1. ホーム
  2. 技術情報
  3. Moxa
  4. 生産・製造現場、工場、病院、ホテル、ビルの省エネを実現するために必要なHVACの最適化

技術情報

Moxa

生産・製造現場、工場、病院、ホテル、ビルの省エネを実現するために必要なHVACの最適化

  • 2015.01.21

産業用Fieldbus・ツー・イーサネットゲートウェイソリューション

生産・製造現場、工場、病院、ホテル、ビルの省エネを実現するために必要なHVACの最適化

HVACシステムの最適化

米国エネルギー省のレポートによるとHVAC(暖房、換気および空調)システムは、施設の電力の40%~60%を消費するといわれています。それは、確かに理にかなっています。HVACシステムの最適化は、プラントのオペレータが運用コストを削減させるために取るべき最初のステップの1つです。この記事では、HVACシステムのエネルギー消費を最適化するための様々な戦略を発見するために必要なヒントを提供します。

アプローチ 1:可変周波数ドライブ(VFD)を使ったマニュアル制御

マニュアル制御

一般的なHVACディストリビューションシステムは、プラント全体に空気の送風と水を供給するためにいくつかのファンおよびポンプを使用しています。これを実行するために必要な最も重要な要素の1つは、"ドライブ"です。毎日のオペレーションの一部としてHVACシステムは、一定の温度で安定した環境を維持するための調整が必要となります。例えば、オフィスビルは、作業環境が従業員のために十分に快適であることを確認する必要があります。また、生産現場や工場、病院などでは、いくつかの製造プロセスまたは施設が、非常に低温度または適切な温度を保つ必要があります。以前、エンドユーザは、ドライブを制御するために電源のオンまたはオンを手動でのみで行っていました。しかし、現在は、エンドユーザがドライブスピードの制御を可変周波数ドライブ(VFD)技術を利用することが可能となりました。VFDは、現代の産業技術にとって非常に重要な役割を担っています。特に、VFDのドライブスピードは、固定された目標値を維持するための測定可能な環境ファクタ(たとえば、温度)を制御するために使用することができます。VFDのもう一つの重要なメリットは、スタートをよりスムーズにすることでドライブの保護およびドライブの損傷を減らすことができます。実際、多くのアプリケーションにおいてドライブは、殆どの時間、フルスピードで動作する必要がなくドライブが全速力で動作する必要がないことを意味します。ドライブのスピードを調整することができることは、多くのエネルギーをセーブすることができので、より多くのエンドユーザがシステムへのVFDを組み込みたい主な理由の一つであるといえます。さらに、エンドユーザは、現在、VFDのステータス情報を取得することができるのでVFDが異常な動作をした場合、それを見ることにより問題が生じても、できるだけ早くそれを修復することができます。問題を迅速に解決することによりメンテナンスコストとダウンタイムを削減することができます。

アプローチ 2:PLC-VFDの組み合わせで自動モータ制御

自動モータ制御

調査は、HVACシステムにVFD技術を組み込むことは、最大60%のエネルギーのセービングを実現できることを示しています。それは十分、素晴らしいものですが、恐らくすべてが十分であるとはいえないでしょう。例えば最もモダンのVFDが自動VFD制御をセットアップするのに使用することができる基本的な通信オプションをサポートするとしてもHVACシステムにVFDを使っている多くのエンドユーザは、自動制御を使いません。具体的には、殆どのVFDは、Modbus RTUプロトコルをサポートするRS-485インターフェースを備えています。エンドユーザにとっての課題は、コントロールの"オートメーション"の部分を実装するためにPLCを使用する必要があり、そして異なるプロトコルの異なるPLCを使用することです。

プロトコル変換の重要性

MoxaのMGateゲートウェイは、Modbus RTU/TCP、PROFIBUS、PROFINETおよびEtherNet/IPのサポートを含む完全なプロトコルソリューションを提供します。また、MGateゲートウェイは、多くのVFDの統合に必要な要件を満たしています。しかしながら、多くのユーザが、いくつかの要件を満たすには、まだ十分ではありません。最も必要とする要件としては、容易な設置と容易なメンテナンスの2つを実行できることが必要です。1つのゲートウェイは、いくつのVFDに接続することができます。そのためゲートウェイがユーザフレンドリなインターフェースおよび設定ツールを提供できれば、それはエンドユーザにとって極めて大きなメリットとなります。MGateは、Webブラウザを介してすべてのプロトコルセッティングを可能にすることによりンストレーションを容易にするユーザフレンドリなWebインターフェースを提供できるので、まさにそれを実行できます。
さらに、"容易なメンテナンス"要件に対応するためにシステムログ、警報およびプロトコル解析ツールといった機能の貴重な情報をエンドユーザに提供します。MGateは、エンドユーザがトラブルシューティングおよび問題の解決を容易にする診断情報を提供します。診断情報は、内部メモリマッピングエラーおよびプロトコルパラメータエラー、およびビルトインされたプロトコルアナライザは、詳細な分析を行うためのトラフィックキャプチャ機能のサポートが含まれています。プロトコルのセッティングは、ゲートウェイの設定中で最も複雑なアスペクトであることから、重要な診断情報の使用は、エンドユーザが実行するトラブルシューティングに費やすかなりの量の時間を短縮することができます。