Modernizace zařízení metodou retrofit, legislativní požadavky a případová studie snížení provozních nákladů
Během posledních pár let se výraz retrofit objevuje stále častěji. Z reakcí a dotazů, které dostáváme na veletrzích, výstavách a odborných konferencích vyplývá, že tento výraz není veřejnosti ještě zcela vysvětlen. Někteří investoři i technici řeší, co si pod tímto pojmem mají konkrétně představit.
Co je to Retrofit?
Když si zadáme toto slovo do vyhledávače, tak se nám zobrazí následující nabídka – dovybavit, moderněji vybavit, zdokonalit apod. (1)
Z toho plyne, že pojem Retrofit můžeme definovat jako výměnu stávající technologie za novější, modernější, účinnější a zároveň úspornější. Praktikuje jej tedy kdokoli, kdo mění nějakou stávající, ještě sloužící technologii nebo pouze její část za účelem zlepšení komfortu či snížení nákladů, a to ať už v oblasti vzduchotechniky, domácích spotřebičů či třeba osobních nebo nákladních automobilů.
Proč je Retrofit aktuální téma?
„Z legislativních důvodů vstoupily v platnost požadavky na ekodesign větracích jednotek podle Nařízení komise EU č. 1253/2014, dle prováděcích předpisů Evropského parlamentu a Rady 2009/125/ES. Větrací a klimatizační jednotky vyrobené po roce 2016 musí splňovat požadavky tohoto nařízení a být souladu s ním i označeny.“ (2)
Došlo tak k výraznému redesignu hlavně průmyslových jednotek, což vedlo sice k navýšení jejich účinnosti, ale vlivem nutnosti snížení průtokových rychlostí i ke zvětšení jejich rozměrů. Výměna starších jednotek v těsnějších prostorách za nové může být velmi obtížná až mnohdy bez výrazných investic téměř nemožná. Potom ekonomickým, i když samozřejmě ne věčným řešením je udržovat stávající jednotku v chodu výměnnou jednotlivých funkčních částí za stejné, nebo lepší technologie – a tedy provádět retrofit. I zde ale vstupuje do hry ekodesign a to v oblasti nařízení min. účinností na dílčí komponenty. V oblasti ventilátorů je to nařízení č. 327/2011. Toto nařízení sice nezakazuje dodávat náhradní díly, ale tyto díly díky téměř nulové poptávce pomalu mizí z trhu a nahrazují je účinnější a mnohdy díky vyráběným objemům i levnější řešení. To platí nejen ve všech průmyslových oblastí jako je zejména chlazení, vytápění, vzduchotechnika a klimatizace atd., ale např. i u domácích spotřebičů, kterých se rovněž ecodesign výrazně dotknul.
V případě, že náhrada není 1:1, má cenu popřemýšlet o výrazně účinnější variantě výměny s rozumnou návratností – Retrofitu. To se děje i plánovaně za účelem úspory provozních nákladů, zvýšení nedostatečného výkonu, nebo i snížení hlučnosti, která je také neopomenutelným parametrem. Dalším z důležitých ukazatelů pro výměnu je i snížení nákladů na servis, a to v podobě absence servisu klínových řemenů, možností dálkového dohledu apod.
Praxe
Abychom mohli retrofit aplikovat (tedy vyměnit aktuální zařízení za nové, efektivní, účinnější), musíme vyhodnotit stávající technický stav systému.
Zjišťování aktuálního technického stavu stávajícího zařízení nazýváme pasportizace. To ale v praxi mnohdy nebývá zrovna jednoduché. Obvykle je zařízení zastaralé a ne zrovna v dobrém stavu. Chybí potřebná dokumentace, technické údaje, nejsou zdokumentovány změny a opravy systému a často je také problematický přístup k samotnému systému, nemluvě o nečitelných štítcích apod.
Ke správnému určení modernizace systému je tedy potřeba provést následující kroky:
- Zvážit, zda stav stávajícího systému není již v tak špatném stavu, že je spíše vhodný na celkovou výměnu celých zařízení.
- Nasbírat maximum údajů o stávajícím řešení a jeho jednotlivých komponentech.
Obr. 1 - Modbus
- Provést křížová měření kombinací různých metod k určení pracovních oblastí.
- Dlouhodobý sběr dat k určení návratnosti investice a požadovaného rozsahu výkonů.
- Montážní projekt dílčích mechanických a elektrických úprav – rozpočet montáže.
- Kalkulace celkových nákladů a návratnosti.
Jak data sbíráme?
- Pomocí dataloggerů volně dostupných na trhu, je potřeba použití mnoha senzorů.
- Pokud chceme přesnější zjištění provozních dat ventilátorů používá ebm-papst dataloggery snímající přímo parametry motoru přes Modbus – velmi přesné, není potřeba dalších zařízení a senzorů.
Případová studie
Výměna ventilátoru vzduchotechnické jednotky za účelem snížení provozních nákladů
Obr. 2 - Na levé straně můžeme vidět původní sestavu, na pravé straně je vyměněný ventilátor.
Na obrázku č.2, kromě výše uvedených benefitů je nezanedbatelným argumentem náročnost na prostor.
Pro případovou studii jsme vybrali výměnu ventilátorů ve větracích a vytápěcích jednotkách od firmy Remak (obr. 3) umístěných ve skladových prostorách naší společnosti ebm-papst CZ s.r.o. a instalovaných kolem roku 2004.
Obr. 3 – vytápěcí a větrací jednotka v prostorách firmy ebm-papst CZ s.r.o.
Tyto jednotky byly vybaveny radiálním, oboustranně sajícím ventilátorem s dopředu zahnutými lopatkami ve spirální skříni, poháněným přes řemenový převod třífázovým motorem s možností přepínání hvězda/trojúhelník (obr. 4). V rámci porovnání jednotlivých řešení bylo rozhodnuto, že v první jednotce bude provedena výměna ventilátoru za volné oběžné kolo s elektronicky komutovaným motorem a integrovanou elektronikou.
Obr. 4 - Standartní motor AC a spirální skříň
Radiální ventilátory s dozadu zahnutými lopatkami patří v dnešní době k nejúčinnějším typům ventilátorů obecně. V kombinaci s elektronicky komutovaným motorem tvoří velmi účinné produkty, dodávané díky integrované řídící elektronice jako plug&play řešení. V menších jednotkách, jako byla právě tato, je potřeba volit opatrně náhradu ventilátoru z důvodu limitních prostor. Dalším důležitým krokem je v tomto případě utěsnění ventilátorové komory jednotky. Tam, kde s původním ventilátorem ve spirální skříni byla před výměnou podtlaková část, je teď část přetlaková. Bez utěsnění by mohlo dojít ke zkratu, nebo úniku vzduchu přes netěsnosti servisních otvorů jednotky. Tím může dojít k sekundárním ztrátám.
Měření ukázala, že při stejných pracovních bodech má ventilátor typu K3G355-BC92-02 řady Radipac, mnohem lepší parametry než původní ISO motor.
| průměrný příkon na vzduchotechnickou jednotku | ||||
|---|---|---|---|---|
| plný výkon [kWh] | úspora [kWh] | poloviční výkon [kWh] | úspora [kWh] | |
| NICOTRA VRE ADH 200 R | 3,24 | 1,76 | ||
| K3G355-BC92-02 | 1,39 | 1,84 | 0,25 | 1,50 |
| D3G250-GG09-01 | 1,80 | 1,44 | 0,28 | 1,48 |
Tab. 1 Porovnání elektrických příkonů použitých ventilátorů v jednotce Remak.
Ve druhé jednotce byl instalován ventilátor firmy ebm-papst typu D3G250-GG09-01 řady Radifit, který byl navržen právě na jednoduchou výměnu původních řešení ventilátorů s dopředu zahnutými lopatkami. Ventilátory řady Radifit jsou vybaveny oboustranně sajícím, radiálním ventilátorem s dozadu zahnutými lopatkami ve spirální skříni a elektronicky komutovaným motorem. Spirální skříň zajišťuje původní podtlakový systém ve ventilátorové komoře jednotky, takže odpadají montážní kroky vedoucí k jejímu utěsnění. Celková instalace je tedy i mnohem jednodušší a méně nákladná. Řešení sice již není tak účinné, ale díky speciálně profilovanému designu oběžných kol a elektronicky komutovanému motoru je stále vysoko nad požadovanými hladinami ekodesignu. Projektant či servisní organizace má tak jistotu plnění požadovaných norem.
Po porovnání jak provozních, tak instalačních nákladů se ukázalo, že návratnost vložené investice je v řádu 14 – 15 měsíců pro obě varianty.
O ebm-papst
Skupina ebm-papst je přední světový výrobcem ventilátorů a motorů s vlastním vývojem. Od svého počátku nastavuje průmyslové standardy pro globální trh.
Ve fiskálním roce 2017/ 2018 dosáhla obratu více než 2 mld. EUR. Společnost ebm-papst zaměstnává na celém světě přibližně 15 000 osob, a to ve 27 výrobních závodech (včetně Německa, Číny a USA) a 48 prodejních kancelářích. Produkty ebm-papst nalezneme v mnoha průmyslových odvětvích včetně vzduchotechniky, klimatizace a chlazení, domácích spotřebičů, vytápění, IT a telekomunikací, a rovněž v automobilech i užitkových vozidlech.
Obchodní zastoupení pro Českou a Slovenskou republiku firmy ebm-papst se sídlem v Brně je dynamicky se vyvíjející a rostoucí společnost s dvaceti zaměstnanci a ročním obratem ve výši 584 mil. CZK. Svým zákazníkům poskytuje nadstandardní technický i logistický servis a úzce s nimi spolupracuje na řešení jejich projektů tak, aby finální produkt byl co nejúspěšnější na trhu.
(1) https://slovnik.seznam.cz/cz-en/?q=retrofit
(2) LAIN, Miloš, František DRKAL a Jakub ŠIMEK. Ekodesign větracích jednotek: otázky a odpovědi. Praha: Společnost pro techniku prostředí, 2017. ISBN 978-80-02-02771-3.
ebm-papst CZ- ventilátory světové kvality. Společnost ebm-papst vyvíjí a vyrábí vysoce kvalitní ventilátory pro náročné průmyslové aplikace i domácí použití. Portfolio zahrnuje axiální, radiální, tangenciální a kompaktní AC/EC ventilátory pro ...