Die Ökodesign-Richtlinie in der Pumpenpraxis. Dr.-Ing. Thorsten Kettner Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.v.

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1 Die Ökodesign-Richtlinie in der Pumpenpraxis Dr.-Ing. Thorsten Kettner Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.v.

2 Wo ist denn...? Grundfos UPS Wilo TOP-S Wilo Star-RS Grundfos UPS Energielabel

3 Wo ist denn? Hintergrund: Europäische Ökodesign-Richtlinie European Energy related Products Directive (ErP)

4 Übersicht 1. Einführung 2. Die ErP-Verordnung für Nassläufer-Umwälzpumpen 3. Die ErP-Verordnung für Trockenläuferpumpen (Wasserpumpen) Anforderungen an die Hydraulik Anforderungen an den Motor 4. Zusammenfassung und Ausblick

5 Die ErP-Richtlinien Energy related Products Energieverbrauchsrelevante Produkte

6 Was ist ErP? europäische Verordnung zur Effizienzverbesserung von energieverbrauchsrelevanten Produkten... betrifft nicht nur Geräte der TGA Glühlampen Waschmaschinen Fernseher Spülmaschinen Wärmeerzeuger Umwälzpumpen Standard-Motoren Wasserpumpen Stand-by Netzteile Fenster Ampeln Kühlschränke Abwasserpumpen Wurst Motoren II Verdrängerpumpen Leder vorhanden in Bearbeitung abgelehnt

7 Energieverbrauch von Pumpen 140 Mio. installierte Heizungsumwälzpumpen in Europa (EU 27) Elektrischer Energieaufwand: 55 Milliarden kwh* Elektrischer Energieaufwand für Wasserpumpen in Europa: 136 Milliarden kwh* Die Summe entspricht der Erzeugung von ca Windkraftanlagen ( Windkraftanlagen in Deutschland Ende 2012 installiert) * im Jahr 2020 ohne Verordnung

8 ErP-Verordnungen

9 Übersicht 1. Einführung 2. Die ErP-Verordnung für Nassläufer-Umwälzpumpen 3. Die ErP-Verordnung für Trockenläuferpumpen (Wasserpumpen) Anforderungen an die Hydraulik Anforderungen an den Motor 4. Zusammenfassung und Ausblick

10 ErP für Nassläufer-Umwälzpumpen Verordnung (EG) 640/2009 EEI 0,23 1. Januar 2020 EEI 0,23 EEI 0,23 1. August 2015 Integrierte Pumpe 1. Januar 2013 EEI 0,27 Keine Anforderungen Keine Anforderungen Keine Anforderungen EEI = Energie Effizienz Index Externe Umwälzpumpen für Heizung und Kühlung Umwälzpumpen integriert in Produkte wie z.b. Wärmeerzeuger Ersatz von in Produkte (z.b. Wärmeerzeuger) integrierten Umwälzpumpen, die vor 1. August 2015 in Verkehr gebracht wurden Vergleich der gemessenen Pumpen-Leistungsaufnahme in verschiedenen Lastpunkten mit einer Referenz- Leistungsaufnahme je kleiner der Wert, desto besser

11 Energie Effizienz Index ErP Auswirkungen Nassläufer-Umwälzpumpen im europäischen Markt Entfall von 80 % der bisherigen Typen 1,60 1,40 1, ,00 0,80 Keine A-G Klassen mehr! 0,60 0,40 0,20 1. Schritt: 0,27 2. Schritt: 0,23 0, Größe der Pumpe P hyd [W]

12 Anwendungsvorteile 3000 Jährlicher Energieaufwand (Bsp.) [kwh] 2500 Festdrehzahl Drehzahlregelung % % asynchron asynchron synchron (EC) % 0 asynchron, Festdrehzahl asynchron, Drehzahlregelung synchron (EC), Drehzahlregelung

13 Anwendungsvorteile Jährlicher Energieaufwand (Bsp.) 3000 Festdrehzahl Drehzahlregelung [kwh] % asynchron asynchron synchron (EC) Inverkehrbingen durch ErP-Verordnung seit verboten % asynchron, Festdrehzahl asynchron, Drehzahlregelung 20 % 20 % synchron (EC), Drehzahlregelung

14 Woran erkennt man ErP-konforme Umwälzpumpen? CE-Kennzeichen darf nur für ErP-konforme Pumpen vergeben werden. Der EEI-Wert muss auf dem Produkt, auf der Verpackung und in der Dokumentation angegeben sein: EEI 0.[xx]. Zusätzlich müssen die Hersteller angeben (z.b. auf der Homepage): Referenzwert für die effizientesten Umwälzpumpen: EEI 0.20 TM ErP Wilo Acadamy - Operations

15 Welche Produkte sind konform? Produkte sind verfügbar und zum Teil schon länger bekannt Geeignete Technologie: Pumpen mit elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren (EC) und optimierter Hydraulik

16 Förderhöhe Auswirkung auf die Praxis Ersatz ungeregelter Pumpen [m] [m] n = konstant p-v-regelung [m³/h] [m³/h] Bei mengenvariablen Verteilkreisen (z.b. Sekundärkreis bei Heizung oder Kühlung): Einstellung einer Differenzdruckregelung, z.b. p-v Bei Anwendungen mit konstantem Volumenstrom: Einstellung der Regelpumpe auf konstante Drehzahl

