Print

Energetická účinnost: rozšiřování stávajících norem pro účinnost elektromotorů

-- 23.11.16

I když se největší pozornost věnuje předpisům pro účinnost elektromotorů, připravují se i další normy pro úsporu energie. Nové a novelizované předpisy budou mít významný dopad na automatizační průmysl.

Americké Ministerstvo energetiky (Department of Energy – DOE) vydává normy úspory energie pro spotřebitele, komerční a průmyslové produkty a zařízení už od doby schválení zákona EPCA (Energy Policy and Conservation Act) v roce 1975. Tyto postupně se vyvíjející standardy ovlivňují 90 % spotřeby energie domácnostmi, 60 % komerčního využívání energie a 30 % průmyslového využívání energie. 

Normy se vztahují na přístroje a zařízení, jako jsou topidla, klimatizace, chladničky, sporáky, myčky a sušičky a osvětlení, společně s průmyslovými zařízeními, jako jsou elektromotory, čerpadla a kompresory. Americké předpisy pro systémy poháněné elektromotory se mění tak, aby zvýšily účinnost i mimo individuální elektromotory a lze je najít v normách pro úsporu energie specifikovaných ve Sbírce federálních nařízení v hlavě 10, část 431 – Program energetické účinnosti pro jistá komerční a průmyslová zařízení. 

Poté, co již bylo dosaženo zlepšení účinnosti elektromotorů, se nyní se dostávají do popředí předpisy týkající se systémů polohování a pohonů. Předpisy pro položky uvedené v tabulce níže se nacházejí v různých fázích legislativního procesu Ministerstva energetiky a budou ovlivněny novými normami pro účinnost. 

Zpětná vazba pro legislativní proces je vítána

Legislativní proces, týkající se účinnosti elektromotorů a systémů poháněných elektromotory, již byl dokončen, a to s účinností od 1. června 2016. Ministerstvo energetiky musí při novelizaci nebo vytváření nových norem zohledňovat mnoho faktorů, včetně ekonomického dopadu, úspor provozních nákladů, odhadovaných úspor energie, vlivu na výkon, konkurenceschopnosti, úspor energie a dalších aspektů. 

Zákon EPCA stanovuje, že poté, co Ministerstvo energetiky stanoví nebo pozmění zákonné požadavky, musí následovat čtyřfázový legislativní proces. Každá fáze začíná oznámením s podpůrnými dokumenty a poznámkami, a pro každou fázi, kromě poslední, je k dispozici období pro připomínkování. 

Tyto čtyři fáze legislativního procesu trvají po dobu zhruba tří let, po kterou Ministerstvo žádá zainteresované strany, aby se zapojily do příprav. 1) Začíná to rámcovou fází s žádostí o informace a zkušební postupy pro vyhodnocování spotřeby energie. 2) Druhou fází je předběžná analýza technologických a ekonomických aspektů standardu. 3) Třetí fází je oznámení o navrhované legislativě a návrh zákonného opatření. 4) Čtvrtou fází je vydání zákonného opatření. Požadavky na účinnost systému jsou v současnosti v různých fázích.

Účinnost elektromotorů

Nové předpisy DOE vyžadují, aby výrobci elektromotorů plnili cíle účinnosti. Novelizovaná norma o účinnosti elektromotorů předefinovává elektromotory a stanovuje nové třídy elektromotorů v souladu s hlavou 10, část 431, podčást B vydané v konečném znění v květnu 2014. Její datum účinnosti je 1. červen 2016. Tyto nové předpisy definují požadavky na úsporu energie u elektromotorů o výkonu 1 až 200 k (viz obrázek 1). 

Novelizovaná norma vyžaduje, aby většina indukčních elektromotorů s jednou rychlostí o výkonu 1 až 500 k měla vysokou („premium“) účinnost dle NEMA (National Electrical Manufacturers Association). Ačkoliv se normy pro vysokou účinnost ve skutečnosti příliš nezměnily, nová norma řeší určité mezery a rozšiřuje záběr na nový seznam dříve nezahrnutých elektromotorů. Na některé elektromotory se však tato novelizovaná norma dosud nevztahuje. 

