미래 HVAC 팬 효율 표준을 위한 모터, 드라이브 선택의 핵심

미국 에너지부(DOE)가 오랫동안 기다려온 팬 효율성 테스트 및 효율성 표준 규칙의 최종 버전을 발표하면 국가 에너지 관리 퍼즐의 중요한 응용 프로그램에 규정을 적용하게 됩니다. 그 동안 업계 구성원들은 상업 및 산업 팬을 위한 최초의 새로운 규정이 운영에 어떤 영향을 미칠지 토론하고 있습니다.

두 가지가 확실합니다. 첫째, 규칙은 팬 전력 소비를 줄여 전체 건물 에너지 비용을 낮추는 데 도움이 되어야 합니다. 팬은 현재 상업용 및 산업용 건물에서 구매하는 전체 전기의 약 18%를 차지합니다. 제안된 대로, DOE의 새로운 규칙은 효율성을 2~3% 향상시켜 향후 60년 동안 약 7000조 BTU의 에너지를 절약할 것으로 예상됩니다.

둘째, 더 많은 공기 역학적 팬 설계가 제안된 규칙을 준수하는 데 필요한 에너지 절약을 반드시 제공하지는 않습니다. 기존 시스템에서는 팬 설계 변경을 구현하기가 매우 어려울 수 있고, 팬 전력의 전부를 차지하는 모터를 업그레이드하면 전력 소비 문제를 해결하기가 더 쉽기 때문입니다. 대부분의 경우 모터 효율을 높이는 것은 팬 효율을 달성하는 데 필수적입니다.

DOE는 이를 이해합니다. 2022년에 발표된 DOE의 데이터 가용성 공지에는 명시된 절감 목표를 훨씬 초과하는 최대 기술 옵션에 대한 팬 재설계가 포함되었습니다. 그러나 28페이지 분량의 문서에는 '모터'라는 단어가 300회 이상 등장했다.

모터 제조업체는 이미 기존 제품이 제안된 새 표준을 준수하는지 궁금해하는 팬 제조업체로부터 문의를 받고 있습니다. 또한 많은 사람들이 가장 경제적인 비용으로 필요한 효율 출력을 달성할 수 있는 모터 및 드라이브 대안을 찾기 시작했습니다.

새로운 설치의 효율성을 높이기 위해 상업용 팬 시장은 기존의 벨트 구동 팬 대신 직접 구동 팬을 사용하는 방향으로 전환하고 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 팬 프로펠러는 직접 구동 팬의 모터 샤프트에 직접 연결됩니다.

이러한 변화에는 몇 가지 실질적인 이유가 있습니다. 프로펠러가 모터 샤프트에 직접 연결되어 있기 때문에 직접 구동 팬은 동력 전달 손실을 겪지 않습니다. 이에 비해 벨트 구동 팬은 10~30%의 효율성 손실을 가질 수 있습니다. 직접 구동 팬은 더욱 안정적이고 유지 관리가 더 쉬우며 일부 작동은 사실상 유지 관리가 필요하지 않습니다. 벨트 구동 팬은 정기적인 유지 관리가 필요하며 파손될 위험이 있습니다.

우리 모두가 최종 테스트 및 효율성 표준 규칙을 기다리는 동안 명심해야 할 몇 가지 사항은 다음과 같습니다.

이는 제조업체가 다른 업계에서 자체적인 DOE 에너지 효율 규정을 충족하는 데 필요한 모터/드라이브 기술을 개발했기 때문입니다.

주거용 HVAC 산업은 통합 모터 및 제어(IMAC) 기술을 조기에 채택하여 선두를 달리고 있습니다. 모터를 온보드 제어 장치 또는 가변 주파수 드라이브와 결합함으로써 IMAC

시스템 요구에 따라 다양한 속도로 1~15hp 범위의 모터를 작동할 수 있습니다. 15년 전에 처음 도입된 IMAC는 이제 주거용 HVAC 시스템의 표준이 되었습니다.

상업용 HVAC 및 펌프 산업은 이제 덜 효율적인 단일 속도 모터 애플리케이션을 연구 지원 및 현장 테스트를 거친 IMACS 및 기타 전력 구동 시스템(PDS)으로 대체하는 추세입니다. (PDS에는 모터와 조정 가능한 속도 드라이브 또는 제어 장치가 포함되어 있습니다. 그러나 IMAC와 달리 두 장치가 반드시 통합 장치로 조립될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.)

모두 팬 산업이 에너지 효율성을 향상시키기 위해 따를 수 있는 명확한 길을 열어주고 있습니다.

오늘날의 상업용 팬 및 송풍기 대부분은 전원을 공급하는 장비가 최대 용량으로 작동하는 경우가 거의 없음에도 불구하고 최대 시스템 요구 사항을 충족하도록 설계된 대형 단일 속도 모터에 의존합니다. 모든 팬이 필요한 효율 출력을 달성하기 위해 더 효율적인 새로운 모터가 필요한 것은 아니지만, 필요한 경우 선택할 수 있는 다양한 대안이 있습니다.