Indkøbsvejledning for ventilatorer

Mange steder er ventilationen i lokaler meget dårlig og elforbruget unødvendigt stort. Men det er muligt både at få bedre ventilation og nedbringe energiregningen. Både cirkulationspumper og motorer er ofte ikke tilpasset behovet og bruger derfor langt mere el end nødvendigt.

Indkøbskrav til ventilatorer
Krav svarer til: Dansk Energis krav for spareventilatorer.

Type	Virkningsgrad %
Radialventilatorer (centrifugalventilatorer) og aksialventilatorer:
Akseleffekt < 0,5 kW	76
Akseleffekt 0,5-1 kW	78
Akseleffekt 1-3 kW	79
Akseleffekt 3-10 kW	80
Akseleffekt 10-20 kW	81
Akseleffekt 20-50 kW	82
Akseleffekt 50-100 kW	83
Akseleffekt > 100 kW	84
Kammerventilatorer:
Akseleffekt < 0,5 kW	72
Akseleffekt 0,5-1 kW	72
Akseleffekt 1-3 kW	73
Akseleffekt 3-10 kW	74
Akseleffekt 10-22 kW	75

Kravene gælder for ventilatorer til ventilationsanlæg for lokaler og opholdsrum m.v. Energieffektive ventilatorer skal som minimum overholde kravene i tabellen. Se noter og yderligere definition.

Bemærk: Selvom I køber ventilator og motor med god virkningsgrad, er det betydeligt vigtigere, at I sørger for at bruge og indbygge dem korrekt. Det er den samlede virkningsgrad i driftssituationen, som er afgørende.

Gode råd om indkøb

• Køb kun ventilatorer, motorer og pumper med høj virkningsgrad.
• Find A-mærkede cirkulationspumper på
  GoEnergi.dk/pumper eller sparepumper.dk.
• Gå efter motorer med indbygget frekvensomformer, eller brug en ekstern frekvensomformer. Så opnår I den største besparelse.
• Sørg for, at ventilationsanlæg er beregnet optimalt med korrekte luftstrømme, så udluftningen er som krævet for at dække behovet. For stort luftskifte giver et unødigt stort energiforbrug, for lille luftskifte kan give indeklimaproblemer.
• Udnyt recirkulation til at reducere energien til temperatur- og fugtstyring af friskluft. Variabel recirkulation kan yderligere reducere et kølebehov i perioder med kold udeluft.
• Overhold Bygningsreglementets krav til nye ventilationsanlæg. Der er bl.a. krav om, at ventilationsanlæg skal have varmegenvinding med en temperaturvirkningsgrad på mindst 70 %, og at ventilation skal tilpasses behovet.
• Gå efter roterende varmevekslere, som kan have en temperaturvirkningsgrad på op til 85 %, hvis der ikke er et specifikt krav om typen af varmegenvindingsanlæg.
• Overhold Bygningsreglementets krav til ventilationsanlæggets SEL-faktor (SEL: Specifikt Elforbrug til Lufttransport). SEL-faktoren beskriver energiforbruget til transport af luften gennem hele anlægget.
• Husk, at det er muligt at stille skrappere krav, end Bygningsreglementet gør.
• Sørg for, at ventilationskanaler er tilstrækkeligt store, og at alle bøjninger har bløde rundinger. Det giver det mindste energiforbrug. Ledeplader i bøjningerne kan yderligere reducere tabene.
• Vær især opmærksom på tryktab i filtre, varmeflader, regulerings-
  spjæld og selve ventilatoraggregatet. Disse tryktab fører alle til større elforbrug til ventilatorerne.
• Gå efter anlæg, der har regulering med en frekvensomformer, i stedet for med spjæld, ved anlæg med variabel luftmængde. Men undgå samtidig at bruge frekvensomformeren som erstatning for korrekt dimensionering. Konstant langvarig drift ved lav ydelse giver større forbrug end et korrekt dimensioneret anlæg.
• Glem ikke, at mange ventilationsanlæg er tæt forbundet med varme- og køleanlæg, og at der også er krav om energieffektivitet til disse anlæg. Ved samlede leverancer skal I tage alle typer af anlæg i betragtning.
• Sørg for, at alle anlæg som minimum har urstyring. Et CTS-anlæg (Central Tilstandskontrol og Styring), som styrer og kontrollerer driften, er at foretrække. For anlæg med variable luftmængder bør I installere rumfølere, så luftmængden bliver tilpasset behovet.
• Monter fra starten et elmålersystem med fjernaflæsning på ventilationsanlægget, så det er muligt at se anlæggets elforbrug på internettet og sammenligne dets forbrug med andre anlæg.
  Sørg for, at der ved aflevering af det færdige anlæg måles luftmængder, tryk, SEL-faktor og tæthed af kanaler, og at I får en god dokumentation.
• Tænk vedligeholdelse ind allerede i konstruktions- og indkøbsfasen.
• Anlægget skal være nemt at vedligeholde, og drifts- og vedligeholdelsesudgifter bør dokumenteres i alle tilbud.
• Se mere om energieffektiv ventilation i Go' Energis Indretningsvejledning 2011.

Gode råd om drift

• Store ventilations- og klimaanlæg skal have foretaget et lovpligtigt eftersyn mindst hvert 5. år.
• For mindre ventilations- og klimaanlæg anbefaler vi, at I får foretaget et eftersyn, selvom dette ikke er lovkrav, da der ofte også kan findes store besparelser på mindre anlæg.
• Sørg for jævnlig kontrol af alle komponenter. Især varme- og køleventiler kan ved fejlfunktion give anledning til et meget stort merforbrug af energi. Spjældmotorer og manuelle spjældindstillinger kan ubemærket skride eller gå i stykker og medføre et langvarigt, ubemærket merforbrug.
• Sørg for, at ventilationsanlægget (inkl. pumper) kun kører, når der er behov for det, dvs. tilpasset årstid, tidspunkt på døgnet og aktiviteterne i rummet. Kontroller jævnligt, at urstyringer og indstillingerne i CTS-anlægget passer med de virkelige behov.
• God systematisk vedligeholdelse kan spare energi. Drivremme og filtre er typiske sliddele, som I bør efterse og skifte jævnligt.
• Overvej at indgå en aftale om regelmæssige serviceeftersyn af ventilationsanlægget. Se mere på vent.dk.
• Sørg for, at pumper og motorer kun kører, når det er nødvendigt, og at ydelsen passer til behovet.

Om ventilation

10-40 % af bygningens elforbrug går til ventilation. Derfor er det afgørende, at ventilationsanlægget er indrettet efter behovet og kører effektivt. Så undgår I unødigt elforbrug og ekstra omkostninger.

Erhvervslivets elforbrug til ventilation er opgjort til 16 % af erhvervslivets samlede elforbrug i 2006.

Ca. 2/3 af elforbruget til ventilation går til rumventilation og 1/3 til procesrelateret ventilation.

Rumventilationen er fordelt, så halvdelen er i industrien, 1/4 i landbruget og 1/4 i privat handel og service. Virksomheder inden for handel og service alene kan i alt spare 300 mio. kr. årligt.

Motorer med variabel hastighed

Motorer med variabel hastighed (VSM) kan give energimæssige og økonomiske fordele.

Motorer med variabel hastighed (VSM)
En ny type motorer, som samler motoren med en frekvensomformer i 1 enhed, er i stigende grad ved at komme på markedet. Det giver både energimæssige og økonomiske fordele. Det er i øjeblikket kun mindre motorer under 7,5 kW, som findes som VSM.

VSM kan være en asynkron- eller permanentmagnetmotor med indbygget frekvensomformer. Men der findes også andre, mindre kendte, motortyper med indbygget styreelektronik. De fleste VSM-motorer bygges direkte ind i pumper, blæsere, transportører og andet udstyr til slutbrugere.

Tekniske fordele ved VSM

• Når VSM er indbygget i en ventilator eller en pumpe, giver det den perfekte konstruktion, som kan optimeres til den bedste virkningsgrad.
• Motoren er typisk billigere end en separat motor og frekvensomformer
• Der er ingen kabler mellem elektronik og motor. Det sparer tid til installation og  fjerner behovet for dyrt, skærmet kabel. Samtidig giver det minimal udstråling.
• Motoren passer altid til frekvensomformeren.
• Der er ingen mellemkabler. Det giver minimal udstråling.
• Frekvensomformeren deler motorens kølesystem.
• VSM er meget enkle at indkøbe.
• VSM fås med flere typer af styringsgrænseflader.

Motorer til industriel brug

Der er mange penge at spare ved at vælge de mest energieffektive motorer til industriel brug.

Lang levetid og mange driftstimer
Motorer til industriel brug har ofte en lang levetid og et meget højt antal driftstimer. Derfor kan det godt betale sig at vælge en energieffektiv motor. Sammen med vedligeholdelse og daglig drift har det stor betydning for energiforbruget.