Novelizovaná norma se týká pouze elektromotorů určených pro spouštění s přímým napojením na síť. Invertorové elektromotory jsou vyňaty a z technických důvodů asi zůstanou osvobozeny navždy. K přidaným elektromotorům například patří převodové elektromotory, elektromotory TENV (zcela uzavřené, bez nuceného větrání), ponorné elektromotory a elektromotory s rámem tvaru U (U-frame). Novelizovaná norma přispěla k odstranění mezer tím, že požaduje vysokou účinnost u elektromotorů s nestandardní základnou nebo montážní patkou, u elektromotorů s nestandardní čelní stěnou nebo přírubou, elektromotorů se speciálními hřídeli a elektromotorů bez základny. 

Dopad normy Integral Horsepower Rule

Norma Integral Horsepower Rule se bude v budoucnu dále rozšiřovat, neboť mnoho elektromotorů je stále mimo její záběr, ale pravděpodobně se do příštích předpisů dostanou. K dosud nezařazeným elektromotorům patří servomotory, synchronní střídavé elektromotory, elektromotory pro střední napětí, stejnosměrné elektromotory a jednofázové uzavřené elektromotory. 

Předpis Integral Horsepower Rule má na výrobce OEM a konečné uživatele největší dopad v oblasti formátu, určení a funkce. Pro splnění požadavků na účinnost budou některé elektromotory muset mít větší rozměry (často větší délku), aby si udržely svou rozměrovou klasifikaci dle NEMA. Některé budou muset mít větší rám dle NEMA, než dříve a mnoho bude těžších z důvodu použití většího množství mědi a oceli. 

Mnoho elektromotorů s vyšší účinností bude mít menší skluz, to znamená vyšší základní rychlost. To si následně může vyžádat přepracování nebo úpravy některých strojů využívajících elektromotory. Některé elektromotory, dříve zařazené do jiných kategorií konstrukce, budou muset nyní spadat do kategorie NEMA „DESIGN A“. Tyto elektromotory mohou mít vyšší nárazový proud, což si vyžádá změnu provedení. 

Výroba elektromotorů s vysokou účinností může být až o 20 % dražší, což zvýší cenu i pro zákazníky. Vyšší náklady jsou často způsobeny nutností použít více mědi a vyšší třídu oceli pro elektromotorové plechy. Vzhledem k tomu, že americká vláda aktivně prosazuje tyto předpisy pro vyšší účinnost, američtí výrobci se tomu rychle přizpůsobují, zatímco někteří výrobci v jiných zemích mají problémy dosáhnout u oceli potřebných parametrů. 

Úspory v miliardách dolarů

Zákonné předpisy, přijaté na základě norem Ministerstva energetiky pro minimální účinnost, podle oficiálních údajů ušetřily americkým spotřebitelům 63 miliardy dolarů na účtech za elektřinu a snížily emise oxidu uhličitého o 2,6 miliardy tun. Stanovení přesných úspor vyžaduje hlubší přezkoumání aplikací, včetně analýz typu elektromotoru, účinnosti, doby provozu, rozsahu zatížení, nákladů na energii a dalších faktorů. Ať už jde o výměnu elektromotoru nebo o elektromotor v novém zařízení, návratnost investice do elektromotorů s vysokou účinností bude pravděpodobně jen pár let, s dalšími úsporami po dobu životnosti elektromotoru.

Brian Sisler je produktovým manažerem společnosti AutomationDirect pro pohony, elektromotory a náběhové spouštěče. Upravil Chris Vavra, redaktor časopisu Control Engineering, CFE Media, cvavra@cfemedia.com.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Moderní technologie pro potravinářský průmysl IV
2017-09-20 - 2017-09-20
Místo: Kongresové centrum Praha
Moderní technologie pro farmaceutický průmysl IV
2017-09-21 - 2017-09-21
Místo: Kongresové centrum Praha
MSV 2017 - Mezinárodní strojírenský veletrh
2017-10-09 - 2017-10-13
Místo: Výstaviště Brno
DeburringEXPO
2017-10-10 - 2017-10-12
Místo: Exhibition Centre Karlsruhe, Rheinstetten, Germany
Údržba 2017
2017-10-11 - 2017-10-12
Místo: Konferenční centrum Akademie věd ČR – zámek Liblice

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Pekařská 621/7
155 00 Praha 5
tel. +420 251 551 470

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 737 489 292

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Ano, proto se je snažíme minimalizovat
Ne, jsou na odpovídající úrovni
Nejsou vysoké, ale rychle rostou

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2017 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI