmi-násobek jmenovitého proudu, je zde situace zcela opačná. Měnič frekvence pracuje jako téměř dokonalý převodník výkonu. Proto-že na začátku rozběhu má zátěž nulový pří-kon, je i odběr ze sítě velmi malý a plynule roste po přímce až k proudu při plné zátěži. Z energetického hlediska má měnič frekven-ce obvykle velkou účinnost, přibližně 98 %. Nezanedbatelné jsou však i jiné vlastnos-ti jako zcela klidný rozběh, snadná, rychlá a přesná regulace, možnost nadřazeného ří-zení, malé opotřebení poháněného zařízení a redukovaný hluk.Měniče frekvence a harmonické v napájecí síti Měniče frekvence však s sebou nesou také generování harmonických v síti, což vede k přídavným ztrátám v transformátorech, ka-belech i v motorech. Tento jev vychází z fyzi-kálního principu konstrukce měničů frekven-ce, kdy na vstupu jsou pro výkony používa-né v budovách nejčastěji klasické šestipulzní diodové usměrňovače. Generované proudové harmonické však lze ovlivnit vhodnou kon-cepcí měniče. Významným konstrukčním prvkem ovlivňujícím THD (Total Harmonic Distortion) jsou použité tlumivky, a to buď na střídavé straně (AC), nebo ve stejnosměrném meziobvodu (DC).ACH550 nabízí patentované řešení Měniče frekvence ABB typu ACH550 (0,75 až 355 kW), určené pro systémy HVAC, používají DC tlumivku zajímavé patento-vané konstrukce. Princip je ve využití vše-obecně známého principu tlumivky s pro-měnnou indukčností, tzv. Swinging Choke (přesytky), v oboru měničů frekvence. Či-nitel harmonického zkreslení THD je zá-vislý na hodnotě indukčnosti, větší indukč-nost snižuje hodnoty THD. THD však ra-pidně roste, jestliže klesá zatížení. Z tohoto důvodu vznikla myšlenka použít tlumivku s proměnnou indukčností, jejíž indukčnost roste při malých proudech. Jednoznačně je prokázáno zmenšení zkreslení THD měniče až o 24,2 % v porovnání s měničem se stan-dardní stejnosměrnou tlumivkou.Další předností použití Swinging Choke je omezení zvlnění proudu ve stejnosměrném meziobvodu při částečném zatížení, což pro-dlužuje životnost kondenzátoru. Také je zlep-šeno tepelné využití při plném zatížení, tedy účinnost. Rovněž ztráty při částečném zatíže-ní jsou mnohem menší díky zmenšenému ob-sahu harmonických. Jak již bylo řečeno, sys-témy v budovách využívají měniče frekvence právě pro možnost regulovat průtok vzduchu podle potřeb, a často jsou provozovány při částečném zatížení. S měničem ACH 550 a díky použité speciální DC tlumivce je zaruče-no splnění normy ČSN EN 61000-3-12, která platí pro veškerá zařízení a instalace ve sta-Ing. Naděžda Pavelková, Ph.D., Senior product manažer, ABB s. r. o.Obr. 1. Budova Qubix Obr. 2. Měniče ACH550