17 23 Milliarden Kilowattstunden Jährliche Einsparung durch die Verordnung, bzw. den Einsatz von Hocheffizienzpumpen Dies entspricht dem Strombedarf von Irland oder acht mittelgroßen Kraftwerken

18 Übersicht 1. Einführung 2. Die ErP-Verordnung für Nassläufer-Umwälzpumpen 3. Die ErP-Verordnung für Trockenläuferpumpen (Wasserpumpen) Anforderungen an die Hydraulik Anforderungen an den Motor 4. Zusammenfassung und Ausblick

19 ErP-Anforderungen für Trockenläuferpumpen Aufgeteilt in zwei einzelne Verordnungen EU 547/2012 EC 640/2009 Pumpe (Hydraulik) Motoren

20 ErP-Anforderungen für Trockenläuferpumpen Aufgeteilt in zwei einzelne Verordnungen EU 547/2012 Pumpe (Hydraulik)

21 ErP für Wasserpumpen - Anwendungsbereich Inline Pumpen Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen Bohrlochpumpen 4 & 6 Blockpumpen Normpumpen

22 ErP für Wasserpumpen Verordnung (EU) 547/2012 MEI 0,7 benchmark MEI 0,4 1. Januar Januar 2013 MEI 0,1 Keine Anforderungen 2 gekoppelte Anforderungen: a) Mindestwirkungsgrad b) Cut-off Wasserpumpen MEI: Minimum Efficiency Index (Mindest-Wirkungsgrad-Index)

23 a) Bedeutung des MEI Mindest-Wirkungsgrad muss in drei Punkten überschritten werden Wirkungsgrad Kriterium erfüllt 75 % 100 % 110% Q Wirkungsgrad Kriterium nicht erfüllt 75 % 100 % 110% Q

24 Wirkungsgrad [%] b) ErP Auswirkungen: Cut off Trockenläuferpumpen im europäischen Markt Cut off: 5% Company: 8 ( ESCCI-n=1450) Cut off (MEI) 40 % 60 Cut off (MEI) 10 % Cut off (MEI) 10 % Pumpe oberhalb MEI C1= CE konform Pumpe unterhalb MEI nicht CE konform Die schlechtesten 10 % aller Pumpen sind nicht mehr zugelassen Pumps to be improved = Spezifische n s Drehzahl [rpm] n s [rpm]

25 ErP-Anforderungen für Trockenläuferpumpen Aufgeteilt in zwei einzelne Verordnungen EC 640/2009 Motoren

26 ErP für Elektromotoren Verordnung (EG) 640/ Januar 2017 IE4 IE3 oder IE2 mit Drehzahlregelung IE4 IE3 oder IE2 mit Drehzahlregelung 1. Januar Juni 2011 IE2 oder besser Keine Anforderungen IE2 oder besser Keine Anforderungen Elektrische Motoren 0,75 bis <7,5 kw Elektrische Motoren 7,5 bis 375 kw IE2, IE3 = Motor-Effizienzklassen nach IEC IE4 = zukünftige Motor-Effizienzklasse nach IEC TS Ed. 1

27 Wirkungsgrad [ N ] Energieeffizienzklassen nach IEC und IEC TS Ed Beispiel: 4-polig, 50 Hz IE IE 3 IE 2 75 IE , Nennleistung (P N ) [kw]

28 Energieeffiziente Pumpen ErP bewirkt technische Höchstleistungen Wilo-Stratos GIGA Motorwirkungsgrad Wilo-Stratos GIGA IE 4 IE 3 IE 2 p

29 Gesamtkosten in EUR Einsparpotentiale durch Wilo-Stratos GIGA Berechnungsbeispiel: Austausch einer funktionsfähigen ungeregelten Pumpe 140, ,000 Amortisationspunkt: Gewinnzone erreicht Betriebskosten ungeregelte Pumpe 100,000 80,000 60,000 40,000 Betriebs- und Investitionskosten Stratos GIGA 20, Jahre * Im Vergleich zu einer Pumpe ohne Drehzahlregelung, Lastprofil Blauer Engel (RAL-UZ 105), Energiekosten 0,22 /kwh.

30 32 Milliarden Kilowattstunden Jährliche Einsparung in Europa durch die Verordnungen für Wasserpumpen und Motoren 4 Milliarden kwh durch Wasserpumpen 28 Milliarden kwh durch Motoren in Wasserpumpen* * 20 % von 139 Milliarden kwh bei allen Motoren

31 Übersicht 1. Einführung 2. Die ErP-Verordnung für Nassläufer-Umwälzpumpen 3. Die ErP-Verordnung für Trockenläuferpumpen (Wasserpumpen) Anforderungen an die Hydraulik Anforderungen an den Motor 4. Zusammenfassung und Ausblick

32 Zusammenfassung ErP-Verordnung bewirkt erhebliche Auswirkungen auf die Gestaltung von Pumpen aller Art Zukünftig weitere Verschärfung der Anforderungen Auswirkungen auf die Praxis betreffen insbesondere die Inbetriebnahme und Einstellung Pumpenhersteller bieten zukunftsweisende Lösungen, die die Anforderungen weitreichend erfüllen bzw. übertreffen

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Thank you for your attention Dr.-Ing. Thorsten Kettner Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.v. BDH