Трансформатор за електрификацију топлотном пумпом: Размер комерцијалних ретрофитса за инруш и зимски пик

У једном школском кампусу у јужном Онтариоу су се гасни котлови уклонили летом 2026. и замењени 420 кВт топлотним пумпама из ваздуха. Механичар је правилно измерио димензије компресора. Електрични пакет је и даље пропао првог хладног јутра: покретање водећег компресора повукло је 1200 А главни до 398 В, а два VFD-а на крову су се повалила на ниско напон пре него што је друга фаза икада ступила. У трансформатор за електрификацију топлотне пумпе је ретко редова елемент о коме се неко расправља на цртежу ретрофит, и то је управо зато што се завршава под-наведени.

 

Електрификација ретрофитс прекида преобраћајне претпоставке

Гасни котл и топлотна пумпа испоручују исту топлоту. На електричном цртежу немају ништа заједничко. Котел је трошио неколико стотина вата за циркулатор и контролу горила. Топла пумпа повуче стотине киловата кроз херметичне моторне компресоре, и повуче их у блоковима: покреће, покрене, одмрзне, покрене.

Постојеће услуге су биле димензионисане око летњег хладног врха и разноврсног оптерећења осветљавањем. Последична опрема за грејање помера врх до зимског јутра, када су оптерећења осветљења и вентилације такође близу максимума, и претвара топлотну оптерећење у моторно оптерећење. То је место где трансформатор за електрификацију топлотне пумпе одлука заправо почиње, а не на табели за избор компресора.

Постоји трећа промена коју рачунање оптерећења рутински пропуштају. Оригинални прорачунавање услуге је садржало факторе потражње, који су одобрени за зграду са гасом, са кратким зимским врхом и малим садржајем мотора. Поново примјењивање тих истог претпоставка разноликости на инсталацију за топлотне пумпе потцењује оптерећење, јер се стадијски компресори не диверзификују на начин на који се оптерећења посуда и осветљења чине.

 

Математика оптерећења: Шта топлотне пумпе заправо траже од сервиса

Почни са капацитетом за пројектовање, а не са капацитетом за напис. Називна 420 kW инсталација за извора ваздуха у јужном Онтарио може да испоручи 420 kW на 8,3 °C и само око 68% тога на -15 °C дизајнерским условима. Публиковане табеле капацитета показују пад; оно што мање јасно показују је да се електрични улаз повећава истовремено, јер ЦОП пада од отприлике 3,4 на 1,8.

Ево арифметике са кампуса горе, која је типична за средње комерцијалне ретрофит на 480 В:

• Топлотне пумпе, 2 модула х 210 kW: 233 kW електричне на -15°C, COP 1.8
• Циркулационе пумпе, 4 константне брзине: 22 kW, континуирано
• Контрола и БМС: 4 kW, континуирано
• Резервна отпорност, 4 фазе: 120 kW, само испод конструктивне температуре
• Проектно електрични укуп: 379 кВт, око 407 кВА на 0,93 фактора снаге

 

 

То је 407 кВА оптерећења. То није величина трансформатора. Растојање између ових два броја је где су буџети за модернизацију погрешни у оба правца, а следећи део је о затварању без куповине 40% више бакра него што ће зграда икада користити.

 

Размер трансформатора за електрификацију топлотним пумпама

Члан 440 НЕК-а регулише кола мотор-компресора и тражи струју номиналног оптерећења, а не струју на име на хладњачким компресорима. Укупни подаци и услуге и даље се користе у чланку 220, и НФПА 70 је текст који ће ваш инспектор прочитати. Практично: изградити величину трансформатора од израчунатог оптерећења који укључује компресор номиналне оптерећења струје, етапирана резервна топлота, улазна струја да покретање тих компресора ствара, и натежу зграде која остаје повезана.

У случају Онтарија задржана натовареност зграде након уклањања котала износила је 520 кВА. Укупно је било 927 кВА. Постојећа 750 кВА блока са падовима већ је радила близу 98% у врхунске летње дане, тако да поновна употреба није била на столу. Спецификовали смо 1.500 кВА, 13,8 кВ делта до 480Y/277 В, 5,75% импеданце, што је следећа стандардна величина и оставља око 35% простора за другу фазу истог програма.

