BME Grundfos Rosenberg Szakmai Nap nergetikai szabályozások hatása az épületekre és az iparra. Tisztelettel köszöntjük vendégeinket! május 3.

Átírás

1 BME Grundfos Rosenberg Szakmai Nap nergetikai szabályozások hatása az épületekre és az iparra Tisztelettel köszöntjük vendégeinket! május 3.

2 Program

3 Az EU rendeletek által generált új szivattyú- és motortechnológiák, és azok alkalmazása Erdei István GRUNDFOS South East Europe Kft.

4 EuP/ErP - szivattyúkat érintő rendeletek ErP* * Energy related Products - passzív elemek, amelyek befolyásolják az energiafelhasználást (pl. hőszigetelés) EuP 640/2009/EK rendelet villanymotorokra 641/2009/EK rendelet nedvestengelyű keringetőkre 547/2012/EK rendelet szivattyúkra 4

5 Szivattyúk élettartam költségei Nedvestengelyű szivattyúk Száraztengelyű szivattyúk

6 641/2009/EK rendelet 6

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 január 1-től, és EEI augusztus 1-től. Ezeket a követelményeket csak az elektronikusan szabályozott, állandó-mágneses motorral szerelt szivattyúk képesek teljesíteni!!! 7

8 EEI index meghatározása Hőmérséklet éves változása: Oszt. Energy Efficiency Index (EEI) H Q x H = max A EEI<0.40 B 0.40 EEI < 0.60 C 0.60 EEI < 0.80 January 1. December % 50% 75% 100% Q D 0.80 EEI < 1.00 E 1.00 EEI < 1.20 F 1.20 EEI < 1.40 G 1.40 EEI Terhelési profil Üzemidő a fűtési szezon %-ában 8

9 Energia-megtakarítás / EEI fejlődés EEI=0, EEI=0,27 EEI=0,23 EEI=0,20 EEI=0,17 80% 10 0 Typical installed circulator EuP 2013 EuP 2015 Benchmark MAGNA3-0,01 EEI = 2-3 % energia-megtakarítás 9

10 Energia-megtakarítás állandó fordulaton Menetes, max. P 1 [W] 43% UPS Alpha Karimás, max. P 1 [W] 23% UPS MAGNA

11 640/2009/EK rendelet 11

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 12

13 EuP a villanymotorokra 640/2009/EK rendelet június 16-tól csak min. IE2 kategóriájú motorok, és azokkal szerelt berendezések hozhatók forgalomba január 1-től 7,5 375 kw teljesítmény tartományban csak IE3, vagy frekvenciaváltóval ellátott IE2 motorok, ill. ezekkel szerelt berendezések forgalmazhatók január 1-től az előző pontban meghatározott követelmény már a 0, kw tartományra lesz érvényes. 13

14 Villanymotorok - megtakarítási potenciál 14

15 IE osztályok bővülése 15

16 Motortechnológiák IE4 felett?! Állandó mágneses szinkronmotor beépített frekvenciaváltóval Motor hatásfok a tervezett IE5 szinten?! IE4 hatásfok a frekvenciaváltóval együtt. 16

17 Hatásfok [%] Grundfos fejlesztés SAVER motorok IEC (CD) alapján 100% 95% 90% 85% SaVer total 80% 75% 70% SaVer motor IE4 2-pole 50Hz IE3 2-pole 50Hz IE2 2-pole 50Hz 65% 60% 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 Motor [kw] 17

18 Piaci részesedés (új felhasználás) IE hatásfok osztályok szerint 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% IE0 IE1 IE2 IE3 18

19 Újratekercselés vagy csere? A motorok újratekercselésekor a hatásfok 5-7 %-kal csökken!!!! Fő oka a nem megfelelő horony kitöltés. IE3 motorcsere megtérülése: 180 nap/év min. üzemidővel számolva IE1 motor felújításánál kb. 1 év IE2 motor felújításánál kb. 1,5-2 év 19

20 Hatékonyság növelésének módszerei Névleges hatásfok növelése Szabályozhatóság Csökkenő hozadék elve Egyre bonyolultabbá váló eszközök Adaptív technikák megjelenítése (öntanuló algoritmusok) Kibővült mérő és diagnosztikai funkciók 20

21 Intelligens szivattyúk új generációja E-szivattyúktól a Grundfos isolutions technológiáig

22 Száraztengelyű / nedvestengelyű TPE3 / MAGNA3 Karbantartás mentes Alacsony zajszint Vízkőkiválás kritikus Nedvestengelyű ECM technológia MAGNA3 TPE3 1- és 3-fázisú SAVER motorral (11 kw-ig) SAVER = IE4 feletti hatásfok, állandó mágneses szinkronmotor QH, 250m 3 /h 60m Közeghőmérséklet: MAGNA3; C, TPE C (folyamatos) Környezeti hőmérséklet: MAGNA3 max 40 C, TPE3 50 C alap TPE3 isolutions = érzékelők + szabályozás + komplex kommunikációs platform

23 MAGNA/TPE2000 és TPE3 sorozat Beépített Dptávadóval: - állandó nyomáskülönbség vagy - arányos nyomáskülönbség szab. Dp Állandó nyomás Arányos nyomás Szivattyú beépített távadóval

24 1000-es sorozat (TPE1000 és TPE2) szabad választás Beépített távadó nélkül A távadótól függő szabályozásra: Nyomáskülönbség Kimenő nyomás Arányos nyomás Hőmérséklet szab. Térfogatáram szab. Állandó térfogatáram Állandó görbe Dp p t Q Arányos nyomás Hőmérséklet szab. Állandó térfogatáram Szivattyú távadó nélkül

25 Relatív hiba [%] 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 60 Relatív hiba max. üzemmódban Magna mérés 2. mérés 3. mérés Q Ind.mérő [m 3 /h]

26 Diagnosztika és optimalizálás MAGNA3 / TPE3 szivattyúkkal Optimalizálás trend adatokkal B.) eset A.) eset C.) eset Ábrázolja a jellegmezőben a munkapontok múltbeli változását. Valós üzemi tartomány!!!! A.) eset: Q > Q tervezett, beszabályozatlanság, túl nagy alapjel (statikus szab.), alacsony közeghőmérséklet (időjárásfüggő szab.) B.) eset: túlméretezett szivattyú, tervezettnél nagyobb ellenállás (Q < Q terv ) C.) eset: Magas alapjel, beszabályozási probléma (FLOWlimit)

27 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.