Råd til indkøb og drift af motorer til industriel brug

• Korrekt dimensionering
  Vælg en energieffektiv motor med en størrelse, der passer til belastningen. Det giver den bedste effektivitet. Maksimal effektivitet opnås normalt omkring 85-90 % af fuld belastning.
• Vælg energieffektive asynkronmotorer
  Vælg altid energieffektive asynkronmotorer klasse IE2 (svarer til det tidligere EFF1) eller bedre. Se i øvrigt sparemotor.dk.
• Brug frekvensomformere og direkte drev
  Overvej at bruge frekvensomformer og direkte drev uden gear eller remme. Man skal opfatte motoren, frekvensomformeren og transmissionen som en samlet enhed og huske, at alle 3 virkningsgrader skal ganges sammen.
• Vedligehold motoren
  Motoren og transmissionen skal vedligeholdes efter producentens forskrifter. Det giver den længste levetid.
• Overvej permanentmagnetmotorer (PM-motorer) med direkte drev
  Hvis belastningen er over 57 kW, og omdrejningstallet er under 750 pr. minut, bør man overveje en PM-motor med direkte drev. Så undgår man unødige tab i reduktionsgear og mangepolet asynkronmotor.
• Overvej PM-motorer til ventilations- og pumpesystemerI ventilations- og pumpesystemer, hvor flowet konstant er under 50 % af det nominelle flow, bør man overveje at bruge PM-motorer. Denne driftsmåde er typisk for systemer med ekstra kapacitet indbygget.
• Sørg for symmetri på tværs af faserneSørg for, at omviklede (reparerede) motorer er i perfekt symmetri på tværs af faserne. En asymmetrisk motor har meget dårlig virkningsgrad.
• Sørg for samme spænding på alle 3 faserSørg for, at en motor, som drives direkte fra elnettet, får samme spænding på alle 3 faser. Brug eventuelt en frekvensomformer.
• Tohastighedsmotorer er kun til systemer med få driftstimerBrug ikke tohastighedsmotorer, m.m. Systemet har meget få driftstimer pr. år. Brug hellere en frekvensomformer. Tohastighedsmotorer er altid mindre effektive i højhastighedstilstand end en tilsvarende enkelthastighedsmotor.

Frekvensomformere

Frekvensomformere kan bidrage væsentligt til at mindske motorers energiforbrug.

Mindre energiforbrug med frekvensomformere
Frekvensomformeren er som regel den mindst energiforbrugende del i det samlede system. Men til gengæld kan den minimere energitabet fra motoren og det, motoren driver. En frekvensomformer kan øge energieffektiviteten på stort set alle systemer, fordi den tilpasser motorens omdrejningshastighed til behovet.

Frekvensomformer erstatter ikke korrekt dimensioneringEn frekvensomformer kan ikke erstatte projektering og dimensionering. Det gælder om at vælge den rigtige størrelse motor fra starten. Det giver en samlet set dårlig energieffektivitet, hvis frekvensomformeren bruges til at nedregulere en overdimensioneret motor.

Vælg den rigtige frekvensomformerNår man skal vælge frekvensomformer, kræver det, at man kender data foreffekt, forsyningsspænding, krav til drejningsmoment og hastighed i hele arbejdsområdet, og hvor nøjagtigt hastigheden skal styres. Vælg en puls-bredde-moduleret (PWM)-type, og sørg for, at den er i stand til at:

• Starte den ønskede belastning.
• Drive den ønskede belastning i overensstemmelse med kravene.
• Standse belastningen i overensstemmelse med de kriterier, der er knyttet til driften.

Det er vigtigt ikke at overdimensionere en frekvensomformer.

Gå efter følgende indbyggede fordele:

• Fuldlastvirkningsgrad bør være mere end 98 % for frekvensomformere større end 5 kW.
• Der bør være automatisk tilpasning af magnetisering for at spare energi ved lav motorbelastning.
• Vælg elektronik af høj kvalitet med høj pulsfrekvens.
• Brug blødstarterfunktion (rampe op og ned). Sørg for at udnytte det, når transmissionen dimensioneres.
• Bør have harmoniske filtre.
• Bør have effekt- og energimåler.
• Bør have field bus til hurtig optimering af alle drifts-parametre.
• Bør have PID-regulator, så der kan etableres lokale tryk eller flow-reguleringer.
• Bør være forberedt til opdateringer af software via download.

Fordele ved frekvensomformere

• Kan give en væsentlig reduktion i elforbruget ved regulering af ventilations- og pumpesystemer sammenlignet med regulering ved hjælp af spjæld og ventiler.
• Blød start og stop muliggør dimensionering i forhold til normal driftssituation. Det giver mindre tab i transmissionen, som ellers skulle overdimensioneres for at holde til hård start og stop. Reducerer også slid på motor, gear og maskiner.
• Kan køre motorer op i højere omdrejningstal, end de er beregnet til. Det kan i kortere perioder udvide driftsområdet.
• Gør, at ventilations- og pumpeanlæg reagerer hurtigere og mere pålideligt på ændringer end med ventiler og spjæld. Det gælder især i de yderste områder af flowet, hvor ventiler og spjæld bliver meget ulineære. Frekvensomformere har i det hele taget god dynamisk præstation, som kan udnyttes i maskiner med præcis styring af hastighed. Kan køre i åben sløjfe uden hastighedssensor.
• Erstatter flere typer af komponenter til motorbeskyttelse. F.eks. motorværn, fasevagt og spændingsvagt. Erstatter også stjernetrekantstartere og kontaktorer til tohastighedsmotorer.
• Har indbygget micro-processorer, der giver en lang række faciliteter. F.eks. field bus-kommunikation, lokale PID-regulering, input fra forskellige målepunkter, elmålere, rampe op og ned-funktioner m.m.
• Har indbygget diagnostik og beskyttelsesprogrammer. Det mindsker og identificerer fejl.
• Nemme at sætte i drift pga. indbyggede instruktioner via operatørpanel.
• God fasevinkel (1,0) ved alle belastninger. Fasekompensering er ikke nødvendig.
• Isolerer motorer fra elnettet. Det reducerer motorstress og ineffektivitet som følge af varierende spænding, ubalance i faserne og dårlig formfaktor.
• Kan i nogle systemer med fordel drive flere motorer på samme tid. F.eks. såkaldte "fan-walls". En enkelt 100 kW frekvensomformer kan bruges til at køre 10 styk 10 kW asynkron- eller permanent-magnet-motorer på samme frekvens. Det kan give store besparelser.
• Hyldevare, som kan monteres på eksisterende motorer.
• Meget pålidelige og med høje garantier.

Ulemper ved frekvensomformere

• Dårlige frekvensomformere kan give viklingsfejl. Det skyldes spændingsspidser, som med tiden skader isoleringen i viklingerne. Problemet kan være mere udtalt ved brug af længere kabler mellem frekvensomformeren og motoren pga. refleksion. De fleste producenter leverer dog filtre for at undgå det.
• Der kan komme problemer med lejerne pga. inducerede strømme gennem aksel, lejer og motorhus. Det kan som regel løses med god jording. Lidt dyrere, isolerede lejer vil altid stoppe problemet.
• Kan give harmonisk forvrængning. Det kan give problemer med mere følsomt elektrisk udstyr og ekstra opvarmning af kabler. Harmonisk forvrængning kan også øge tabene i andet udstyr, der bruges i anlægget. Den 5. harmoniske er særligt slem til at øge tabene i andre asynkronmotorer, som er sluttet til ledningsnettet.
• Harmonisk forvrængning, især i installationer med mange frekvensomformere, kan give store ”fantom”-strømme. De opstår typisk i svingningskredse mellem fasekompensering og store induktive belastninger. Dette fænomen løses ved at installere filtre i fasekompenseringen.
• Kan give elektromagnetisk stråling. Den høje frekvens kan give lokal interferens til nærliggende udstyr. Derfor er det nødvendigt at bruge skærmet kabel.
• Kan give derating af motorer ved lave hastigheder. Problemet med ekstra motoropvarmning på grund af harmonisk forvrængning forværres ved lavere hastigheder. Mange motorer er selvkølede med en ventilator monteret på akslen. Lavere hastigheder vil føre til lavere luftstrøm. I nogle tilfælde må særskilte ventilatorer monteres på motoren.

Undgå problemer med nogle enkle forholdsregler

• Følg producentens vejledninger.
• Brug særlige kabler til frekvensomformere med særlige ledere.
• Hold kablerne så korte som muligt.
• Sørg for korrekt jordforbindelse og god afskærmning.
• Passive eller aktive harmoniske filtre.
• Isolation af transformere.
• Isoleret field bus.

Gode råd til transmission og gear

• Undgå om muligt at bruge gearing.
• Dimensioner efter det reelle effektbehov.
• Undgå overdimensionering i driftsfasen ved at nedsætte kravet under igangsætning. F.eks. ved at bruge blød-start.
• Brug remme med høj virkningsgrad. F.eks. V-remme med profilen XPB, SPB og B.
• Brug så få remme som muligt, og helst kun en.
• Brug aldrig remhjul, som er mindre end 180 mm i diameter.
• Brug producentens anvisninger for remspænding og vedligeholdelse.
• Efterspænd altid nye remme.
• Sørg for, at remhjul og remme flugter perfekt. Brug en retskinne.
• Undgå brug af snekkegear. Brug f.eks. tandremme til gearing af transportører.
• Brug altid korrekt olie i gearkasser.
• Brug langsomtgående PM-motorer i stedet for induktionsmotorer og gear.