Szereg regulacji unijnych wprowadza nowe wymagania w zakresie sprawności energetycznej silników pomp dławnicowych. Firma Wilo, przygotowując się do wejścia w życie kolejnych etapów obowiązywania nowych norm, już teraz oferuje urządzenia spełniające podwyższone kryteria efektywności. Parametry nowych pomp przekraczają najbardziej restrykcyjne założenia dyrektyw.

Pierwsza zmiana w odniesieniu do wymogów dotyczących Ekoprojektu dla silników elektrycznych weszła w życie już 16 czerwca 2011 r. Od tego momentu rozpoczął się pierwszy etap wdrażania harmonogramu podwyższania sprawności energetycznej silników elektrycznych.

Rys. 1. Pompa Wilo-Stratos GIGA uzyskuje wyniki przewyższające pułap nawet najwyższej klasy sprawności IE4 (zgodnie z IEC TS 60034-31 Ed. 1)

Dyrektywy UE

Wdrażanie podwyższonych wymagań w zakresie efektywności silników elektrycznych jest wynikiem realizacji postanowień rozporządzenia Komisji Wspólnot Europejskich nr 640/2009, które jest aktem wykonawczym do dyrektyw: 2005/32/WE zwanej Dyrektywą EuP (ang. Energy using Products) oraz do Dyrektywy 2009/125/WE, zwanej dalej Dyrektywą ErP (ang. Energy related Products). Rozporządzenie ustanawia nowe normy sprawności nominalnej, które muszą spełniać silniki elektryczne. Cel obrany przez Komisję Wspólnot Europejskich (KWE) to dostosowanie standardów europejskich do norm ogólnoświatowych przyjętych przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC) oraz złagodzenie wpływu użytkowania silników elektrycznych na środowisko.

Nowa klasyfikacja sprawności

Skutkiem tego jest zmiana do niedawna obowiązującej klasyfikacji sprawności silników od EFF1 do EFF3 i wprowadzenie nowych klas sprawności – od IE1 do IE4. Symbol „IE” oznacza międzynarodową sprawność (ang. International Efficiency), która określa globalnie stosowane klasy sprawności dla trójfazowych silników klatkowych o zakresie mocy od 0,75 do 375 kW. IEC, a w ślad za nią KWE, wprowadziły nowe normy: PN-EN 60034-30:2009 oraz IEC TS 60034-31:2009, w których zostały zdefiniowane następujące klasy sprawności silników elektrycznych:
• IE1 – standardowa sprawność, porównywalna do EFF2,
• IE2 – wysoka sprawność, porównywalna do EFF1,
• IE3 – sprawność premium,
• IE4 – sprawność super-premium, wprowadzona normą IEC TS 60034-31 Ed. 1 – najwyższa, przyszłościowa klasa sprawności.

Rys. 2. Pola pracy pomp elektronicznych Wilo-CronoLine typu IL-E

Etapy zmian

Zmiany wymagań, wprowadzone rozporządzeniem 640/2009, obejmują trzy etapy:
• od 16 czerwca 2011 r. wszystkie silniki elektryczne wprowadzane na rynek muszą spełniać wymagania sprawności na poziomie klasy IE2,
• od 1 stycznia 2015 r. silniki o mocy znamionowej w zakresie od 7,5 do 375 kW muszą spełnić bardziej rygorystyczne wymagania na poziomie sprawności klasy IE3 lub posiadać sprawność klasy IE2 i być wyposażone w bezstopniową regulację prędkości obrotowej,
• od 1 stycznia 2017 r. wymagania te będą obowiązywały dla silników o mocy znamionowej od 0,75 do 375 kW. Alternatywnie silniki te mogą cechować się sprawnością na poziomie klasy IE2, pod warunkiem wyposażenia ich w bezstopniową regulację prędkości obrotowej.