Три броја следе директно и свака мења хардвер. Примарна струја је 62,8 А. Секундарна струја пуног оптерећења је 1,804 А. Доступна секундарна струја повреда на терминалима је око 31 кА, а та бројка одлучује да ли се прекидач наручује на 42 кА или 65 кА. То је такође број који извођачи најчешће заборављају да траже.

Једна упозорење за пуњење. А трансформатор сувог типа не носи трајно преоптерећење као што то чини јединица пуна уља. ИЕЕЕ C57.12.01 бази сувог типа на 30 °C просечно и 40 °C максимално окружно, а покрив у јулу се налази много изнад тога. Радовање суве јединице на 100% наметне табеле унутар кућа на 50 °C је одлука о трајању трајања замаскирана као конзервативна.

 

Улазак и пад напона: Где ретрофистирање обично не успева

Покретни поток мотора преко трансформатора је приближно почетни кВА подељен на трансформаторски кВА, помножен на процентну импеданцу. Компресор од 90 кВт са струјом 140 А на номиналном оптерећењу и струјом 6x блокираног ротора узима око 840 А на 480 В, што је 698 кВА почетне потражње. На 1500 кВА јединици са 5,75% импеданце, што је приближно 2,7% пад, удобно у оквиру 10% који већина комуналних услуга дозвољава на сервисној тачки.

Смањити трансформатор на 1.000 кВА и исти компресор производи 4,0% пад. Сада ставите два компресача на исту команду за стајање и дуплирање за делом секунде, што је услов који покреће ВФД и ресетира контроле. Јефтини ретрофит секвенци раде управо то, јер логику за поставку пише механички извођач и не прегледа нико са електричне стране.

Улазна струја у енергизацији је посебан и већи догађај. Хладна јединица од 1.500 кВА може да користи 8 до 12 пута номиналну струју за првих 0,1 секунде, што на 480 В значи 14.000 до 21.000 А. Остави главни прекидач на тренутном подешавању на фабричком поузданом и дан пуштања у рад почиње уз узнемирујући пут, након

То је део који купци пакета ретко виде у цитирању. Свака јединица коју испоручимо у ретрофит оставља израчунату обвију за упад који је прикачен на извештај рутинског теста, тако да извођач може да постави кратко време одлагања или да наведе тачку на таласу затварање пре него што камион дође. На пројекту школе у Вермонту, у електричној спецификацији наведена су амперци са закљученим ротором за компресоре, али представљени листови за резање цитирали су само амперце са номиналним оптерећењем. Преглед пријаве је ухватио несагласност три недеље пре испоруке уместо у 6 сати у јануару.

 

Хармонике из инвертерских компресора и шта они раде на намотању

Инверторски покрећени компресори са ролом и вијаком се не понашају као мотори преко линије. Њихови предњи крајеви привлаче несинусоидну струју, обично 25% до 40% укупног хармоничног струјског искривљења при делимичном оптерећењу, а тај спектар се налази у намотању као додатни губитак вихре-тока и локализовано грејање. А трансформатор сувог типа изабрана само на кВА ће радити вруће него што је његова табела указује на тачно у сата када је централа на 30% капацитета.

Постоје два корисна одговора. Укажите јединицу са К-рейтингом, К-4 када је присутна неколико приводилаца и К-13 када доминирају ванзване јединице VRF или велике пакете VFD, или понижите конвенционалну јединицу користећи методу хармоничног фактора губитка. Оба су легитимна; игнорисање питања није, посебно на системима ВРФ-а где двадесет малих инвертерских јединица додају своје искривљење на истој тачки дистрибуције.

Втори ефекат је водећи фактор снаге при лаком оптерећењу. ДиЦ-линк кондензатори гурат струју испред напона када биљка не ради на 20% на благим данима, тако да трансформатор за електрификацију топлотне пумпе у овом случају, уколико је заузвратна вредност 0.93 сада ради на 0,85 водећег. Ништа не пропада одмах, али рачунари, кондензаторске банке и паралелна управљања генераторима почињу да се понашају чудно. Реците инжењеру, пре него што га открију на бројуча.

