가변 속도 팬 모터 곡선: 배경 및 영향

작성자: Brett C. Ramirez 및 Jay D. Harmon, 아이오와 주립대학교 | 2022년 12월 6일

우리가 겨울에 적응하기 시작하고 추운 날씨가 곧 사라지지 않을 것임을 깨닫는 가운데, 이 기사에서는 가변 속도 팬을 작동하기 위해 컨트롤러에서 올바른 모터 곡선을 선택하는 것의 중요성과 영향에 대해 논의하는 것을 목표로 합니다. 생산자에게 높은 프로판 및 전기 비용이 다가오고 있는 상황에서 값비싼 에너지 비용의 주요 원인 중 하나인 부적절한 환기율을 재검토하는 것이 필수적입니다.

환기는 겨울철 돼지 사육에서 손실되는 열의 80~90%를 차지합니다. 공기교환은 습도와 유해가스를 줄여 건강한 환경을 제공하는 데 매우 중요합니다. 환기 부족은 건강에 해로운 환경을 만들고 과도한 환기는 귀중한 난방 에너지를 낭비하므로 올바른 균형을 찾는 것이 에너지 절약과 효율성의 핵심입니다.

대부분의 컨트롤러는 전압을 변경하여 팬 속도를 제어합니다. 가변 주파수 드라이브 또는 전기 정류 모터를 사용하는 최신 기술은 아날로그 전압을 사용하여 팬 속도를 변경하므로 에너지를 절약하고 관리가 간편해집니다. 하지만 이 기사에서는 기존 가변 속도 팬 제어에 중점을 둘 것입니다. 흔히 저지르는 실수는 컨트롤러의 백분율 판독값이 팬이 전달하는 전체 공기 흐름의 백분율이라고 생각하는 것입니다. 그렇지 않다.

컨트롤러에 표시된 백분율은 온도에 따라 선형적으로 변경되지만 해당 백분율과 관련된 전압 및 모터의 응답은 선형이 아닙니다. 컨트롤러는 컨트롤러에 표시된 백분율 판독값에 따라 변경되는 전압을 생성합니다.) 모터는 이 전압을 사용하여 해당 RPM(속도)으로 작동합니다. 예를 들어, 70%로 설정된 컨트롤러의 경우 전압 출력은 113V(MC #1), 130V(MC #2), 156V(MC #4), 189V(MC #5) 및 156V(MC #6). 이 속도는 팬이 전달하는 공기 흐름 속도(CFM)를 생성합니다. 이러한 상호 작용은 적절한 컨트롤러 관리에 중요하지만 복잡하고 쉽게 이해되지 않습니다.

이상적으로는 팬의 전체 출력 비율이 컨트롤러의 가변 속도 판독값에 따라 원활하게(선형적으로) 증가합니다. 컨트롤러에서 적절한 모터 곡선을 선택하면 컨트롤러의 판독값이 증가함에 따라 상대적으로 선형적인 증가가 발생합니다. 즉, 팬 출력(CFM)은 팬의 팬 속도(rpm)와 거의 선형입니다. 그러나 이 관계가 시작되는 임계점이 있습니다. 이 지점 아래에서는 팬이 회전하지만 공기가 공급되지 않습니다. 모터 곡선은 모터에 공급되는 전압과 결과적인 RPM 사이의 관계를 설명하는 데 사용됩니다. 모터 곡선은 모터 제조업체와 크기에 따라 다르며 모터마다 다른 모터 곡선이 있습니다. 온도 변화에 따라 환기율이 원활하게 증가하려면 컨트롤러에서 올바른 모터 곡선을 선택하는 것이 중요합니다.

모터 곡선은 가변 속도 팬과 연결된 컨트롤러에 입력됩니다. 일반적으로 한 번 설정하면 팬 모터를 교체하지 않는 한 잊어버립니다. 잘못된 모터 곡선을 선택하면 가변 속도 팬이 단일 속도 팬처럼 작동할 수 있고, 필요한 최소 환기율에 가까워지지 않아 환기 부족 또는 과다 환기가 발생하는 등 몇 가지 부정적인 결과가 발생할 수 있습니다. /또는 전압이 낮아 모터가 조기에 소손될 수 있습니다. 표 1은 해당 팬의 곡선을 따라 여러 지점에서 해당 팬의 증가를 보여줍니다.

가장 낮은 전압 부분에서 10V 증가하면 538cfm이 증가합니다. 다음 10V는 유량을 471cfm만큼 증가시킵니다. 여전히 큰 변화다. 이는 99V와 230V 사이의 총 증가 중 85%가 처음 20V에 있음을 의미합니다. 증가의 마지막 111V는 181cfm만 증가합니다. 따라서 잘못된 모터 곡선을 선택한 경우 컨트롤러에 표시된 백분율이 조금만 변경되면 팬 출력이 매우 작거나 크게 변경될 수 있습니다. 둘 다 잠재적으로 건강에 해로운 환경이나 막대한 에너지 낭비로 이어질 수 있습니다.