Conceptul EATON pentru Clădiri Verzi (II)

Ing. Sorin Zaharia

Eaton dezvolta soluții care conduc la o creștere durabilă în întreaga lume, prin eficientizare, dezvoltand produse eficiente energetic, reducând emisiile de CO2, protejând mediul și conservând resursele mondiale. Durabilitate înseamnă a răspunde nevoilor actuale ale societății noastre în moduri care să permită generațiilor viitoare de a-și satisface propriile nevoi. La Eaton, durabilitatea nu este un program autonom sau o inițiativă. Este modul în care facem afaceri – și este o parte tot mai mare a succesului afacerii noastre.

Am prezentat în numărul trecut câteva aspecte legate de modul în care trebuie să regândim construcțiile viitoare pentru a satisface cerințele unui mediu înconjurător cât mai puțin influențat de acțiunile noastre. Protejarea acestuia prin utilizarea de materiale regenerabile, pe cât posibil de proveniență locală și a căror prelucrare nu necesită eliberarea unor cantități mari de CO2 și prin eficientizarea energetică a clădirilor, reprezintă tendința actuală imprimată construcțiilor de orice gen. Fie că sunt simple case de locuit, cartiere și clădiri rezidențiale, imobile de birouri sau fabrici și clădirile aferente domeniului industrial, toate trebuie să respecte noi criterii de proiectare și o nouă abordare, astfel încât impactul lor social și asupra mediului înconjurător să fie minim.

În acest sens, în condițiile în care în Europa clădirile sunt responsabile pentru 40% din consumul de energie și pentru 36% din totalul emisiilor de CO2, EATON pune la dispoziția dumneavoastră produse și soluții care să eficientizeze construcția și exploatarea oricărui tip de clădire, reducând costurile cu energia cu 35-50% și emisiile de CO2 cu până la 35%.

Dacă în numărul trecut am vorbit despre soluții ca sisteme fotovoltaice, sisteme de management al clădirilor, furnizarea fără întrerupere a energiei utilizând UPS-uri cu până la 99% eficiență, în continuare vom aborda și alte soluții EATON de implementare a tehnologiilor “verzi” pentru toate tipurile de aplicații.

Sisteme de bară capsulată

Sistemele de bară capsulată sunt mai eficiente decât soluțiile cu cabluri, oferind o flexibilitate completă în configurare, o instalare mai rapidă, putând fi ușor adaptate pentru a satisface cerințele de schimbare a funcționalității unei clădiri. Distribuția de putere cu tensiune constantă și fără pierderi de energie, simple, ușor de instalat și reconfigurat, cu un minim de consum al materialelor valoroase, le face alternativa cea mai economică într-un echilibru perfect tehnico-comercial și ecologic în orice domeniu de construcții.

Sistemele de bare XP de la EATON prezintă caracteristica unui concept economic, în condiții de siguranță. Este un sistem inovator de tip “sandwich” pentru o gamă larga de aplicații de la 500 la 6300 A și se potrivesc pentru fiecare tip de instalație. Pierderea de putere este mult mai mică în comparație cu cablul în cadrul aceleiași specificații. Utilizarea resurselor valoroase și scumpe, cum ar fi cuprul și oțelul, este menținută la un nivel minim, fără materiale irosite la fabricație. Acesta este modul în care sistemele de bare capsulate ajută la economisirea energiei și reducerea emisiilor dăunătoare. Toate componentele sunt verificate temeinic și respectă standardul IEC 60439-2, fiind testate și certificate de laboratoarele ASTA din Anglia. Aceste sisteme de bară capsulată se pot utiliza pentru distribuția sigură și fără pierderi a energiei pornind de la transformator, tablouri generale, la distribuția pe verticală în clădirile înalte și până la distribuția de putere în hale industriale, fiind ușor extensibile, permițând în orice moment conectarea/deconectarea consumatorilor fără întreruperea energiei, ocupând totodată mai puțin spațiu, putând fi reutilizate la o nouă configurare a clădirii (spre deosebire de cabluri care de cele mai multe ori trebuie înlocuite).

Celule de medie tensiune

Emisiile de hexaflorură de sulf (SF6), reprezintă o contribuție majoră la schimbările climatice. Potențialul de încălzire globală pentru o cantitate similară este de 22.800 de ori mai mare decât în cazul CO2. În plus, SF6 are o durată de viață în atmosferă estimată de până la 3.200 de ani. Cu toate acestea, producția acestui gaz cu efect de seră este extrem de activă în continuare pe tot globul. EATON este un adevărat pionier în construcția celulelor de medie tensiune fără SF6.

