Frekans Konvertörleri ve Yüksek Rakımlar
Bu çalışmada yüksek rakımların, frekans konvertörlerinin üzerindeki etkisi incelenmiştir.
03.05.2017 tarihli yazı 4489 kez okunmuştur.
Danfoss Frekans Konvertörü HVAC
Deniz seviyesinde veya deniz seviyesine yakın yerlerde yaşayan insanlar, yüksek rakımda yaşanan günlük sorunlar hakkında pek fazla düşünmez. Bununla birlikte kayak yapmaya giden veya dağların mükemmel manzarasını görebilmek için doğa yürüyüşü yapan insanlar, yükselti etkisini fazlasıyla hissetmiş olurlar.
Normalde koşması veya yürümesi hiç yorucu olmayan bir mesafe, böyle bir yükseklikte çok daha yorucu bir hal almaktadır. Yukarı çıkıldıkça atmosfer katmanının yoğunluğu azaldığından belirli bir bölgede deniz seviyesine göre daha az hava molekülü bulunmaktadır. Yani nefes alındığında vücuda daha az oksijen girmektedir.
Buraya kadar anlatılan kısmın birçok kişi tarafından bilindiğini söylemek yanlış olmaz. Ancak bu durumun Frekans Konvertörleri ile nasıl bir ilişkisi olduğu sorusu akıllara gelebilir. Bu biraz farklı bir konu olsa da havanın ince oluşu frekans konvertörlerinin kurulmasını zorlaştırmaktadır.
Soğutma İçin En Doğru Çözümü Bulma
İlk büyük zorluk havanın ısı atma kabiliyetinden kaynaklanmaktadır. Önceki yazımızda da incelediğimiz gibi deniz seviyesinde frekans konvertörlerinin belli ortam koşulları altında ne kadar iyi soğutulacağı konusunda neredeyse kesin bir beklentiye sahiptik. Ancak rakım yükseldikçe hava yoğunluğundaki azalma, havanın soğutma kapasitesinde bir düşüşe neden olmaktadır. Bu olumsuz etkiden kaçınmanın iki yolu bulunmaktadır:
► AC frekans konvertörünün çıkış akımını düşürmek
► %100 çıkış akımı sağlamaya yetecek kadar ortam sıcaklığını düşürmek.
Yükselti artışının, havanın soğutma kapasitesini azaltmasına karşın dış ortamlarda gerçekleştirilen kurulumlar için çok önemli bir yararı bulunmaktadır. Bu yarar, yükselti arttıkça hava sıcaklığının azalmasıdır. Ortalama olarak her 1000 metrelik yükselti artışında hava sıcaklığı 6.5 °C düşmektedir. Bu veri ortalama bir değer olduğundan frekans konvertörlerinin kurulacağı yerdeki yıllık sıcaklık değerleri ile daha kesin bir bilgi elde edilebilir. “Frekans Konvertörleri ve Düşük Sıcaklıklar” adlı yazıda da değindiğimiz gibi hava sıcaklığı düştükçe frekans konvertörleri üzerinde kar veya buz gibi çeşitli çevresel faktörler etki göstermektedir. İç ortamlarda ise dış ortamdakinden farklı olarak hava sıcaklığına güvenmek pek mümkün değildir. Bu çeşit kurulumlarda, havanın soğutma kapasitesini arttırmanın çeşitli yolları mevcuttur. Bunlardan biri frekans konvertörünün soğutma yerleri üzerindeki hava akışını arttırmaktır. Başka bir yöntem ise frekans konvertörünün bulunduğu çevrenin sıcaklığını havanın soğutma kapasitesini göz önüne alarak klima yardımıyla düşürmektir. Son olarak çeşitli arka-kanal soğutma çözümleri uygulanabilir. Örneğin VLT Automation Drive’da arka soğutma kanalından dışarıdaki düşük sıcaklıklı hava geçirilerek soğutma sistemleri için büyük yatırımlar yapılmadan AC frekans konvertörünün soğuk kalması sağlanır.
Eğer belirtilen seçeneklerden hiçbiri uygun değilse, yüksek rakımlarda soğutma kapasitesine bağlı olarak frekans konvertörünün performansı düşmeksizin çalışabilmesini sağlayan farklı bir çözüm seçeneği mevcuttur. Bu çözüm, fazla ısıyı atmak için doğrudan hava soğutması yerine frekans konvertörünün içerisinde dolaşıma giren çeşitli sıvıların kullanılmasına dayanır. Hava yerine sıvı kullanımıyla yükseltinin soğutma kapasitesi üzerindeki olumsuz etkisi ortadan kaldırılmış olur. Ancak eğer sıcaklığı düşüren bu tür bir sistem sıvı-hava ısı eşanjörü ise, havanın soğutma kapasitesindeki düşüş hesaba katılmalıdır.
