MESSUNGEN UND BERECHNUNGEN

1.

Begriffsbestimmungen für Anhang II

1)

„Einlassvolumenstrom” (q) ist das den Ventilator durchlaufende Gasvolumen je Zeiteinheit (in m³/s), berechnet als Quotient aus der vom Ventilator bewegten Gasmasse (in kg/s) und der Dichte dieses Gases am Ventilatoreinlass (in kg/m³);

2)

„Kompressibilitätsfaktor” ist eine dimensionslose Zahl zur Beschreibung der Komprimierbarkeit, die der Gasstrom während der Prüfung erfährt; er wird berechnet als das Verhältnis der vom Ventilator auf das Gas ausgeübten mechanischen Arbeit zur Arbeit, die auf eine nicht komprimierbare Flüssigkeit mit gleichem Massenstrom, gleicher Einlassdichte und gleichem Druckverhältnis ausgeübt würde, wobei der Ventilatordruck als „totaler Druck” (k_p) oder „statischer Druck” (k_ps) berücksichtigt wird;

3)

k_ps ist der Kompressibilitätskoeffizient für die Berechnung der statischen Ventilatorgasleistung;

4)

k_p ist der Kompressibilitätskoeffizient für die Berechnung der totalen Gasleistung des Ventilators;

5)

„fertigmontiert” ist der fertige oder am Einsatzort zusammengebaute Ventilator, der sämtliche zur Umwandlung elektrischer Energie in Ventilatorgasleistung erforderlichen Elemente enthält, so dass keine weiteren Bauteile oder Komponenten notwendig sind;

6)

„vormontiert” ist eine zumindest das Laufrad umfassende Baugruppe von Ventilatorteilen, die für das Erreichen der Fähigkeit zur Umwandlung elektrischer Energie in Ventilatorgasleistung um mindestens ein weiteres extern zugeliefertes Bauteil ergänzt werden muss;

7)

„Direktantrieb” ist eine Antriebskonfiguration für einen Ventilator, bei der das Laufrad entweder unmittelbar oder über eine Koaxialkupplung an der Motorwelle befestigt und die Laufraddrehzahl mit der Motordrehzahl identisch ist;

8)

„Getriebe” ist eine Antriebskonfiguration für einen Ventilator, die kein „Direktantrieb” im obigen Sinne ist. Derartige Antriebskonfigurationen können Getriebe mit Riementrieb, Rädergetriebe oder Rutschkupplung umfassen;

9)

„Niedrigeffizienzantrieb” ist ein Antrieb mittels Riemen, dessen Breite weniger als das Dreifache seiner Höhe beträgt, oder mittels einer anderen Getriebeform, die kein „Hocheffizienzantrieb” ist;

10)

„Hocheffizienzantrieb” ist ein Antrieb mittels Riemen, dessen Breite mindestens das Dreifache seiner Höhe beträgt, oder mittels Zahnriemen oder Zahnrädern.

2.

Messmethode

Zur Feststellung und Überprüfung der Einhaltung der Anforderungen dieser Verordnung sind Messungen und Berechnungen unter Verwendung zuverlässiger, genauer und reproduzierbarer Verfahren vorzunehmen, die dem anerkannten Stand der Technik Rechnung tragen und deren Ergebnisse als mit geringer Unsicherheit behaftet gelten; dies schließt Methoden gemäß Dokumenten ein, deren Nummern zu diesem Zweck im Amtsblatt der Europäischen Union veröffentlicht wurden.

3.

Berechnungsmethode

Die Methode zur Berechnung der Energieeffizienz eines bestimmten Ventilators beruht auf dem Verhältnis zwischen Gasleistung und elektrischer Eingangsleistung des Antriebsmotors, wobei die Ventilatorgasleistung das Produkt des Gasvolumenstroms und der Druckdifferenz über den Ventilator ist. Der Druck ist entweder der statische Druck oder der totale Druck, welcher die Summe des statischen und des dynamischen Drucks in Abhängigkeit von der Mess- und der Effizienzkategorie ist.

3.1.

