Retrofit – obnova a úspora pomocí výměny součástí

Pojem „retrofit“ je během posledních několika let často skloňovaným výrazem. I přesto však lze říci, že veřejnost není s významem tohoto slova plně obeznámena a netuší, co si pod tímto pojmem představit.

Pokud zadáme toto slovo do vyhledávače, zobrazí se nám tato nabídka: dovybavit, moderněji vybavit, zdokonalit apod. [1] Pojem retrofit tak lze definovat jako výměnu stávající technologie za novější, modernější, účinnější a zároveň úspornější – praktikuje jej tedy kdokoli, kdo mění nějakou stávající, ještě stále funkční a 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]

Po roce 2016 došlo 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 výměnou 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 oblastech, jako je zejména chlazení, vytápění, vzduchotechnika a klimatizace atd., ale např. i u domácích spotřebičů, kterých se rovněž ekodesign výrazně dotknul.

V případě, že náhrada není 1:1 možná, 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.

Pohled do praxe

Aby bylo možné retrofit aplikovat (tedy vyměnit aktuální zařízení za nové, efektivní, účinnější), je nutné vyhodnotit stávající technický stav systému. Zjišťování aktuálního technického stavu stávajícího zařízení se nazývá 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.
• 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 firmy zjišťují data?

Stručně řečeno, pomocí dataloggerů volně dostupných na trhu (je potřeba použití mnoha senzorů). Pro přesnější zjištění provozních dat ventilátorů používá ebm-papst dataloggery snímající přímo parametry motoru přes Modbus – výsledky jsou velmi přesné a není potřeba dalších zařízení a senzorů.

Případová studie

Pro případovou studii byla vybrána výměna ventilátorů větracích a vytápěcích jednotek od firmy Remak (obr. 3) umístěných ve skladových prostorách společnosti ebm-papst CZ, s. r. o., a instalovaných kolem roku 2004.
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. 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 řídicí 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 i k sekundárním ztrátám. Měření pak ukázala, že při stejných pracovních bodech má ventilátor typu K3G355-BC92-02 řady Radipac mnohem lepší parametry než původní ISO motor. 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.

Závěr

Po porovnání jak provozních, tak instalačních nákladů se ukázalo, že návratnost vložené investice je asi 14 až 15 měsíců pro obě varianty.

Literatura
[1] https://slovnik.seznam.cz/cz-en/?q=retrofit
[2] LAIN, Miloš, DRKAL, František a ŠIMEK, Jakub. Ekodesign větracích jednotek: otázky a odpovědi. Praha: Společnost pro techniku prostředí, 2017. ISBN 978-80-02-02771-3.

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB Haustechnik 4/2018.