Snížení spotřeby energie vzduchotechnických zařízení je možné jednoduše dosáhnout výměnou stávajících ventilátorů
Spotřeba energie při provozu vzduchotechnických zařízení může být významně snížena díky použití nových vzduchotechnických systémů s nízkým příkonem ventilátorů. Nejnovější radiální ventilátory od výrobce Ziehl-Abegg mají účinnost přes 70 %, zatímco u starších ventilátorů se pohybuje účinnost mezi 42 % až 58 % maximálně.
Potenciál v úsporách energie výměnou starších ventilátorů za nové s vysokou účinností je obrovský. K rekonstrukci vzduchotechnických jednotek a návrhu ventilátorů pro výměnu je ale nutné přistupovat systematicky. Za předpokladu správného návrhu nových ventilátorů je ve většině případů efektivní výměna pouze ventilátorů samotných, vyplatí se ale při tom optimalizovat účinnost celé VZT soustavy (t.j. způsob regulace a minimalizace celkových ztrát při zajištění potřebného průtoku vzduchu). Nové ventilátory je potřeba navrhnout s nejvyšší účinností v jeho pracovním bodě. Je důležité, aby byl motor správně dimenzován a pracovní bod ležel na výkonové křivce v místě s nejvyšší účinností, protože účinnost ventilátoru jeho nevhodným návrhem může výrazně klesnout, viz obr. 1.
Obr.1a): Vhodně zvolený ventilátor ER80I, účinnost systému 76,6 %
Obr.1b): Méně vhodně zvolený ventilátor ER80C, účinnost systému 53,5 %
Před provedením návrhu nových ventilátorů Ziehl-Abegg provádí na stávajících vzduchotechnických zařízeních vstupní měření provozních dat. Pouze tak lze provést efektivní návrh nových ventilátorů a vyhodnotit úspory energie včetně případných dalších benefitů rekonstrukce. Uživatel se tak může pro výměnu ventilátorů rozhodnout až na základě kalkulace nákladů a návratnosti investice vložené do přestavby zařízení.
Konkrétní příklad úspor dosažených výměnou ventilátorů ve vzduchotechnickém zařízení v nákupním centru
Popis stávajícího stavu:
VZT jednotky jsou umístěny na střeše objektu, celkem se jedná o 8 samostatných zařízení. Jsou osazeny ventilátory se spirální skříní, v přívodních komorách jsou ventilátory s dozadu zahnutými lopatkami, v odvodních komorách jsou umístěny ventilátory s dopředu zahnutými lopatkami. Ventilátory jsou poháněny pomocí řemenových převodů. Napájení motorů je realizováno přes frekvenční měniče. Při rozběhu ventilátorů se projevují hluky způsobené opotřebením. Vzhledem ke stavebnímu provedení vzduchovodů přívodních částí, které způsobují nelineární proudění, je nutné provést měření ve více bodech. Proběhlo vstupní měření vzduchových výkonů a elektrických parametrů u všech VZT jednotek.
Naměřené hodnoty VZT jednotky A:
Pracovní body byly stanoveny výpočtem z průměrných hodnot všech měření. Pracovní bod přívodního ventilátoru je 23 600 m3/h při 580 Pa. U odvodního ventilátoru jsme měřením získali pracovní bod 22.500 m3/h při 400 Pa. Příkon v pracovním bodě byl u přívodního ventilátoru 19,7 kW a u odvodního 10,1 kW.
Zároveň byly změřeny hluky v pracovních bodech, na plášti 71,3 dB, straně sání 56,1 dB a na výtlaku z jednotky 61,0 dB.
Návrh nových ventilátorů jsme provedli s ohledem na naměřené hodnoty stávajícího stavu, velikost ventilátorových komor a s přihlédnutím na další požadavky zákazníka.
