Ecodesign ed efficienza di sistema: la classe IES2

La riduzione dei consumi di energia elettrica è senza dubbio tra i contributi più efficaci per raggiungere tale obiettivo: ecco perché sono state delineate varie misure per promuovere l’incremento dell’efficienza di motori e sistemi di azionamento.

La Direttiva Ecodesign: requisiti per motori elettrici e sistemi di azionamento

Il riferimento in materia è costituito dalla Direttiva Ecodesign 2009/125/CE, conosciuta anche come Direttiva ErP (Energy related Products), che stabilisce requisiti relativi all’efficienza energetica, alle prestazioni e alla riduzione dell’impatto negativo sull’ambiente di determinati gruppi di prodotti importati, commercializzati o venduti nell’Unione Europea.

Per definire l’applicazione di tale direttiva, nel corso del tempo si è giunti alla definizione del Regolamento della Commissione Europea 2019/1781, il quale delinea i requisiti per la progettazione di motori elettrici e azionamenti a velocità variabile, adottando le classi di efficienza definite dall’IEC (International Electrotechnical Commission) ovvero i MEPS (Minimum Efficiency Performance Standards)

L’attuazione di tale regolamento è stata prevista in due step, dal 1° luglio 2021 e dal 1° luglio 2023, con requisiti progressivamente sempre più stringenti in base alla taglia dei motori.

Se le classi di efficienza dei motori, definite dallo standard IEC 60034-30-1 da IE1 a IE4, sono già da tempo ben note, ha invece rappresentato una notevole novità l’introduzione di una classificazione che permettesse di valutare l’intero sistema di azionamento, ovvero l’efficienza del motore e del convertitore di frequenza considerati come un insieme, il PDS (Power Drive System), oltre a classi di efficienza per i convertitori di frequenza, denominati anche CDM (Complete Drive Module).

Standard di efficienza energetica per l’intero sistema

La definizione delle classi di efficienza dei sistemi di azionamento viene delineata nella seconda parte di due standard EN ed IEC tra loro connessi, ovvero gli standard europei EN 50598 (divisi in 3 parti) ed gli IEC 61800-9 (basati sulle prime due parti degli EN 50598).

La prima parte di tali standard (IEC 61800-9-1 e EN50598-1) infatti, fornisce indicazioni per valutare e certificare l’efficienza combinata del sistema di azionamento (motore e convertitore) e dell’apparecchiatura azionata, esaminando l’integrazione dei vari componenti del sistema nel suo complesso. Viene dunque delineato un approccio estensivo al prodotto (EPA ovvero extended product approach) e l’utilizzo di modelli semi-analitici (SAMs ovvero semi-analytical models).

La seconda parte di tali standard (IEC 61800-9-2 e EN50598-2) definisce le classi di efficienza dei convertitori di frequenza e del sistema di azionamento, considerando il convertitore di frequenza ed il motore come un singolo sistema.

In particolare, le classi sono:

-IE0, IE1, IE2 per i convertitori di frequenza (CDM Complete Drive Module)

-IES0, IES1, IES2 per i sistemi di azionamento, ovvero motore + convertitore di frequenza (PDS Power Drive System).

I parametri associati alla classe IES1 vengono assunti come riferimento base per definire le altre due classi. Infatti, la classe IES0 viene delineata includendo i sistemi con perdite superiori del 20% rispetto alla IES1, mentre la classe IES2, ovvero quella a maggiore efficienza, include i sistemi con perdite energetiche inferiori al 20% rispetto alla IES1.

Classi di efficienza per i sistemi di azionamento

Per determinare tale classificazione, vengono stabiliti 8 punti di carico a differenti velocità e coppie e ne vengono mappate le relative perdite energetiche, confrontandoli dunque con i parametri di riferimento.

In questi grafici dove sono messe in relazione velocità relativa e coppia relativa, vengono evidenziati il punto di funzionamento nominale (che definisce la classe IES) ed il punto di carico parziale secondo lo standard.

Infine, la terza parte degli standard europei (EN50598-3) tratta gli aspetti fondamentali da considerare nella progettazione di motori e sistemi di avviamento per ridurne l’impatto ambientale, valutandone l’intero ciclo di vita.

KAESER al tuo fianco per garantire la più elevata efficienza di sistema

Il nuovo standard IES ha permesso una migliore comprensione dei consumi effettivi nei casi di macchine con sistemi di variazione della velocità, considerando l’intero sistema di azionamento e trasmissione e non più solo il motore, come avveniva in passato.

Dunque, nel processo di innovazione e sviluppo delle proprie linee con regolazione di velocità (SFC) di compressori a vite lubrificati ed oilfree, così come delle soffianti a vite, KAESER ha integrato i sistemi di azionamento Siemens dotati della più elevata classe di efficienza di sistema attualmente disponibile, ovvero la IES2.

Una scelta che testimonia l’impegno costante di KAESER nel garantire i più elevati standard di qualità ed i massimi rendimenti, in un miglioramento continuo del design e dei componenti per ottimizzare e ridurre i consumi energetici delle applicazioni che impiegano aria co