Wird der Ventilator „fertigmontiert” geliefert, ist die Gasleistung und die elektrische Eingangsleistung des Ventilators am Energieeffizienzoptimum zu messen:

a)

Bei Ventilatoren ohne Drehzahlregelung ist die Gesamteffizienz anhand folgender Gleichung zu berechnen:

η_e = P_u(s)/P_e,

wobei:

η_e: Gesamteffizienz;

P_u(s): Ventilatorgasleistung, bestimmt nach Nummer 3.3 bei Ventilatorbetrieb am Energieeffizienzoptimum;

P_e: am Stromversorgungsanschluss des Ventilatormotors gemessene Leistung bei Ventilatorbetrieb am Energieeffizienzoptimum.

b)

Bei Ventilatoren mit Drehzahlregelung ist die Gesamteffizienz anhand folgender Gleichung zu berechnen:

η_e = (P_u(s)/P_e(d)) · C_c,

wobei:

η_e: Gesamteffizienz;

P_u(s): Ventilatorgasleistung, bestimmt nach Nummer 3.3 bei Ventilatorbetrieb am Energieeffizienzoptimum;

P_e(d): am Stromversorgungsanschluss der Drehzahlregelung gemessene Leistung bei Ventilatorbetrieb am Energieeffizienzoptimum;

C_c: Teillastkompensationsfaktor, und zwar:

—

bei einem Motor mit Drehzahlregelung und P_e(d) ≥ 5 kW beträgt C_c = 1,04,

—

bei einem Motor mit Drehzahlregelung und P_e(d) < 5 kW beträgt C_c = – 0,03 ln(P_e(d)) + 1,088.

3.2.

Wird der Ventilator „vormontiert” geliefert, ist die Gesamteffizienz am Energieeffizienzoptimum des Laufrads anhand folgender Gleichung zu berechnen:

η_e = η_r · η_m · η_T · C_m · C_c,

wobei:

η_e: Gesamteffizienz;

η_r: Laufradeffizienz gemäß P_u(s)/P_a,

wobei:

P_u(s): Ventilatorgasleistung, bestimmt am Energieeffizienzoptimum des Laufrads und gemäß nachfolgender Nummer 3.3;

P_a: Ventilatorwellenleistung am Energieeffizienzoptimum des Laufrads;

η_m: Nenneffizienz des mitgelieferten Motors gemäß der Verordnung (EG) Nr. 640/2009 , soweit anwendbar. Fällt der Motor nicht in den Anwendungsbereich der Verordnung (EG) Nr. 640/2009 oder wird kein Motor mitgeliefert, so ist eine Standardeffizienz η_m für den Motor anhand folgender Werte zu ermitteln:

—

beträgt die empfohlene elektrische Eingangsleistung P_e ≥ 0,75 kW, so ist

η_m = 0,000278*(x³) – 0,019247*(x²) + 0,104395*x + 0,809761

wobei x = Lg(P_e)

und P_e gemäß Definition in 3.1 Buchstabe a;

—

beträgt die empfohlene Motoreingangsleistung P_e < 0,75 kW, so ist

η_m = 0,1462*ln(P_e) + 0,8381

und P_e gemäß Definition in 3.1 Buchstabe a, wobei die vom Ventilatorhersteller empfohlene elektrische Eingangsleistung P_e(d) ausreichen sollte, damit der Ventilator sein Energieeffizienzoptimum erreicht, ggf. unter Berücksichtigung getriebebedingter Verluste;

η_T: Effizienz der Antriebskonfiguration; hierfür sind die folgenden Standardwerte zu verwenden:

—

bei Direktantrieb: η_T = 1,0;

—

ist das Getriebe ein Niedrigeffizienzantrieb im Sinne von Nummer 1 Punkt 9 und

—

P_a ≥ 5 kW, η_T = 0,96 oder

—

1 kW < P_a < 5 kW, η_T = 0,0175 * P_a + 0,8725 oder

—

P_a ≤ 1 kW, η_T = 0,89;

—

ist das Getriebe ein Hocheffizienzantrieb im Sinne von Nummer 1 Punkt 10 und

—

P_a ≥ 5 kW, η_T = 0,98 oder

—

1 kW < P_a < 5 kW, η_T = 0,01 * P_a + 0,93 oder

—

P_a ≤ 1 kW, η_T = 0,94;

C_m: Kompensationsfaktor für die Bauteilabstimmung = 0,9;

C_c: Teillastkompensationsfaktor, und zwar:

—

Bei einem Motor ohne Drehzahlregelung beträgt C_c = 1,0,

—

bei einem Motor mit Drehzahlregelung und P_e(d) ≥ 5 kW beträgt C_c = 1,04,

—

bei einem Motor mit Drehzahlregelung und P_e(d) < 5 kW beträgt C_c = – 0,03 ln(P_e(d)) + 1,088.