Yüksek rakımın frekans konvertörleri için tam olarak ne ifade ettiğini tanımlamak gerekirse; birçoğunun 1000 m yükseltiden itibaren performansının düştüğünü belirtmek gerekir. Genelde durum bu olsa da bazı frekans konvertörlerinin yükselti eşikleri farklı olabilir. Bu nedenle üreticiler bu maksimum yükselti eşiği verisine ürün kılavuzunda yer vermelidir. Vacon® veya VLT Drive’ın 1000 metre yükseklikten sonra performansının ne kadar düştüğünü görmek için Danfoss’un tüm ürünleri için geçerli olan ampirik kurallar belirtilmelidir. 1000 metre üzerindeki her 100 metre için çıkış akımı %1 oranında azalmaktadır. Kullanılan frekans konvertörüne bağlı olarak da çalışabileceği maksimum yükselti 2000 ile 3000 metre arasında değişmektedir.
Eğer frekans konvertörlerinin yüksek rakımlarda çalışabilmesi için performanslarının ne kadar düşeceğini gösteren bir ampirik kurallar bütünü varsa, neden daha ilk başta limit yükseklik belirlemek gerekir sorusu akıllara gelebilir. Bu soruya cevap verebilmek için çok yüksek rakımlarda havanın çok ince olmasının elektronik cihazları nasıl etkilediği incelenmelidir. Enerjiyi üretim tesislerinden istasyonlara dağıtabilmek için yüksek voltaj formunda ileten hatlar incelendiğinde havanın ne kadar yalıtkan olduğu rahatlıkla görülmektedir. Hatlar için yalıtım işlemi yapılmamaktadır; bu nedenle eğer hava bu kadar iyi bir yalıtkan olmasaydı kablolar arasında sürekli atlamalar meydana gelirdi.
Elektronikte bu özellik, devre bileşenleri ve devre tahtasının kaplaması üretilirken hesaba katılmaktadır. Bilgisayar ve cep telefonlarının kayak merkezlerinde veya dağların zirvesine yakın yerlerde bakır çizgiler birbirine çok yakın olsa da sorunsuz bir şekilde çalışması, bu cihazların çok düşük voltajlarda çalışmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle hava çok ince olsa bile bakır bağlantılar arasında herhangi bir atlama olmayacaktır. Ancak frekans konvertörlerinde durum farklıdır; devreden çok yüksek voltajda elektrik geçmektedir. 3 fazda giriş voltajı 690 iken DC bara üzerinde okunan değerin 930 volt civarında olması beklenir. Bu seviye voltajların diğer düşük voltajlı devrelerin yalıtımını etkilemesi için de yeterince yüksektir. Böyle bir durum frekans konvertörlerinin hem kendi güvenliği hem de çevre üzerindeki etkisi açısından kaçınılmalıdır. Bu nedenle ürün kılavuzunda cihazın çalışabileceği maksimum yükseklik belirtilmelidir, aksi takdirde konuyla ilgili üreticiye danışılmalıdır.
Yükselti gibi pek de önemli olmadığı düşünülen bir konu ayrıntılı bir şekilde incelendiğinde ortaya çıkan sonuç şaşırtıcıdır. Frekans konvertörleri çeşidi boyutu ve kurulumuyla ilgili alınacak doğru kararlar yatırımların uzun yıllar boyunca sorunsuz bir şekilde etkisini sürdürmesini sağlar. Danfoss Drives dünya çapında birçok yüksek rakım kurulumu gerçekleştirmiştir. Bu nedenle uygulamanız için size en ideal çözümü sunacağından emin olabilirsiniz.
YAZARIN DİĞER YAZILARI Gemilerde Hibrit Dönüşüm ile % 15 Yakıt Tasarrufu Frekans Konvertörleri ve Yüksek Sıcaklıklar Enerji Verimliliğine Yeni Bir Bakış | AC Frekans Konvertörleri VLT HVAC Frekans Konvertörü | Danfoss Merkezi Isıtma Sisteminde Enerji Tasarrufu Motordan Bağımsız Frekans Konvertörünün Önemli Olmasının 4 Nedeni Alpler’de Tünel Kazı Çalışması Nestle Waters Akıllı Fabrikası İçin VLT FlexConcept Frekans Konvertörleri ve Düşük Sıcaklıklar Motor Sürücüleri ve IP Koruma Sınıfları