Noua serie Xiria dovedește că “mai puțin este pur și simplu mai mult“, utilizând întrerupătoare în vid extrem de mici și carcase complet închise, protejate împotriva influențelor mediului. Nu sunt utilizați lubrifianți, așa că nu necesită întreținere. Modulele sunt pregătite pentru utilizare în rețele “Smart Grid” de la semnalizare și măsurare până la operarea totală de la distanță.

Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră datorită proiectării fără SF6, mai puține pierderi de energie datorită întrerupătoarelor în vid, condiții de siguranță sporite datorită în special conformității cu standardele IEC în ceea ce privește protecția la arc liber, fac ca celulele Xiria să fie opțiunea cea mai avantajoasă.

Xiria Ring Main Units – acest sistem de distribuție a energiei electrice fără SF6 și ecologic datorită unui design compact, a izolației în aer și a întreruptorului solid cu comutare în vid, fără mentenanță, funcționează excepțional, într-un mod eficient din punct de vedere energetic. În plus, aceste serii sunt certificate “Eaton Green Solution” și poartă simbolul “Leaf Green”.

Baterii de compensare și filtre

Instalațiile de corecție a factorului de putere sunt utilizate pentru a optimiza consumul de energie reactivă, cu scopul de a obține zero distorsiune a tensiunii de ieșire, îmbunătățind calitatea curentului furnizat și optimizând eficiența transformatoarelor. Sistemele Eaton pentru compensarea energiei reactive asigură un factor de putere cât mai aproape de optimul posibil. Acest lucru previne fluctuațiile de energie și pierderile de linie, reduce costurile cu energia și asigură că nu vor fi defecte, pentru sisteme cu sarcină variabilă, cum ar fi schimbătoarele de încălzire, instalațiile de condiționare a aerului, motoarele și ascensoarele. În consecință, se reduc emisiile de gaze cu efect de seră și se crește durata de viață a echipamentelor electrice, grație calității alimentării cu energie.

Tablouri generale de distribuție

Proiectarea tablourilor generale este extrem de importantă din punct de vedere al eficienței energetice. Utilizarea echipamentelor testate (TTA sau PTTA) este o garanție a unei bune funcționalități, a alimentării continue cu energie, datorită minimizării riscului de apariție a unor defecte majore și izolării acestora în cazul în care totuși apar. Optimizarea acestor tablouri duce la o reducere semnificativă a spațiului destinat lor, reduce costurile cu echiparea, transportul, instalarea și operarea. Acestea utilizează un număr minim de componente, cu materiale fără impact major asupra mediului. Toate echipamentele de la EATON pot fi integrate cu succes în rețele de tip „Smart Grid“, în domeniul rezidențial sau industrial, acoperind toată gama de curenți până la 6000 A, inclusiv în aplicații cu automatizări de procese industriale.

Tablourile de distribuție Xenergy de la EATON, tablouri TTA (Type Tested Assambly) sunt destinate utilizării în instalații de alimentare cu energie a clădirilor de birouri sau a clădirilor industriale. Este un ansamblu kit care utilizează componente standardizate și special construite pentru montarea fiecărui tip de aparat în parte, permițând, datorită flexibilității sistemului, funcționarea instalației cu una, două sau mai multe alimentări, cu transformatoare și/sau grupuri generatoare.

Pentru aplicațiile industriale, acolo unde există acționări multiple cu motoare, se poate folosi sistemul Modan sau Power Expert, echipamente cu sertare debroșabile, care prezintă avatajul înlocuirii rapide a modulelor de alimentare aferente circuitelor defecte, limitând la maxim pierderile datorate întreruperii alimentării cu energie.

Convertizoare de frecvență și softstartere

Pentru a valorifica la maximum întregul potențial al eficienței energetice a unei clădiri, este esențial să se determine potențialul de economisire a energiei pentru fiecare componentă în parte. Noile convertizoare de frecvență și softstartere de la EATON îndeplinesc toate cerințele pentru porniri și comutații cu economisire de energie.

Aproximativ 65% din energia electrică utilizată “rotește“ sarcini centrifugale cum ar fi pompe, ventilatoare, suflante și compresoare acționate în marea lor majoritate de motoare cu turație fixă. La acest tip de acționare (la care motorul funcționează la turația nominală) este nevoie de o modalitate de reglare externă, cum ar fi: vane fluture, clapeți, vane admisie, aeratoare, sisteme de reglare mecanică a turației sau sisteme de recirculare. Totuși, aceste modalități de reglare risipesc energia, disipă putere prin frecare sau pierderi de căldură. Se pot face estimări ale timpilor de funcționare pentru pompe sau ventilatoare la diferite debite pe perioada de un an și se poate corela reglarea turației motoarelor care le acționează cu aceste statistici, rezultând în final economii importante în consumul de energie.

