Systemy wentylacji, wentylatory
Systemy wentylacji, wentylatory – Sprawność i efektywność energetyczna wentylatorów
Dyrektywa ErP – Dyrektywa UE 2009/125WE – ustanowiła ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię i została wdrożona 01.01.2013r.
Dyrektywa ta określa ogólne ramy obowiązków dla producentów i importerów i dotyczy każdego, kto wprowadza na rynek produkty związane z energią lub komponenty tych produktów.
Dyrektywa jest częścią docelowego projektu 20 – 20 – 20, zgodnie z którym do 2020 roku należy zredukować zużycie energii o 20% a udział energii odnawialnej w zużyciu zwiększyć o 20%.
Oznacza to, że należy coraz większą uwagę zwracać na efektywność instalowanych urządzeń, między innymi elektrycznych, aby sprostać konkurencji w zakresie kosztów chowu i produkcji.
W ramach tej Dyrektywy:
1. Rozporządzenie Komisji WE nr 640/2009 z 22 lipca 2009 r. określiło że od 16 czerwca 2011r. elektryczne silniki konwencjonalne muszą spełniać wymogi co najmniej klasy IE2. Silniki
konwencjonalne o klasie sprawności niższej niż IE2, nie mogą być wprowadzane do obrotu.
2. Rozporządzenie Komisji UE nr 327/2011 z dnia 30 marca 2011 roku określiło sprawność energetyczną wentylatorów.
3. Dyrektywa 2009/125/WE w Rozporządzeniu Komisji nr 327/2011, którego wdrażanie zakończyło się 01.01.2013 r. określiła warunki dopuszczenia do wprowadzania do obrotu handlowego
tylko tych wentylatorów, o mocach silników od 125 W do 500 kW, których docelowa sprawność energetyczna zawiera się w ściśle określonych granicach oraz ustaliła datę 01.01.2015 r. od której
obowiązują przepisy podwyższające sprawność energetyczną wentylatorów.
Nominalna minimalna sprawność silników elektrycznych czterobiegunowych o mocy 1,1 kW w klasie IE2 wynosi 81,4 % ( w klasie IE1 natomiast 75 %).
Oznacza to, że różnica w zużyciu energii elektrycznej dla 4 biegunowego silnika 1,1 kW w klasie IE2 w stosunku do takiego silnika w klasie IE1 wyniesie 346 kWh ( przy średniej cenie energii elektrycznej z roku 2014 w taryfie G11 , dla stałej ceny w ciągu doby – 0,56 PLN brutto za 1kWh i założeniu pracy przez 3 000 godzin w roku ). Różnica kosztu prądu wynosi około 193 PLN brutto w ciągu roku. Oznacza to że należy przyjrzeć się posiadanym urządzeniom i rozważyć ich dalszy koszt eksploatacji w aspekcie wymiany na nowe.
W Rozporządzeniu Komisji UE 327/2011 określono wymogi dotyczące sprawności energetycznej wentylatorów.
Wentylatory osiowe sprzedawane przez INDOOR GROUP Ltd. zaliczane są do kategorii A (konfiguracja z wolnym wlotem i wylotem z wentylatora – przy pomiarach).
Docelowa sprawność energetyczna ( sprawność statyczna ) wentylatorów osiowych (oznaczająca sprawność energetyczną, wyznaczoną ze zmierzonego ciśnienia statycznego) dla wentylatorów
o mocach silników elektrycznych od 125 W do 10 kW obliczna jest od od 01.01.2015 wg. wzoru n target = 2,74 x ln(P) – 6,33 + N gdzie współczynnik sprawności N = 40 a (P) – to moc pobierana ze źródła energii elektrycznej.
Wentylatory spełniające powyższe wymagania muszą posiadać oznaczenie CE – gwarantujące ich spełnienie.
Wentylatory osiowe Ziehl-Abegg przedstawione w tabelach poniżej, spełniają wymagania dotyczące efektywności energetycznej silników elektrycznych i sprawności wentylatorów – w zakresie
etapu obowiązującego od 01.01.2015 roku.
Istotnym parametrem wentylatorów jest także poziom ciśnienia akustycznego, czyli inaczej hałas wytwarzany przez pracujący wentylator, wyrażony w decybelach.
