BME – Grundfos – Rosenberg Szakmai Nap

Energetikai szabályozások hatása az épületekre

és az iparra

Tisztelettel köszöntjük vendégeinket!

2016. május 3.

Program

Erdei István

GRUNDFOS South East Europe Kft.

Az EU rendeletek által generált új

szivattyú- és motortechnológiák, és

azok alkalmazása

4

EuP/ErP - szivattyúkat érintő

rendeletek

EuP

ErP*

640/2009/EK rendelet

villanymotorokra

641/2009/EK rendelet

nedvestengelyű keringetőkre

* Energy related Products

- passzív elemek, amelyek

befolyásolják az energiafelhasz-

nálást (pl. hőszigetelés)

547/2012/EK rendelet

szivattyúkra

Szivattyúk élettartam költségei

Nedvestengelyű

szivattyúk

Száraztengelyű

szivattyúk

6

641/2009/EK rendelet

7

Mit is jelent az EuP2013

nedvestengelyű keringetőkre

641/2009/EK

• Azok a szivattyúk, amelyek nem teljesítik az „EuP” követelményeket,

nem lehet forgalomba hozni.

• Energiacímkézés megszűnik, helyette az EEI index szerinti osztályozás

kerül bevezetésre (adattáblán).

• Az „Energy Efficiency Index” (EEI) követelmény

EEI≤0.27 2013. január 1-től, és

EEI≤0.23 2015. augusztus 1-től.

• Ezeket a követelményeket csak az elektronikusan szabályozott,

állandó-mágneses motorral szerelt szivattyúk képesek teljesíteni !!!

8

EEI index meghatározása

Hőmérséklet éves változása:

January 1. December 31.

6153544

Üzemidő a fűtési

szezon %-ában

Terhelési profil

Q

H

100%75%50%25%

Q x H = max

Oszt. Energy Efficiency

Index (EEI)

A EEI<0.40

B 0.40 ≤ EEI < 0.60

C 0.60 ≤ EEI < 0.80

D 0.80 ≤ EEI < 1.00

E 1.00 ≤ EEI < 1.20

F 1.20 ≤ EEI < 1.40

G 1.40 ≤ EEI

9

Energia-megtakarítás / EEI

„fejlődés”

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Typical installed

circulator

EuP 2013 EuP 2015 Benchmark MAGNA3

EEI=0,85

EEI=0,27EEI=0,23

EEI=0,20EEI=0,17

-0,01 EEI = 2-3 % energia-megtakarítás

80%

10

Energia-megtakarítás állandó

fordulaton

0

10

20

30

40

50

60

70

UPS 25-60 Alpha2 25-60

Menetes, max. P1 [W]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

UPS 40-180 MAGNA3 40-180

Karimás, max. P1 [W]

43%23%

11

640/2009/EK rendelet

12

EuP a villanymotorokra – 640/2009/EK

rendelet

IE1…3 az új hatásfok osztályok

• Új IE szabvány (International Efficiency class) váltja le az

összes nemzeti, és az európai EFF (CEMEP) kategóriákat.

• IE3 a legmagasabb, IE1 a legalacsonyabb kategória

13

2011. június 16-tól csak min. IE2 kategóriájú motorok, és

azokkal szerelt berendezések hozhatók forgalomba.

2015. január 1-től 7,5 – 375 kW teljesítmény tartományban

csak IE3, vagy frekvenciaváltóval ellátott IE2

motorok, ill. ezekkel szerelt berendezések

forgalmazhatók.

2017. január 1-től az előző pontban meghatározott

követelmény már a 0,75 – 375 kW tartományra lesz érvényes.

EuP a villanymotorokra – 640/2009/EK

rendelet

Villanymotorok - megtakarítási

potenciál

14

15

IE osztályok bővülése

Motortechnológiák IE4 felett ?!

Állandó mágneses szinkronmotor beépített frekvenciaváltóval

• Motor hatásfok a tervezett „IE5 szinten”?!

• IE4 hatásfok a frekvenciaváltóval együtt.

16

Grundfos fejlesztés – SAVER motorokIEC 60034-30-1 (CD) alapján

17

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2

Hat

ásfo

k[%

]

Motor [kW]

SaVer total

SaVer motor

IE4 2-pole 50Hz

IE3 2-pole 50Hz

IE2 2-pole 50Hz

Piaci részesedés (új felhasználás)– IE

hatásfok osztályok szerint

18

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

2000 2015

IE0 IE1 IE2 IE3

Újratekercselés vagy csere ?

• A motorok újratekercselésekor a hatásfok 5-7 %-kal csökken!!!!

• Fő oka a nem megfelelő horony kitöltés.

