Proje Genel Bakış

Phoenix, Arizona'daki 120.000 fit kare büyüklüğündeki geniş bir perakende kompleks, yaz soğutma mevsiminde kronik HVAC sistem arızaları yaşıyordu. Birden fazla kiracı alanına sahip olan bina, toplamda 150 ton soğutma kapasitesi olan 12 çatı HVAC ünitesine sahipti. Tesis yönetimi yıllarca kompresör arızaları, sık servis çağrıları ve kiracıların yazın yetersiz soğutma konusundaki şikayetleriyle mücadele etti. Yaşlanan ekipmanı yeni yüksek verimli ünitelerle değiştirme kararı alındığında, elektrik yüklenicisinin yaptığı kapsamlı analiz sorunun kök nedenini ortaya çıkardı: orijinal elektrik tesisatındaki ciddi voltaj düşümü.

Orijinal elektrik tasarımı 25 yıl önce bina inşaatı sırasında kurulmuştu ve o zamanki kod gereksinimlerini karşılayan minimum kablo boyutları kullanmıştı, ancak çatı ekipmanına yeterli voltaj sağlamıyordu. Ana dağıtım odasından çatıya kablolama 300 fit'i aşıyordu ve yetersiz boyuttaki kablolar pik soğutma talebi dönemlerinde %8'e yakın voltaj düşümüne neden oluyordu. Bu düşük voltaj, kompresörlerin aşırı ısınarak çalışmasına, başlatma zorluğuna ve erken arızalara yol açıyordu.

Bu vaka çalışması, retrofit projesinin hem ekipman değişimini hem de altta yatan elektrik sorunlarını nasıl ele aldığını ve sistem performansını ve güvenilirliğini önemli ölçüde nasıl iyileştirdiğini araştırıyor.

Sorunun Teşhisi

Orijinal Kurulum Sorunları

• Kablo Boyutu: 40A devreler için #8 AWG bakır kablo
• Kablo Uzunluğu: Çatı ünitelerine 280-350 fit
• Ölçülen Voltaj: Ünite konumunda 198-205V (anma 240V)
• Voltaj Düşümü: Ortalama %6,2, başlatmada %7,8
• Kompresörlere Etki: Telafi etmek için %15-20 daha yüksek akım tüketimi

Voltaj ölçümleri kronik düşük voltaj durumunu ortaya çıkardı. Kompresör voltajı düşük olduğunda, motor gereken çıkış gücünü üretmek için daha yüksek akım tüketmek zorundadır. Bu yıkıcı bir döngü yaratır: daha yüksek akım, motor sargılarında ek I²R ısınmasına neden olur, yalıtım bozulmasını hızlandırır ve erken arızalara yol açar. Daha yüksek akım aynı zamanda zaten yetersiz boyutta olan kablolardaki voltaj düşümünü artırır ve pik talep dönemlerinde sorunu daha da kötüleştirir.

Çözüm: Çatı Dağıtım Paneli

Mühendislik ekibi iki yaklaşımı değerlendirdi: bireysel devre kablolarını daha büyük boyutlarla değiştirmek veya ana panelden tek bir büyük besleyici ile çatıya bir dağıtım paneli kurmak. Dağıtım paneli yaklaşımı daha uygun maliyetli oldu ve üstün voltaj düşümü performansı sağladı.

Yeni Kurulum Tasarımı

• Ana Besleyici: 400A, çatıya paralel 3/0 AWG bakır kablo
• Besleyici Uzunluğu: 300 fit (tek optimize edilmiş rota)
• Besleyici Voltaj Düşümü: Tam yükte %1,8
• Dal Devreleri: #6 AWG, maksimum 50 fit kablolama
• Dal Voltaj Düşümü: Maksimum %0,6
• Toplam Voltaj Düşümü: Maksimum %2,4

Voltaj Düşümü Hesaplamaları

Orijinal Sistem Analizi

Koşullar: #8 AWG bakır kablo, 300 fit, 40A yük, 240V

Hesaplama:

Direnç = 0,628 Ω/1000ft × 300ft × 2 = 0,377 Ω

Voltaj düşümü = 40A × 0,377Ω = 15,08V

Düşüm yüzdesi = (15,08V / 240V) × 100 = %6,3

Sonuç: Voltaj düşümü spesifikasyonları aşıyor

Yeni Sistem Tasarımı

Ana Besleyici: 3/0 AWG bakır kablo, 300 fit, 350A yük, 240V

Direnç = 0,0766 Ω/1000ft × 300ft × 2 = 0,046 Ω

Voltaj düşümü = 350A × 0,046Ω = 16,1V (tam yük)

Düşüm yüzdesi = (16,1V / 240V) × 100 = %6,7

Dal Devresi: #6 AWG bakır kablo, 50 fit, 40A yük, 240V

Direnç = 0,410 Ω/1000ft × 50ft × 2 = 0,041 Ω

Voltaj düşümü = 40A × 0,041Ω = 1,64V

Düşüm yüzdesi = (1,64V / 240V) × 100 = %0,68

Toplam Düşüm Yüzdesi: %1,8 + %0,68 = %2,48 (kabul edilebilir sınırlar içinde)

Sonuçlar ve Faydalar

Performans İyileştirmesi

• Voltaj düşümü: %6,2 → %2,4
• Ölçülen voltaj: ortalama 234V
• HVAC verimliliği: +%18
• Kompresör akımı: -%15
• Çalışma sıcaklığı: -20°F azalma

Ekonomik Faydalar

• Yıllık enerji tasarrufu: $24.000
• Bakım azaltması: %40
• Ekipman ömrü uzatması: 5 yıldan fazla
• Kiracı memnuniyeti: iyileştirildi
• Geri ödeme süresi: 3,2 yıl

İyileştirmelerden sonraki üç yıl boyunca, tesis sıfır kompresör ile ilgili arıza yaşadı. Enerji tüketimi %18 azaldı ve yaz pik talep ücretlerinde önemli tasarruf sağlandı. Kiracılar tutarlı rahat soğutma rapor etti ve tesis yönetimi bakım çağrıları ve ekipman değiştirme maliyetlerinde önemli azalmalar yaşadı.

Öğrenilen Dersler

1. Ekipman Değişiminde Elektrik Sistemini Değerlendirin

HVAC ünitelerini değiştirirken, altta yatan elektrik beslemesini değerlendirmek çok önemlidir. Voltaj düşümü aşırıysa, yeni yüksek verimli ekipman bile kötü performans gösterecektir.

2. Dağıtım Paneli Yaklaşımını Düşünün

Birden fazla uzun devre ile uğraşırken, yükün yakınına bir dağıtım paneli kurmak genellikle bireysel devreleri yükseltmekten daha uygun maliyetlidir.

3. Uzun Vadeli Maliyetleri Değerlendirin

Daha büyük kablolara ilk yatırım daha pahalıya mal olur, ancak genellikle enerji tasarrufu, azaltılmış bakım ve uzatılmış ekipman ömrü yoluyla 3-5 yılda kendini amorti eder.

HVAC Sisteminizi Değerlendirin

HVAC güvenilirlik sorunları ile karşı karşıya mısınız? Voltaj düşümü gizli neden olabilir. Mevcut kurulumunuzu değerlendirmek ve yükseltmeleri planlamak için hesaplayıcımızı kullanın.

Devreyi Kontrol Et

Ticari HVAC Güçlendirme Vaka Çalışması

Zorluk

Çözüm