Należy zwrócić uwagę, porównując wentylatory, że dwukrotny wzrost poziomu natężenia hałasu spowoduje wzrost głośności o 3 decybele. Jeżeli poziom natężenia hałasu wzrośnie 10 razy to głośność wyrażona w skali logarytmicznej wzrośnie o 10 decybeli.
W wentylatorach serii FF zastosowano nowy kształt łopatek wentylatora i jego krawędzi – wzorem było skrzydło sowy – w celu zmniejszenia natężenia hałasu i poprawy własności aerodynamicznych wentylatorów.
Wentylatory Ziehl-Abegg wykonane są jako odlewy ze stopu aluminium i są wyważane statycznie oraz dynamicznie. Znajdują zastosowanie w systemach wentylacji mechanicznej obiektów inwentarskich – montowane są w ścianach hal lub kominach wentylacyjnych.
Poniżej wentylator w obudowie ( siatka zabezpieczająca w komplecie) oraz wentylator kominowy.
Charakterystyki wybranych wentylatorów ściennych ZIEHL-ABEGG
Charakterystyki wybranych wentylatorów kominowych ZIEHL – ABEGG
Mieszalnik tubowy INDOOR – z dwoma wersjami obudowy : tuba ze stali nierdzewnej lub tuba z czarnego PP.
W tych mieszalnikach tubowych INDOOR są montowane wentylatory kominowe Ziehl – Abegg; – FC050-4EQ.41.A7 o wydajności 8 000 m3/godz. w tubowych mieszalnikach
powietrza o średnicy 500 mm z tubami ze stali nierdzewnej lub w wersji z tubami z tworzywa PP, do podwieszania pod sufitem hali, – FF063-6EQ.4I.A5R2 o wydajności 12 100 m3/godz. w tubowych mieszalnikach powietrza o średnicy 630 mm z tubami ze stali nierdzewnej lub w wersji z tubami z tworzywa PP, do podwieszania pod sufitem hali.
Sterowanie wydajnością wentylatorów zmienno-obrotowych.
Aby efektywnie sterować wydajnością wentylatorów zmienno-obrotowych coraz częściej stosujemy przetwornice częstotliwości. Jest to system bardziej efektywny niż system sterowania tylko napięciem.
Dotychczasowy problem z zakółceniami sieci energetycznej spowodowanymi pracą systemów napięciowej regulacji mocy rozwiązała firma ZIEHL-ABEGG w serii falowników FSET, FTET oraz FXET dla silników jednofazowych oraz serii FXDM dla silników trójfazowych.
Falowniki – przetwornice częstotliwości są zaprojektowane do bezstopniowej regulacji wentylatorów bez wytwarzania dodatkowych zakłóceń elektromagnetycznych ( elektromagnetyczny szum pracy silnika elektrycznego). Przetwornice te przetwarzają jednofazową sieć prądu przemiennego na wejściu na jednofazowe wyjście ze zmiennym napięciem i częstotliwością ( lub trójfazową sieć pradu przemiennego na trójfazowe wyjście ze zmiennym napięciem i częstotliwością).
W tych przetwornicach zastosowano zintegrowany i działający dla wszystkich zestyków filtr sinusoidalny ( faza do fazy i faza do przewodu ochronnego) co umożliwia regulowanie pracy wentylatorów ( obrotów a tym samym wydajności) podczas pracy równoległej, bez zagrożenia uszkodzenia silnika i zakłócania sieci energetycznej. Nie są potrzebne ekranowane przewody zasilające ! Dodatkowo przetwornice są wyposażone w układ PFC ( Układ Kontroli Współczynnika Mocy ) i dlatego napięcie wyjściowe w znacznym stopniu nie jest uzależnione od napięcia w sieci.
Przetwornice są sterowane sygnałem 0 – 10 V ze sterowników np.: serii SMART, AC 2000 PLUS, AC 2000 3G oraz PLATINUM. Obciążalność dla jednej fazy zależności od wersji ; 4 Ampery, 6 Amperów lub 10 Amperów dla urzadzeń jednofazowych oraz dla przetwornic trójfazowych FXDM : 5 Amperów, 8 Amperów, 10 A, 14 Amperów oraz następne wersje do 50 Amperów.
Falownik jednofazowy FXET ZIEHL – ABEGG
Falownik trójfazowy FXDM
Według Ziehl-Abegg oszczędności wynikające z zastosowania falowników FSET, FTET oraz FXET – dla jednego wentylatora kominowego FC063 – 6 biegunów, moc 0,6 kW , prąd 2,7 ampera przy regulacji napięciowej obrotów silnika wentylatora ( przy założeniu pracy przez cały rok ze średnią wydajnością 50 % ) i szacowanym zużyciu energii elektrycznej 2 592 kW – dla sterowania napięciowego, przy zastosowaniu regulacji falownikiem wyniosą 1 452 kWh.