19

IE3 motorcsere megtérülése:180 nap/év min. üzemidővel számolva

IE1 motor felújításánál – kb. 1 év

IE2 motor felújításánál – kb. 1,5-2 év

20

Hatékonyság növelésének

módszerei

Névleges hatásfok növeléseSzabályozhatóság

Csökkenő hozadék elve Egyre bonyolultabbá váló eszközök

• Adaptív technikák megjelenítése

(öntanuló algoritmusok)

• Kibővült mérő és diagnosztikai

funkciók

Intelligens szivattyúk új generációja

E-szivattyúktól… …a Grundfos iSOLUTIONS

technológiáig

Száraztengelyű / nedvestengelyűTPE3 / MAGNA3

• Karbantartás mentes• Alacsony zajszint• Vízkőkiválás kritikus• Nedvestengelyű ECM technológia

• TPE3 1- és 3-fázisú SAVER motorral (11 kW-ig)• SAVER = IE4 feletti hatásfok, állandó mágneses szinkronmotor• QH, 250m3/h 60m• Közeghőmérséklet:

• MAGNA3; -10 … 110°C, • TPE3 -25 … 120°C (folyamatos)

• Környezeti hőmérséklet:• MAGNA3 max 40°C, TPE3 50°C alap

MAGNA3

TPE3

iSolutions = érzékelők + szabályozás + komplex kommunikációs platform

Állandó nyomás Arányos nyomás

Dp

Szivattyú beépített távadóval

Beépített Dp-

távadóval:

- állandó

nyomáskülönbség

vagy

- arányos

nyomáskülönbség

szab.

MAGNA/TPE2000 és TPE3 sorozat

Beépített távadó

nélkül

A távadótól függő

szabályozásra:

Nyomáskülönbség

Kimenő nyomás

Arányos nyomás

Hőmérséklet szab.

Térfogatáram szab.

Állandó térfogatáram

Állandó görbe

Arányos

nyomás

Hőmérséklet

szab.

Állandó

térfogatáram Szivattyú távadó

nélkül

t QDp p

1000-es sorozat (TPE1000 és TPE2) – szabad

választás

Diagnosztika és optimalizálás MAGNA3 / TPE3 szivattyúkkal

Rendszer hidraulika

• Nyomáskülönbség-mérés (közvetlen távadó)Pontosság: 2% (FS)

• Térfogatáram mérés (számított)Pontosság: 3-5% (FS), görbe 90%-ban

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20

Re

latí

v h

iba

[%]

QInd.mérő [m3/h]

Relatív hiba max. üzemmódban

1. mérés

2. mérés

3. mérés

Magna3 32-120

Diagnosztika és optimalizálás MAGNA3 / TPE3 szivattyúkkal

Optimalizálás trend adatokkal

A.) eset

B.) eset

A.) eset: Q > Qtervezett , beszabályozatlanság, túl nagy alapjel (statikus szab.), alacsony közeghőmérséklet (időjárásfüggő szab.)

B.) eset: túlméretezett szivattyú, tervezettnél nagyobb ellenállás (Q < Qterv)C.) eset: Magas alapjel, beszabályozási probléma (FLOWlimit)

Ábrázolja a jellegmezőben a munkapontok múltbeli változását.Valós üzemi tartomány!!!!

C.) eset

Diagnosztika és optimalizálás MAGNA3 / TPE3 szivattyúkkal

Rendszer energetika

• Hőmennyiség-mérő (megosztó) funkció:• A mérési pontosság +/-1% és +/-10% között

változik az üzemi körülményektől függően.• Külső hőmérsékletmérő (visszatérő ágba)

közvetlenül csatlakozik.• Energia mérleg készítéséhez alkalmazható.

0 25 50 75 100

Megtakarítás a szabályozatlan

szivattyúhoz képest

Megtakarítás arányos nyomás

szabályozáshoz képest

Munkapont

[m]

[m3/h]

Kiegészítő megtakarítás FLOWLIMIT -tel

FLOWLIMIT

Üzemi tartomány

FLOWADAPT egyesíti az AUTOADAPT, valamint a térfogatáramot korlátozó FLOWLIMIT

funkciót. A maximális térfogatáram beállításával növelhető az elérhető energia-

megtakarítás. A MAGNA3 folyamatosan felügyeli az aktuális térfogatáramot.

Kiváltható a térfogatáram korlátozó/ beszabályozó szelep beépítése.

Újdonság

FLOWADAPT

Új irányítási módok FLOWADAPT / FLOWLIMIT

FLOWADAPT az AUTOADAPT

and FLOWLIMIT

kombinációja.

A FLOWLIMIT kombinálható bármelyik szabályozási móddal. Segítségével korlátozható a max. térfogatáram a rendszerben.

WHAT’S NEW

INTELLIGENCE IN THE MAGNA3

FLOWADAPT/ FLOWLIMIT

• FLOWLIMIT segítségével

meghatározhatjuk a szivattyú

maximális térfogatáramát.

• Optimálisan alkalmazható statikus

szelepekkel beszabályozott

rendszerben.

• FLOWADAPT = AUTOADAPT +

FLOWLIMIT

Before After

Szabályozási módok áttekintéseFLOWLimit funkció

Állandó görbe + FLOWLimit

Példa: Hol hagyható el a statikus beszabályozó szelep MAGNA3

alkalmazásával?

Statikus beszabályozó (fojtó) szelep!!

• Ennek a szelepnek a célja korlátozni a max. térfogatáramot.

