ErP nařízení žádá vysokou účinnost
Jeden způsob k dosažení cíle snížení emisí CO2 představuje EuP směrnice (Energy-using Product directive) přijatá EU v roce 2005, která byla přejmenována na ErP směrnici (Energy-related Product directive) v roce 2009. Nejznámějším dopadem přezkoumání existujících technologií je například zákaz prodeje tradičních vláknových 100W žárovek.
V současné době jsou definovány a schváleny i přesné limity pro ventilátory a motory ve směrnici ErP-Directive 2009/125/EC ErP směrnice pro ventilátory a motory. Tato směrnice má zahrnovat všechny ventilátory s příkonem od 125 W do 500 kW, bez ohledu na to, zda jsou provozovány jako samostatné zařízení nebo jsou integrovány jako komponent v systému.
Dvojstupňový plán s pevně stanovenými standardy
EU specifikovala dvojstupňový plán se striktními standardy pro odstranění „energetických žroutů“ z evropského trhu. První „stupeň“ nabude platnost 1. 1. 2013. Přibližně 30 % všech aktuálně prodávaných ventilátorů po tomto datu již nebude splňovat podmínky směrnice. V druhém „stupni“, od roku 2015, bude muset být dalších 20 % nahrazeno efektivnějšími ventilátory. Pouze ventilátory a motory splňující nařízení budou moci být certifikovány značkou CE. Označování energetických tříd, které je známé například z praček nebo ledniček, není plánováno.
Při kalkulaci, zda ventilátor splňuje směrnici ErP, se hodnotí jeho celková účinnost. Příkladem je obrázek 1, kde se celková účinnost skládá z účinností řídicí elektroniky (pokud je obsažena), motoru a oběžného kola.
Graf na obr. 2 ilustruje limity, které jsou stanoveny pro dvě klíčová data, tj. roky 2013 a 2015, a jsou v grafu vykresleny jako černé čáry.
Na stejném grafu jsou také vyneseny jako černé tečky účinnosti aktuálně prodávaných radiálních ventilátorů jednoho z největších světových výrobců, společnosti ebm-papst. Jak je zřejmé, ne všechny ventilátory splňují energetickou účinnost požadovanou v budoucnosti, ale zároveň je vidět, že již dnes může ebm-papst ke všem ventilátorům nabídnout energeticky úsporné varianty, které splňují nebo dokonce značně překračují požadované účinnosti.
Pro axiální, radiální dopředu i dozadu zahnuté lopatky, tangenciální a diagonální ventilátory EU specifikovala odpovídající vzorce pro kalkulaci výpočtu minimální požadované účinnosti. V závislosti na různých montážních postupech a příkonových rozsazích byly specifikovány různé hodnoty, přehledně uspořádané v tabulce 1.
Např. výsledná požadovaná účinnost pro axiální ventilátory v rozsahu 125 W až 10 kW, je kalkulována dle následujícího vzorce:
Minimální účinnost hmin = 2,74 ln (příkon v kW) – 6,33 + N,
kde N je konstanta definována směrnicí. Pro axiální ventilátory má velikost 36 pro požadavky od 1. 1. 2013 a 40 pro požadavky od 1. 1. 2015. Na tyto konstanty se můžeme dívat jako na způsob utahování příkonů ventilátorů v budoucnu.
Pro axiální ventilátor HyBlade®, jehož parametry jsou znázorněny na obrázku 3, s příkonem 0,69 kW v optimálním pracovním bodě, dle vzorce propočteme, že minimální požadovaná účinnost je 28,65 % od roku 2013 a 32,65 % od roku 2015.
Křivka účinnosti ventilátoru ovšem dosahuje hodnoty 40 %, tedy je mnohem výše nežli budoucí požadovaná minimální účinnost od roku 2015. Tento ventilátor tedy již nyní bez problémů splňuje přísné normy na účinnosti ventilátorů v budoucnosti.
Budoucnost patří EC technologii
„Obláček“ teček s účinnostmi ventilátorů na grafu na obr. 2 ukázal, že ne všechny nyní prodávané ventilátory splňují požadovanou účinnost. EC motor (s elektronickou komutací), vyvinutý před několika lety, v porovnání s konvenčním asynchronním motorem (AC), dosahuje účinnosti přes 90 %. Jeho spotřeba je nižší a navíc se dá elektronickou komutací jednoduše regulovat rychlost otáčení. Požadovaný vzduchový průtok ventilátorem může být nastaven dle specifických parametrů systému, a to má za následek další šetření energie. Ucelená koncepce motoru, řídicí elektroniky a oběžného kola EC ventilátorů ebm-papst není pouze energeticky účinná, ale také velmi tichá následkem optimalizace komutační technologie a aerodynamického tvaru lopatek. Přitom všem jsou tyto ventilátory spolehlivé a odolné, což dále zvyšuje jejich přidanou hodnotu.
Směrnice pro motory
Nařízení, aplikované pro ventilátory, je v principu aplikované obecně i na elektrické motory (viz např. i oblast čerpadel). V tomto kontextu zde často dochází k nejasnostem. Faktem je, že elektrické motory musí dosahovat účinnosti minimálně dle třídy IE2 od 1. 6. 2011 dle nařízení EU ze směrnice č. 2009/640/EC (ErP směrnice). Pouze tehdy mohou být dodávány na evropský trh.
Nicméně ne všechny standardní motory dneška jsou ovlivněny touto směrnicí. Směrnice definuje „motor“ jako „elektrický jednorychlostní, třífázový 50 Hz nebo 50/60 Hz, motor s kotvou na krátko, který může být 2, 4 nebo 6pólový do jmenovitého napětí 1000 V a se jmenovitým výkonem od 0,75 kW do 375 kW“. EC externí motory, jako jeden z druhů používaných pohonů pro energeticky úsporné ventilátory, tedy nejsou objektem tohoto nařízení. Nicméně jejich účinnost může být porovnávána s hodnotami stanovenými ve směrnici. Zde je jednoznačné, že EC motory překračují stanovené limity pro požadavek na účinnosti konvenčních elektrických motorů – viz obrázek 3. Technologie s EC motory je tedy vhodným řešením nejen současných, ale i budoucích projektů energeticky úsporných zařízení a aplikací.