Hvad har måling at gøre med energibesparelse? Det hele handler om investeringsafkast og bundlinjen.
Industrielle anlæg skal forbruge energi for at køre – produkt, data eller noget helt tredje – og i de fleste anlæg går for meget elektricitet til spilde. De er ineffektive forbrugere af energi. For tyve år siden interesserede facility management sig ikke for energieffektivitet – energi var billig. Da energien blev dyrere, begyndte lederne at interessere sig for at reducere deres energiregning, men målingerne skulle omsættes til forretningssprog.
Hvor er konverteringspunktet for investeringsafkastet, hvor spildet er så stort, at det giver mening at gøre noget ved det?
For at besvare dette spørgsmål skal du måle, hvor meget energi du forbruger på de forskellige typer arbejde (systemer) i din bygning og sammenligne resultatet med standarder. Det fortæller dig, hvor meget der spildes. Yderligere målinger kan hjælpe dig med at identificere årsagen til spildet. De tre elementer i en ligning for investeringsafkast er: 1) mængden af spild kombineret med 2) årsagen og 3) den omkostning, der skal adresseres.
Hvornår giver energireduktion mening?
Energibesparelser giver mening på anlæg, der ønsker at reducere faste omkostninger for at øge produktiviteten – anlæg, der ønsker at gøre mere med mindre og ikke bare have færre omkostninger.
Energiinspektion identificerer muligheder for at øge effektiviteten og giver lederen af anlægget data til at forstå, hvilke energibesparende aktiviteter, der giver mening set i forhold til anlæggets primære mål, og hvilke der enten ikke tilbyder et højt nok investeringsafkast eller falder for langt uden for prioriteterne. De største muligheder eksisterer typisk i anlæg, der har gamle, store, energikrævende systemer, som ikke er blevet optimeret. Andre gode kandidater inkluderer produktionsanlæg, der ikke har indført så meget automatisering eller styring samt anlæg med store damp- eller trykluftsystemer.
Hvor meget kan der spares?
Ifølge det amerikanske energiministerium (DOE) vil anlæg kunne sænke deres energiregninger med 25%, men de faktiske besparelser afhænger af et par ting. For det første: Hvilken type systemer og aktiviteter forekommer i anlægget? Store belastninger, der aldrig er blevet koordineret med tidsplanen for forsyningsprisen med henblik på at drage fordel af de billigste tidspunkter på dagen, kan levere betydelige besparelser. Et anlæg, der mest kører med mindre belastninger, har måske ikke den samme mulighed. For det andet: Hvor ineffektive er bygningssystemerne? Et nyere, velholdt anlæg vil ikke have lige så mange besparelsesmuligheder som et ældre anlæg, hvor systemer og udstyr har bevæget sig væk fra anbefalede konfigurationer og vedligeholdelsespraksisser.
Når du tænker på energispild i hjemmet, tænker du sandsynligvis på kold luft, der siver ind gennem vinduet eller udskiftning af gamle pærer med LED-pærer. Men hvilken slags “energispild” opstår der i et produktionsanlæg eller et anlæg med flere anvendelsesområder?
At bruge energi til at opvarme eller afkøle luften og tvinge den gennem ventilationssystemet, blot for at se den forsvinde ud af vinduet, tvinger systemet til at overproducere og dermed bruge for meget energi. Hvor mange andre systemer i anlægget arbejder hårdere, end de burde, på grund af tilstoppede filtre, overdimensionerede motorer osv.?
Så ja, et produktionsanlæg eller et anlæg med flere anvendelsesområder kan opleve spild både i forbindelse med belysning og bygningsskallen. Men er den type spild, det første, der skal adresseres?
Du kan ikke besvare dette spørgsmål, før du har logget effektforbruget på alle de største belastninger, koordineret det med både tidsplanen for forsyningsprisen og driftstidsplanen og regnet på investeringsafkastet. Ofte vil et anlæg afdække nok vedligeholdelses- og driftsbesparelser på stort udstyr til, at de på få år har sparet nok penge til at kunne fremskynde udskiftningen af udstyret med en mere effektiv model.