• Ez beállítható a FLOWLIMIT funkcióval is.

• A hidraulikai beszabályozást nem hellyettesíti a FLOWLIMIT funkció.

Magna 3 – FLOWlimit funkcióKondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása

Q1+2+3+4=100%Q1=25%Q

H

Hidraulikus váltóvagy lemezes hőcserélő

• Példánkban, a méretezési állapotban, az egyes szivattyúk térfogatárama 25%, ami egyenlő a kazánok névleges értékével.

• Részterhelésnél ez megnő, ami a visszatérő hőmérséklet emelkedését eredményezi.

• Ez csökkenti a kondenzációs hőnyereséget, és így a hatásfokot.

Magna 3 – FLOWlimit funkcióKondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása

Q1+2+3Q1=30%Q

H

3 kazán üzemel

• Az egyes kazánok térfogatárama a tervezetthez képest 20%-kal megnő.

Q1=38%Q

H

1 kazán üzemel

• Az egyedüli kazán térfogatárama a tervezetthez képest közel 50%-kal megnő.

Magna 3 – FLOWlimit funkcióKondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása - MEGOLDÁS

Q1+2+3+4=100%Q1=25%Q

H

• MAGNA3 / TPE3 szivattyúk FLOWlimitfunkcióval

• A beállított térfogatáramot nem lépi túl a szivattyú.

Állandó görbe + FLOWLimit

Magna 3 – FLOWlimit funkcióFűtő / hűtő kalorifer térfogatáramának beállítása – „régen”

Hőcserélő Beszab. szelep

Motoros szelep

Visszacsapó-szelep

Tervezett munkapont

Tényleges munkapont (fojtás vagy FLOWlimit nélkül)

Új (beállított) munkapont

Éves villamos energia fogyasztás az új munkapontban:

𝐸𝑣𝑖𝑙𝑙 = 600∙8760100

= 6132 𝑘𝑊ℎ

Fojtáson létrejövő veszteség:

Ph = q ρ g h / (3.6 106) = hidr. telj. (kW)q = térfogatáram (m3/h)ρ = sűrűség (kg/m3)g = grav. állandó (9.81 m/s2)h = szállítómagasság(m)

Ph= 22,5 X 1000 X 9,81 X 2,5 / 3,6 X 106= 0,153 kW = 0,34 kW0,45

Éves energiaveszteség: 0,34 X 8760 = 2978 kWh

Magna 3 – FLOWlimit funkcióFűtő / hűtő kalorifer térfogatáramának beállítása – „most”

HőcserélőMotoros szelep

Visszacsapó-szelep

Magna 3

H

Q

Valós rendszer görbe

Új munkapont FLOWlimit funkcióval

FLOWlimit érték: 22,5 m3/h „Megtakarítás” FLOWlimit funkcióval

Szivattyú választás: MAGNA3 80-40Villamos energia fogyasztás: 2331 kWh/év

Régi megoldás: 6132 kWhÚj megoldás: 2331 kWhKülönbség: 3801 kWh = 62%

Miért osszuk meg a terhelést több

gépre ?

Állandó nyomáskülönbség vagy

kimenő nyomás szabályozásnál a

munkapont a fogyasztás

csökkenésével egyre jobban balra

tolódik, ami jelentős hatásfok

csökkenést okoz.

Q [%]

H [%]

50 100

n=100%

100

25

h=75%70%

70%60%

60%50%

50%

2.

1.

n=50%

3.

Fordulatszám szabályozás „állandó térfogatáramú” rendszerben.

Állandó Dp-szabályozás változó térfogatáramú rendszerben.

Térfogatárammal arányos Dp-szabályozás változó térfogatáramú rendszerben.

1.

2.

3.

Szivattyúcsoport szabályozás

• Hagyományos elrendezés külső szabályozó egységgel.

• Csoportszabályozó bekerülési és telepítési költsége viszonylag magas.

• Megtérülés idő nagy térfogatáramok (>100 m3/h) esetén elfogadható.

• MAGNA3 kétszivattyús / TPE3 max. négyszivattyús• Nincs külső csoportszabályozó• Egyes vagy ikerszivattyúk• Szivattyúk között vezeték nélküli kommunikáció• Irányítási mód: állandó görbe, vagy állandó nyomás

GENIair

Grundfos GO

Grundfos GO

Teljesen új távirányító koncepció:

> szivattyú beállítás

> szivattyú adatok

> jelentések

> adatgyűjtés

> szivattyúcsoportok

> adat klónozás

On-line méretező, és

kiváltó szoftver modul.

Újdonság

Meglévő rendszerek – egy felmérés

eredménye

• 5 év után a beépített elektronikus szivattyúk 80%-a

szabályozatlanul, max. fordulatszámon üzemel!

42

Üzemeltetők oktatása/képzése

?

Megtakarítási potenciál

valós létesítményben

• Szivattyúk – villamos energia megtakarítás

43

Környezetvédelmi szempontok

• Szivattyúk – CO2 emisszió csökkenés

44

Megtérülési idő

• Élettartam költség számítás

45

Köszönöm megtisztelő figyelmüket!