 

Хладна клима, резервна топлота и проблем са постављањем

Под -12 °C, стандардне јединице за извора ваздуха пружају 55% до 65% номиналног капацитета. Уједини са хладном климом задржавају 70% до 80% и одржавају ЦОП близу 1,8. Без обзира на пропад, отпорна топлота га попуњава, а отпорна топлота долази као степеница оптерећења. Резервна банка од 120 кВт, постављена у четири корака од 30 кВт, додаје 36 А по кораку на 480 В. Индивидуално, то није ништа. Сва четири набавке на један позив је 120 кВ корак промена у мање од секунде, а трансформатор величине на тачно израчунато оптерећење нема одговор за то.

Опустивање је скривени врх. Обрнуто-циклно одмрзавање извлачи топлоту из цикла зграде док компресори остају у току, а биљка са осам модула може да се одмрзава по реду у влажно 2 °C јутро. Проектирајте за случај сукобног одмрзавања, а не за табелу стабилног капацитета, и ставите струју уступања рестартова у исти прорачун.

Окретање и окружење заслужују више пажње него што им обично даје спецификација за хладну климу. Кондензација на деенергизованој сувој навијачи на -25 °C, након чега следи брза рампа за радне оптерећење, је истински пут неуспеха; грејачи простора и термостат који заправо функционише нису додатни додаци. За маслана подлога у истој клими, тачка заливања течности и вискозитет хладног покретања припадају спецификацији, а не у подножњу белешку.

 

Од пројекта до испоруке: Шта градимо и шта тестирамо

Рајан Електрик је УПО-ови производи су на тржишту. изградили 1.500 кВА јединица као што је ова у објекту од 120.000 м2 у Јиангсуу са 180+ сетова производње и тестирања опреме и 37 патента. Као партнер у заједничком подухвату Итон од 2023. године, радимо на истој дисциплини губитка и импеданце коју примењују већи северноамерички ОЕМ производи, и објављујемо рутинске тестове уместо да их садрже.

Свака јединица ради у рутинској секвенци ИЕЕЕ Ц57.12.90: отпор на намотање, однос, поларитет, губитак без оптерећења, губитак оптерећења, импеданца, примењен напон и индуцирани напон, плус тест типа температуре на дизајну. Импеданса се држи на ±7,5% од наведене вредности, што је важно када комунална компанија проучава струју грешке пре одобрења надоградње услуге. Та студија је такође разлог трансформатор сувог типа цитат треба да изричито наведе импеданцу, а не да је остави фабричком поузданом.

Сертификација је када УПО-ови производи су на тржишту. или има документе или не. UL 1561 за суве јединице за општу употребу, CSA C22.2 No. 66 за Канаду, cULus када се оба тржишта примењују. На кампусу у Онтарију, комунална компанија је желела да се ознака ЦСА прочита на табели и да се извештај о тесту може пратити до серијског броја. Оба су била у поштанској коверти, и инспекција је прошла на првој посети.

 

 

Доставка је трајала 16 недеља од одобреног цртања, а власник је био сведок рутинских тестова. Након наше обавештења о пуштању у рад, стадијска топлота отпора је поново повезана са двостепеним управљањем и измерена падања сервиса на резервном ангажовању пала је са 3,9% на 1,8%. То је коштало контактор и два сата електричара.

 

Следећи корак

Ако преобразујете зграду са гасом, шаљите четири ствари: загревање на пројектован дан са табелом капацитета иза њега, компресорно наметнуто оптерећење и роторну струју са закључавањем, задржано оптерећење зграде и окружење затвора. Враћамо табелу величине са израчунатим кВА, предвиђеном падом напона, доступном струјом грешке и препоруком за К-фактор, обично у року од два радна дана.

Питајте за УПО-ови производи су на тржишту. документ постављен истовремено: извештај о рутинском испиту, референца UL или CSA листе и изјава о толеранцији импеданце. Рецензенти за корисне услуге траже те три, а ако су спремни, одобрење за надоградњу услуге се скраћује много више него што ће било које преговорање о цени.

O autoru Овај чланак је написао тим за инжењерство трансформатора у Рајан Електрик, произвођачу сертификованом UL / CSA и партнеру за заједничко подухват Еатон са седиштем у Јиангсуу, Кина, који испоручује суво-типе, уље-потопане и преобрати