Rys. 3. Pompy elektroniczne Wilo-CronoLine typu IL-E spełniają już wymagania efektywności, które będą wprowadzone w roku 2017

Efektywne pompy Wilo

Przedstawiony harmonogram zmian dotyczy również silników zainstalowanych w pompach dławnicowych wykorzystywanych w ogrzewnictwie i klimatyzacji, a także w systemach zaopatrzenia w wodę, podnoszenia ciśnienia oraz odprowadzania ścieków. Aby ułatwić użytkownikom tę zmianę, firma Wilo już od 1 stycznia 2011 roku dostarcza wyłącznie pompy dławnicowe wyposażone w silniki klasy IE2. Takie podejście oznacza, że wymagania pierwszego etapu dyrektywy ErP zostały spełnione przed czasem, a tym samym producent unika wszelkich kontrowersji wokół daty oficjalnego wejścia nowych wymagań w życie. Wczesne przejście na silniki IE2 przynosi równocześnie dodatkową oszczędność energii, a co za tym idzie, zmniejsza nakłady na użytkowanie pomp i przyczynia się do ochrony środowiska. Dzięki wprowadzonym przepisom dotyczącym silników elektrycznych, do roku 2020 Komisja Wspólnot Europejskich spodziewa się zaoszczędzić na całym obszarze Unii, zgodnie z obliczeniami wykonanymi przez samą Komisję, 315 terawatogodzin energii elektrycznej oraz zredukować produkcję CO2 o około 135 milionów ton.

Pompy elektroniczne Wilo-CronoLine-IL-E z silnikami klasy IE2
Przykładem pomp wyposażonych w silniki klasy IE2 są między innymi energooszczędne pompy elektroniczne Wilo-CronoLine typu IL-E (rys. 3) a także ich nowe typy zwiększające pole pracy, wprowadzane na rynek w 2011 roku. Pompy te spełniają już wymagania, które będą wprowadzone w roku 2017, co pozwala je już dziś umieszczać nawet w projektach o odroczonym terminie realizacji. Wszystkie dostępne dotychczas i nowe pompy Wilo-CronoLine-IL-E o mocach znamionowych od 5,5 do 22 kW wyposażone są standardowo między innymi w:
• silnik w technologii IE2,
• przetwornicę częstotliwości zintegrowaną z pompą,
• wyświetlacz ciekłokrystaliczny,
• „czerwone pokrętło”, za pomocą którego można dokładnie ustawić wszystkie dostępne parametry pracy z poziomu pompy,
• rodzaje regulacji:Dp-c, Dp-v, z nastawnikiem PID i n-const,
• analogowe wejścia sterujące: 0-10 V,
2-10 V, 0-20 mA, 4-20 mA,
• zintegrowane sterowanie układem dwupompowym,
• komunikację w podczerwieni z IR-Monitorem,
• możliwość opcjonalnego zastosowania dodatkowych IF-Modułów do komunikacji: Modbus, BACnet, CAN, PLR, LON,
• pełne zabezpieczenie silnika,
• powłokę kataforetyczną KTL, co zapewnia wysoką odporność na korozję.

Rys. 4. Wykres efektywności pompy Wilo-Stratos GIGA

Wilo-Stratos GIGA
Na ostatnich targach ISH we Frankfurcie firma Wilo zaprezentowała nową dławnicową pompę o innowacyjnej konstrukcji – Wilo-Stratos GIGA (rys. 1). Jest to energooszczędna pompa elektroniczna o konstrukcji Inline, napędzana elektronicznie komutowanym silnikiem z wirnikiem z magnesu trwałego. Typoszereg dławnicowych pomp, o najwyższej sprawności, uzyskujących wyższe wartości podnoszenia i wydajności, używanych w instalacjach grzewczych, chłodniczych i klimatyzacyjnych, jest całkowicie nowym projektem.
Energooszczędność silnika opiera się na nowej wysoko sprawnej koncepcji napędu HED (ang. High Efficiency Drive) i wykracza swymi osiągami ponad wartości graniczne wymagane przez wchodzące niebawem przepisy unijne. Wilo-Stratos GIGA uzyskuje wyniki przewyższające pułap nawet najwyższej klasy sprawności IE4 (zgodnie z IEC TS 60034-31 Ed. 1). Efektem tego jest spełnienie nawet najbardziej surowych wymagań ujętych w nowych normach i rozporządzeniu dotyczącym sprawności energetycznej silników elektrycznych. W zestawieniu z dostępnymi na rynku nieregulowanymi pompami nowe modele pozwalają uzyskać do 70% oszczędności energii elektrycznej. W porównaniu do typowo regulowanych pomp potencjał oszczędności wynosi nawet do 40%.

mgr inż. Stanisław Sowa
Autor pracuje jako
HVAC manager w firmie Wilo