Sådan begynder du med at reducere energiforbruget, når budgetter, tid og ressourcer er begrænsede
Arbejd ud fra en baseline.
Det første trin er at identificere, hvor – og hvornår – energi bliver brugt og af hvad. Når anlægsejere, -ledere og -teknikere forstår nøjagtigt, hvor meget energi der kræves for at drive virksomheden, i forhold til hvor meget energi der spildes, kan de træffe beslutninger og udarbejde en plan. For at komme dertil skal du starte med at fremskaffe kopier af de sidste mange elregninger og kigge efter tegn på bøder og afgifter ved spidsforbrug. Download en kopi af tidsplanen for forsyningsprisen fra elforsyningsselskabet websted, så du ved, hvor meget energienheder koster på forskellige tidspunkter af dagen, sammenlignet med din driftstidsplan. Ring om nødvendigt direkte til elforsyningsselskabet. De vil gerne hjælpe dig.
Derefter skal du enten instruere dit eget el-team eller en elinstallatør i at logge effekten ved hovedforsyningsindgangene samt ved forsyningspanelerne til de største systemer og belastninger. Registrér kW, kWh og effektfaktor over en repræsentativ periode. Dette giver et meget nøjagtigt billede af det faktiske effektforbrug på trefase kredsløb og belastninger. De største besparelser opstår ofte ved, at drift med høj belastning ændres til at foregå på tidspunkter af dagen med billigere energi.
Hvilke systemer spilder mest energi?
Ud over at koordinere med elforsyningens tidsplan skal du evaluere dine elektromekaniske systemer samt damp- og trykluftsystemer. De har normalt et højt spild af energiforbrug, hvilket der heldigvis findes nemme løsninger på.
Elektromekanisk
Der er fem almindelige typer energispild i et elektromekanisk system: 1) elektrisk, 2) mekanisk/friktion, 3) planlægning, 4) styring og 5) dimensionering/effektivitet.
Anvendelse af en Fluke 1738 Advanced Power Energy Logger til at udføre en energiundersøgelse på et mekanisk system
- Spændings/strømoverbelastning og faseubalance er to af de største kilder til energispild i elektromekaniske systemer. Begge disse elektriske problemer kan detekteres med effektkvalitetsanalysatorer og termiske kameraer.
- Mekaniske situationer med energispild viser sig både ved overophedning og overdreven vibration, hvilket kan registreres med termisk imaging og vibrationstestere. Mulige årsager varierer fra køling og luftstrøm til lejer, som er ude af justering, og andre årsager til friktion. Foretag en termisk scanning af koblinger, aksler, remme, lejer, ventilatorer, elektriske komponenter, afslutnings-/samledåse og viklinger – altsammen ting, der kan signalere ineffektiv drift og dermed energispild.
- Som tidligere nævnt er en af de nemmeste løsninger til besparelse af energi at logge effektforbruget ved store elektromekaniske belastninger i løbet af en fuld driftstidsplan. Fastslå, hvornår maskinerne bruger mest energi (ofte ved opstart), og kontroller, om brugstiderne kan justeres til tidspunkter på dagen, hvor forsyningspriserne er lavest.
- Sammenlign driftsplanen med, hvor ofte maskinen bruger energi, ved hjælp af den samme power log. Hvor meget energi bruger den, når den ikke bruges aktivt? Uden brug af betjeningsanordninger skal de fleste maskiner slukkes manuelt for at holde op med at bruge energi, og manuelle handlinger bliver ikke altid foretaget. Det er ikke alle maskiner, der kan slukkes på en enkel måde, men de fleste kan indstilles til at være inaktive. Betjening varierer fra forenklet til fuldautomatisk; og fra brug af sensorer og timere til fleksibelt inaktivt maskineri til faste kodede operationer i en PLC.