28 Újdonság FLOWADAPT [m] FLOWLIMIT Munkapont Üzemi tartomány Megtakarítás a szabályozatlan szivattyúhoz képest Megtakarítás arányos nyomás szabályozáshoz képest Kiegészítő megtakarítás FLOWLIMIT -tel [m 3 /h] FLOWADAPT egyesíti az AUTOADAPT, valamint a térfogatáramot korlátozó FLOWLIMIT funkciót. A maximális térfogatáram beállításával növelhető az elérhető energiamegtakarítás. A MAGNA3 folyamatosan felügyeli az aktuális térfogatáramot. Kiváltható a térfogatáram korlátozó/ beszabályozó szelep beépítése.

29 WHAT S NEW Új irányítási módok FLOWADAPT / FLOWLIMIT FLOWADAPT az AUTOADAPT and FLOWLIMIT kombinációja. A FLOWLIMIT kombinálható bármelyik szabályozási móddal. Segítségével korlátozható a max. térfogatáram a rendszerben.

30 INTELLIGENCE IN THE MAGNA3 FLOWADAPT/ FLOWLIMIT FLOWLIMIT segítségével meghatározhatjuk a szivattyú maximális térfogatáramát. Optimálisan alkalmazható statikus szelepekkel beszabályozott rendszerben. FLOWADAPT = AUTOADAPT + FLOWLIMIT Before After

31 Szabályozási módok áttekintése FLOWLimit funkció Állandó görbe + FLOWLimit

32 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.

33 Magna 3 FLOWlimit funkció Kondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása H Hidraulikus váltó vagy lemezes hőcserélő Q 1 =25% Q =100% Q 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.

34 Magna 3 FLOWlimit funkció Kondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása H 3 kazán üzemel Az egyes kazánok térfogatárama a tervezetthez képest 20%-kal megnő. H Q 1 =30% Q Q 1 kazán üzemel Az egyedüli kazán térfogatárama a tervezetthez képest közel 50%-kal megnő. Q 1 =38% Q

35 Magna 3 FLOWlimit funkció Kondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása - MEGOLDÁS MAGNA3 / TPE3 szivattyúk FLOWlimit funkcióval A beállított térfogatáramot nem lépi túl a szivattyú. H Q 1 =25% Q =100% Q Állandó görbe + FLOWLimit

36 Magna 3 FLOWlimit funkció Fűtő / hűtő kalorifer térfogatáramának beállítása régen Hőcserélő Beszab. szelep Motoros szelep Visszacsapószelep Éves villamos energia fogyasztás az új munkapontban: E vill = Fojtáson létrejövő veszteség: = 6132 kwh Ph = q ρ g h / ( ) = 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 10 6 = 0,153 kw = 0,34 kw 0,45 Éves energiaveszteség: 0,34 X 8760 = 2978 kwh Tervezett munkapont Tényleges munkapont (fojtás vagy FLOWlimit nélkül) Új (beállított) munkapont

37 Magna 3 FLOWlimit funkció Fűtő / hűtő kalorifer térfogatáramának beállítása most Hőcserélő Motoros szelep Magna 3 Visszacsapószelep H Valós rendszer görbe Új munkapont FLOWlimit funkcióval Szivattyú választás: MAGNA Villamos energia fogyasztás: 2331 kwh/év FLOWlimit érték: 22,5 m 3 /h Megtakarítás FLOWlimit funkcióval Q Régi megoldás: 6132 kwh Új megoldás: 2331 kwh Különbség: 3801 kwh = 62%

38 Miért osszuk meg a terhelést több gépre? H [%] n=100% n=50% 50% 60% 70% 1. h=75% 70% 60% 50% Állandó nyomáskülönbség vagy kimenő nyomás szabályozásnál a munkapont a fogyasztás csökkenésével egyre jobban balra tolódik, ami jelentős hatásfok csökkenést okoz Q [%] Fordulatszám szabályozás állandó térfogatáramú rendszerben. Állandó Dp-szabályozás változó térfogatáramú rendszerben. Térfogatárammal arányos Dp-szabályozás változó térfogatáramú rendszerben.

39 Szivattyúcsoport szabályozás Hagyományos elrendezés külső szabályozó egységgel. Csoportszabályozó bekerülési és telepítési költsége viszonylag magas. Megtérülés idő nagy térfogatáramok (>100 m 3 /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

40 Grundfos GO

41 Újdonság Grundfos GO Teljesen új távirányító koncepció: > szivattyú beállítás > szivattyú adatok > jelentések > adatgyűjtés > szivattyúcsoportok > adat klónozás On-line méretező, és kiváltó szoftver modul.

42 Meglévő rendszerek egy felmérés eredménye 5 év után a beépített elektronikus szivattyúk 80%-a szabályozatlanul, max. fordulatszámon üzemel! Üzemeltetők oktatása/képzése? 42