3.3.

Die Ventilatorgasleistung P_u(s) (kW) wird nach der vom Ventilatorlieferanten gewählten Messkategorie-Prüfmethode berechnet:

a)

Wurden die Messungen am Ventilator nach der Messkategorie A vorgenommen, wird die statische Ventilatorgasleistung P_u(s) aus der Gleichung P_u(s) = q · p_sf · k_ps verwendet.

b)

Wurden die Messungen am Ventilator nach der Messkategorie B vorgenommen, wird die totale Ventilatorgasleistung P_u aus der Gleichung P_u = q · p_f · k_p verwendet.

c)

Wurden die Messungen am Ventilator nach der Messkategorie C vorgenommen, wird die statische Ventilatorgasleistung P_u(s) aus der Gleichung P_u(s) = q · p_sf · k_ps verwendet.

d)

Wurden die Messungen am Ventilator nach der Messkategorie D vorgenommen, wird die totale Ventilatorgasleistung P_u aus der Gleichung P_u = q · p_f · k_p verwendet.

4.

Methode zur Berechnung der Zielenergieeffizienz

Die Zielenergieeffizienz ist die Energieeffizienz, die ein Ventilator eines bestimmten Typs erreichen muss, um den Anforderungen dieser Verordnung zu entsprechen (ausgedrückt in vollen Prozentpunkten). Die Zielenergieeffizienz wird anhand von Effizienzformeln berechnet, die die elektrische Eingangsleistung P_e(d) und den in Anhang I definierten Mindesteffizienzgrad enthalten. Das gesamte Leistungsspektrum wird von zwei Formeln abgedeckt, nämlich eine für Ventilatoren mit einer elektrischen Eingangsleistung von 0,125 kW bis einschließlich 10 kW und eine für Ventilatoren mit einer Leistung über 10 kW bis einschließlich 500 kW. Es bestehen drei Reihen von Ventilatortypen, für die Effizienzformeln entwickelt werden, um die unterschiedlichen Eigenschaften der verschiedenen Ventilatortypen widerzuspiegeln.

4.1.

Für Axialventilatoren, Radialventilatoren mit vorwärts gekrümmten Schaufeln und Radialventilatoren mit Radialschaufeln (Axialventilator verbaut) wird die Zielenergieeffizienz anhand folgender Gleichungen berechnet:

Leistungsintervall P 0,125 kW bis 10 kW	Leistungsintervall P 10 kW bis 500 kW
ηZiel = 2,74 · ln(P) – 6,33 + N	ηZiel = 0,78 · ln(P) – 1,88 + N

Dabei ist die Eingangsleistung P die elektrische Eingangsleistung P_e(d) und N ist die ganze Zahl des geforderten Energieeffizienzgrads.

4.2.

Für Radialventilatoren mit rückwärts gekrümmten Schaufeln ohne Gehäuse, Radialventilatoren mit rückwärts gekrümmten Schaufeln mit Gehäuse und Diagonalventilatoren wird die Zielenergieeffizienz anhand folgender Gleichungen berechnet:

Leistungsintervall P 0,125 kW bis 10 kW	Leistungsintervall P 10 kW bis 500 kW
ηZiel = 4,56 · ln(P) – 10,5 + N	ηZiel = 1,1 · ln(P) – 2,6 + N

Dabei ist die Eingangsleistung P die elektrische Eingangsleistung P_e(d) und N ist die ganze Zahl des geforderten Energieeffizienzgrads.

4.3.

Für Querstromventilatoren wird die Zielenergieeffizienz anhand folgender Gleichungen berechnet:

Leistungsintervall P 0,125 kW bis 10 kW	Leistungsintervall P 10 kW bis 500 kW
ηZiel = 1,14 · ln(P) – 2,6 + N	ηZiel = N

Dabei ist die Eingangsleistung P die elektrische Eingangsleistung P_e(d) und N ist die ganze Zahl des geforderten Energieeffizienzgrads.

5.

Anwendung der Zielenergieeffizienz

Zur Erfüllung der Mindestanforderungen an die Energieeffizienz muss die nach der entsprechenden Methode in Abschnitt 3 von Anhang II berechnete Gesamteffizienz η_e des Ventilators den durch den Effizienzgrad festgelegten Zielwert η_Ziel erreichen oder diesen übersteigen.