Convertizoarele de frecvență de înaltă performanță de la EATON controlează viteza motoarelor cu o precizie absolută în conformitate cu sarcinile necesare. Această formă discretă de utilizare eficientă a energiei oferă economii de energie de 10 – 70%, în funcție de aplicație.

Dacă reducem turația motorului cu 20%, debitul scade la 0.8, presiunea în instalație la 0.64 (0.8 x 0.8) și puterea consumată la 0.51 (0.8 x 0.8 x 0.8) din valorile nominale. Astfel, pe o perioadă mare de timp, față de o reglare mecanică a debitului, reglarea cu convertizor realizează câștiguri importante din punct de vedere al consumului de energie, costul inițial al instalației putând fi recuperat într-un timp mai scurt.

Exemplu:

Pentru o instalație cu vană de reglaj:

Pierderi în vană =~ 11kW;

Pierderi în conducte =~ 8kW;

Pierderi în pompă =~ 11kW;

Presiune necesară în instalație = 37kW;

Putere necesară estimată = 11+8+11+37 = 67kW adică un motor de 75kW;

Pentru aceeași instalație dar cu convertizor:

Pierderi în vană = 0kW;

Pierderi în conducte =~ 6kW;

Pierderi în pompă =~ 7,5kW;

Presiune necesară în instalație = 37kW;

Putere necesară estimată = 0+6+7,5+37 = 50,5kW adică un motor de 55kW.

Noile convertizoare de frecvență de la EATON, M-Max™ și H-Max™ sunt soluția ideală. Ele ajustează în mod optim viteza dorită în funcție de necesități. Ele asigură în mod fiabil  secvențele necesare utilajelor cu motor și contribuie la siguranța în exploatare și la economii efective de exploatare, printr-un un control precis al motoarelor și sarcinilor, ajută la realizarea unor economii de energie de până la 50%, previn apariția vârfurilor de tensiune la pornire, reduc capacitățile în exces la perioadele de vârf, având un controlul total de la distanță printr-o magistrală de date.

Proiectate din punctul de vedere al utilizatorului, rapid de instalat și de pus în funcțiune și echipate cu capabilități extinse de diagnosticare, noile convertizoare de frecvență M-Max sunt ideale pentru o gamă largă de aplicații de la 0.25 kW la 18.5kW la 400V.

Seria H-Max este deosebit de potrivită pentru utilizarea în aplicații pentru Încălzire, Ventilație, Aer condiționat (HVAC). Funcții importante pentru aplicațiile în construcții sunt integrate cu interfețe BACnet și Modbus, RS485 și Ethernet, controlere PID și un comportament precis definit, în caz de incendiu. Variatoarele de frecvență sunt disponibile în două modele diferite din punct de vedere al gradului de protectie, IP21 și IP54, pentru motoare de 1.1 – 160 kW.

Softstarterele sunt o alternativă în multe aplicații în construcții pentru o pornire lină a motoarelor, care să solicite cât mai puțin sistemul de alimentare. Funcționarea lor de zi cu zi ajută la reducerea costurilor, deoarece prelungesc ciclul de viață al unui motor printr-o pornire lină de fiecare dată și cresc durata de viață a componentelor mecanice pe care aceste motoare le acționează.

Noul softstarter DS7 este ideal pentru aplicațiile cu pompe și ventilatoare. Această tehnologie inteligentă lungește intervalele de service și reduce costurile de exploatare pentru componentele ce controlează infrastructura clădirii.

Estimatorul pentru simularea consumului și economisirea de energie de la EATON este un program cu care se pot verifica energia estimată și economisirea de CO2 (amprenta de carbon), precum și timpul de recuperare al investiției atunci când se utilizează soluții alternative cu convertizoare. Programul ia în considerare toți factorii importanți, cum ar fi timpul de execuție, cerințele de funcționare, costurile cu energia sau cu investițiile. Raportul final oferă, de asemenea, mai multe reprezentări grafice care pot fi selectate de către utilizator. Programul creează, de asemenea, diagrame suplimentare, care sunt puse la dispoziție pur și simplu cu un “clic” pe butoanele corespunzătoare.

Acestea și multe alte echipamente și soluții de la EATON ajută atât proiectanții, cât și constructorii, instalatorii, consultanții și beneficiarii să realizeze construcții cu un înalt grad de tehnicitate, adaptate la cerințele actuale și viitoare și să ofere lumii clădiri care să respecte cele mai înalte criterii de protecție a personalului, cu un impact din ce în ce mai redus asupra mediului.