- Dimensionering og effektivitet-rating. Især på ældre anlæg ændres driftskravene, men belastningerne forbliver de samme, hvilket betyder, at der sommetider er en stor, dyr motor efterladt til at, drive et system med mindre behov for hestekræfter. Enhver facility manager vil som udgangspunkt forsøge at få den maksimale levetid ud af et stort stykke udstyr. Det er imidlertid værd at logge, hvor meget effekt motoren bruger, sammenlignet med både de faktiske belastningskrav og en ny, højeffektiv enhed i den rigtige størrelse. Beregn, hvor meget overskydende energi der forbruges, og gang det med forsyningstidsplanen. Bestem, hvor lang tid det ville tage en ny motor at betale for sig selv: Nogle gange giver det mening rent økonomisk at udskifte udstyr, før det svigter. Hvis ikke, skal du overveje, om regulatorer kan bruges til at modulere output.
Damp
Procesopvarmning udgør en stor del af de kontrollerbare driftsomkostninger, og systemet skal inspiceres regelmæssigt for at undgå flere forskellige scenarier, hvor energien går tabt.
Først skal du logge energiforbruget ved kedlen for at få en baseline for energiforbruget. Efterse derefter distributionssystemet, herunder dampfælder, trykmålere, isolation, pumper og ventiler. Brug et termisk kamera til at detektere fejlbehæftede dampfælder, lækager, blokeringer, ventilproblemer og kondensatfejl: Målet er at returnere så meget forvarmet kondensat til kedlen som muligt.
Udførelse af en inspektion med et Fluke Ti401 PRO Termisk Kamera
Et termisk kamera kan også bruges til at undersøge for damplækager. Sørg for at kontrollere, om der er løs eller manglende isolation, og om der er korrekt drift af alle dampfælder. Rengør indeni kedlerne, og kontrollér damptransmissionslinierne for blokeringer. Disse kombinerede bestræbelser identificerer energispild og hjælper teamet med at planlægge energibesparende løsninger – hvoraf mange ofte kan implementeres gennem vedligeholdelse fremfor kapitaludgifter.
Trykluft
En luftkompressor med 100 hestekræfter kan årligt forbruge omkring 50.000 USD i elektricitet, og op til 30% af den elektricitet går til at komprimere luft, der aldrig bruges på grund af distributionslækager og anvendelsespraksis, der resulterer i spild. Mange anlæg har imidlertid aldrig vurderet effektiviteten af deres trykluftsdrift. Når der er behov for mere lufttryk, vil mange anlæg faktisk købe og drive en yderligere kompressor uden nogensinde at opdage, at de kan få mere tryk ud af deres eksisterende system.
Inspektion af trykluftledninger med Fluke ii900 Sonisk industrielt kamera
Undersøgelser foretaget af Compressed Air Challenge viste, at kun 17% af brugerne af komprimeret luft værdsætter effektivitet som et trykluft management mål, idet 71% blot ønsker at levere en konsistent, pålidelig luftforsyning. Denne filosofi overføres til brugsstedet: Pneumatisk installationer af udstyr mangler ofte selv enkle solenoide spærreventiler, som driver kontinuerlig kompressordrift, og personale på værkstedet behandler ofte komprimeret luft som en gratis ressource og bruger den til at rengøre arbejdsområdet og endda til at køle af med.
For at identificere og kvantificere niveauet af spild skal du starte med at logge effekten gennem en fuld virksomhedscyklus på alle luftkompressorer. Dette vil fastslå, hvor meget energi der kræves for at producere de aktuelle lufttrykniveauer. Brug også en trykmåler kalibrator til at logge psi ved kompressorudgangen sammenlignet med brugsstedet, fastslå mængden af trykfald og verificér producent-psi krævet til at drive pneumatisk udstyr; øg ikke trykket “bare fordi”. Et trykmodul, der er tilkoblet et logningsmultimeter, er én måde at udføre disse tests på uden at investere i specialiseret udstyr. Endelig, brug et sonisk industrielt kamera til at scanne så meget af luftledningsområdet som muligt for at bestemme placeringen og omfanget af luftlækager. Find ud af, hvad dit investeringsafkast er med denne luftlækageberegner.
Konklusion
I sidste ende kan du gøre store fremskridt for at forbedre energieffektiviteten på fabriksniveau med disse enkle og nemme bedste praksisser. Individuelt skaber de værdi, men når de kombineres, kan de blive en effektiv kilde til energibesparelser.