Dosažený výsledek úspor energie:
| Jednotka A: | Provozní hodiny/rok [h] | Stávající ventilátory | Nové EC ventilátory | Nové AC ventilátory | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Příkon v PB [W] | Spotřeba v PB [MWh] | Příkon v PB [W] | Spotřeba v PB [MWh] | Příkon v PB [W] | Spotřeba v PB [MWh] | ||
| Přívodní ventilátor: | 6 860 | 19 722 | 135 | 3 932 | 27 | 5 261 | 36 |
| Odvodní ventilátor: | 6 860 | 10 134 | 70 | 2 990 | 21 | 3 489 | 24 |
| Spotřeba za rok [MWh]: | 6 860 | 205 | 49 | 60 | |||
Vyhodnocení:
Protože stávající ventilátory ve VZT jednotce jsou typy ve spirální skříni s řemenovými převody, už předem bylo oprávněné předpokládat že tyto ventilátory mají velmi nízkou účinnost a tím pádem vyšší spotřebu el. energie. Byly navrženy nejnovější Ziehl-Abegg ventilátory s oběžnými koly s bionickým 3D profilováním:
Toto oběžné kolo ZAbluefin je zárukou nejvyšší možné účinnosti při současném snížení hlučnosti jednotky.
Výpočet provozních úspor jednotky A při 6 860 provozních hodinách za rok:
Spotřeba stávajících ventilátorů je 205 MWh
Nové ventilátory s EC motory spotřebují 49 MWh => roční úspora 156 MWh
Nové ventilátory s AC motory spotřebují 60 MWh => roční úspora 145 MWh
V tomto případě velmi výhodně vychází použití nových ventilátorů ve variantně s AC i s EC motory. Zákazník se rozhodl pro AC ventilátory, protože chtěl využít stávající frekvenční měniče, které jsou ještě v dobrém technickém stavu a roční úspora 156 MWh byla pro něho velmi zajímavá. Pokud by se rozhodl pro EC technologii, pak by byly dosažené úspory o něco vyšší, ale byly by vyšší i investiční náklady. S EC ventilátory by se zjednodušila instalace, bylo by možné využít komunikaci po MODBUS a tím by uživatel získal přístup k provozním parametrům, které by bylo možné monitorovat přes internet.
Pro monitoring ventilátorů nabízí Ziehl-Abegg systém ZAbluegalaxy
Jedná se o systém (úložiště dat), který shromažďuje a analyzuje data připojených vzduchotechnických zařízení. Provádí dálkové monitorování, které automaticky generuje hlášení o stavu zařízení. Zajišťuje diagnostiku stavu, vysílá požadavky na údržbu a ukládá historii o chodu zařízení. Shromážděná data mohou být např. aktuální spotřeba energie, informace o vnitřní a venkovní teplotě, stav provozních hodin nebo také vibrace ventilátoru. Ventilátory od ZIEHL-ABEGG budou v budoucnu vybaveny dalšími senzory, které budou zaznamenávat další veličiny a sledovat stavy nebo změny stavu přes Bluetooth na bránu IoT v časové sekvenci podle uživatelského nastavení.
Jak vznikají poptávky a jak realizujeme výměny stávajících ventilátorů za nové?
Jedná se o věc, které běžný investor/provozovatel nerozumí. Provozovatel většinou dostává informace o možnosti „retrofitu“ od facility manažera nebo energetického specialisty v rámci kontroly klimatizačních zařízení, případně v rámci energetického posudku, či auditu. Pak do hry vstoupí specialista na vzduchotechniku, který posoudí stav a technické řešení stávajícího zařízení. Ve spolupráci s Zieh-Abegg provede vstupní měření, provedeme návrh energeticky úsporných ventilátorů vč. výpočtu spotřeby energie a kalkulace montážních nákladů. Projekt předložíme investorovi k posouzení. Poté co je projekt schválen provede specialista na vzduchotechniku výměnu ventilátorů a nezbytnou výměnu dalších komponentů. V řadě případů mimo výměny ventilátorů je výhodné současně provést i výměnu filtrů nebo také změnu systém regulace, popř. výměnu dalších komponentů.
Výrobce širokého sortimentu axiálních, radiálních, diagonálních, tangenciálních ventilátorů, výtahových pohonů. Portfolio pokrývá požadavky OEM partnerů, výrobců vzduchotechnických, chladírenských zařízení, filtračních zařízení a technologických celků. ...