Przy sterowniu falownikiem przykładowy wentylator zużyje tylko 1 140 kWh prądu. Przy cenie brutto 1 kWh w taryfie G11 równej 0,56 zł da to oszczędność rzędu 800 złotych rocznie. Należy oczywiście uwzględnić także różnicę kosztu regulatora napięciowego oraz falownika i istniejące warunki pracy, oznacza to jednak że w niedługiej perspektywie czasowej falownik przyniesie nam znaczące oszczędności.
Wentylatory osiowe MUNTERS – o dużych wydajnościach, także spełniają wymogi efektywności energetycznej silników elektrycznych i sprawności wentylatorów obowiązujące od
01.01.2015 roku.
Należy także podkreślić że wszystkie cześci galwanizowane wentylatorów MUNTERS są pokryte warstwą cynku i magnezu – ochrona MUNTERS PROTECT, zapewniającą znakomitą odporność na
korozję – poprzez spoistość i elastyczność oraz dobrą przyczepność do stali takiej powłoki. Łopatki wentylatorów MUNTERS występują w dwóch wariantach – albo stalowe, pokryte warstwą MUNTErS PROTECT lub całkowicie wykonane ze stali nierdzewnej. Stal nierdzewna zwiększa żywotność łopatek wirnika wentylatora, mniej akumuluje kurz a w rezultacie zapewnia lepszą pracę wentylatora.
Wentylator EMS 50 MUNTERS bez żaluzji z obustronnymi siatkami zabezpieczajacymi.
Wentylator EM 50 MUNTRES z żaluzją oraz siatką zabezpieczającą .
Wentylatory MUNTERS mogą być stosowane w obiektach inwentarskich w systemach wentylacji mechanicznej – zwykle umieszczane w ścianach – dla usuwania powietrza z hali. Można też je
stosować jako wentylatory mieszające powietrze w hali dla zmniejszenia startyfikacji (różnic temperatury w przekroju pionowym hali) oraz wyrównania tepperatur w strefach wzdłuż hali. W okresie letnim, przy zastosowaniu jako wentylatory mieszające mogą także chłodzić zwierzęta – poprzez zwiększenie prędkości powietrza ( wytworzenie wiatru), zarówno dla ptaków jak i bydła. Możemy je wtedy albo podwiesić na łańcuszkach pod sufitem albo też zamontować na odpowiednich uchwytach Wentylator MUNTERS MFS52 1,5 kW podwieszony pod kątem 10 stopni , zainstalowany w oborze, chłodzi krowy w okresie wysokich temperatur, obejmując swoim zasięgiem 205 m2 posadzki obory.
Wentylator MFS 52 charakteryzuje się małą szerokością, czterołopatowym wirnikiem – wydajność wentylatora wynosi 44 800 m3/godzinę dla podciśnienia 0Pa.
Przykład rozkładu prędkości powietrza w oborze dla wentylatora MUNTERS MFS 52 1,5 kW Ciekawym rozwiązaniem są wentylatory mieszajace MULTIFAN, typu V-FloFan .
Są to wentylatory montowane pdo sufitem hali i pełnią rolę mieszalników powietrza. Średnica wentylatora 40 cm, wydajność dla podcisnienia 0 Pa 5 250 m3/godzinę ( dostępne silniki jedno i trójfazowe).
Można też regulować obroty silnika – dla zmiany strumienia mieszanego powietrza – elektronicznie napięciowo lub za pomocą inwertera.
Zasięg mieszania na powierzchni posadzki – okrąg o średnicy około 18m, odległość montażowa od sufitu minimum 0,5 m, wolna przestrzeń wokó wentylator – okrąg o średnicy 4 metrów. Oznacza to że dla hali o szerokości 18 m i długości 126 m potrzebujemy siedem wentylatorów mieszających V-FloFan , mieszających powietrza w pzrekroju pionowym hali. Zmniejszamy w ten sposób startyfikację temperatury, oszczędzając energię i dosuszajac ściółkę.
Rozkład strumieni powietrza dla wentylatora V-FloFan zainstalowanego pod sufitem hali