BME Grundfos Rosenberg Szakmai Nap nergetikai szabályozások hatása az épületekre és az iparra Tisztelettel köszöntjük vendégeinket! 2016. május 3.
Program
Az EU rendeletek által generált új szivattyú- és motortechnológiák, és azok alkalmazása Erdei István GRUNDFOS South East Europe Kft.
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
Szivattyúk élettartam költségei Nedvestengelyű szivattyúk Száraztengelyű szivattyúk
641/2009/EK rendelet 6
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!!! 7
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 31. 25% 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 44 35 15 6 Üzemidő a fűtési szezon %-ában 8
Energia-megtakarítás / EEI fejlődés EEI=0,85 100 90 80 70 60 50 40 30 20 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
Energia-megtakarítás állandó fordulaton 70 60 50 40 30 20 10 0 Menetes, max. P 1 [W] 43% UPS 25-60 Alpha2 25-60 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Karimás, max. P 1 [W] 23% UPS 40-180 MAGNA3 40-180 10
640/2009/EK rendelet 11
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
EuP a villanymotorokra 640/2009/EK rendelet 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. 13
Villanymotorok - megtakarítási potenciál 14
IE osztályok bővülése 15
Motortechnológiák IE4 felett?! Állandó mágneses szinkronmotor beépített frekvenciaváltóval Motor hatásfok a tervezett IE5 szinten?! IE4 hatásfok a frekvenciaváltóval együtt. 16
Hatásfok [%] Grundfos fejlesztés SAVER motorok IEC 60034-30-1 (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
Piaci részesedés (új felhasználás) IE hatásfok osztályok szerint 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2000 2015 IE0 IE1 IE2 IE3 18
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
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
Intelligens szivattyúk új generációja E-szivattyúktól a Grundfos isolutions technológiáig
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; -10 110 C, TPE3-25 120 C (folyamatos) Környezeti hőmérséklet: MAGNA3 max 40 C, TPE3 50 C alap TPE3 isolutions = érzékelők + szabályozás + komplex kommunikációs platform
MAGNA/TPE2000 és TPE3 sorozat Beépített Dptávadóval: - állandó nyomáskülönbség vagy - arányos nyomáskülönbség szab. Dp Állandó nyomás Arányos nyomás Szivattyú beépített távadóval
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
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 Magna3 32-120 50 40 30 20 1. mérés 2. mérés 3. mérés 10 0 0 5 10 15 20 Q Ind.mérő [m 3 /h]
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)
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.
Újdonság FLOWADAPT [m] FLOWLIMIT Munkapont Üzemi tartomány Megtakarítás a szabályozatlan szivattyúhoz képest Megtakarítás arányos nyomás szabályozáshoz képest Kiegészítő megtakarítás FLOWLIMIT -tel 0 25 50 75 100 [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.
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.
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 áttekintése FLOWLimit 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 funkció Kondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása H Hidraulikus váltó vagy lemezes hőcserélő Q 1 =25% Q 1+2+3+4 =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.
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 1+2+3 Q 1 kazán üzemel Az egyedüli kazán térfogatárama a tervezetthez képest közel 50%-kal megnő. Q 1 =38% Q
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 1+2+3+4 =100% Q Állandó görbe + FLOWLimit
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 = 600 8760 100 Fojtáson létrejövő veszteség: = 6132 kwh Ph = q ρ g h / (3.6 10 6 ) = 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
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: MAGNA3 80-40 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%
Miért osszuk meg a terhelést több gépre? H [%] 100 25 n=100% 2. 3. 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. 50 100 Q [%] 1. 2. 3. Fordulatszám szabályozás állandó térfogatáramú rendszerben. Állandó Dp-szabályozás változó térfogatáramú rendszerben. Térfogatárammal arányos Dp-szabályozás változó térfogatáramú rendszerben.
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
Grundfos GO
Újdonság Grundfos GO Teljesen új távirányító koncepció: > szivattyú beállítás > szivattyú adatok > jelentések > adatgyűjtés > szivattyúcsoportok > adat klónozás On-line méretező, és kiváltó szoftver modul.
Meglévő rendszerek egy felmérés eredménye 5 év után a beépített elektronikus szivattyúk 80%-a szabályozatlanul, max. fordulatszámon üzemel! Üzemeltetők oktatása/képzése? 42
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!