Во что обходится потерянная энергия?
Редактор: Вадим Дубинский
Вадим Дубинский
Редактор и инженер Fluke CIS
02 июля 2019

Указания по применению

Если вы этого не знаете, пришло время узнать.
Все пытаются найти способы снизить свои производственные затраты. Для этого изучаются передовые технологии автоматизации для сокращения трудовых ресурсов, оптимизируется производственный процесс, и существует много других способов, но самые большие затраты все еще зависят от потребления энергии.

В последние годы были разработаны инструменты для испытаний и измерений, которые поз-воляют видеть больше деталей и понимать структуру электрических и механических потерь энергии, а также обнаруживать значительные потери в системе ОВКВ на производственных объектах.

Все чаще во всем мире обращаются к контролю расхода энергии, когда компании изучают лучшие способы достижения оптимизации энергопотребления. Процесс управления энерго-потреблением включает мониторинг потребления энергии, регулирование и сохранение энергии, используемой в производственных помещениях или зданиях. Контроль расхода энер-гии помогает выявлять и устранять ненужные энергетические потери, тем самым повышая общую энергоэффективность производственных предприятий.

Потери электроэнергии

Расход энергии будет ключевой темой, с которой мы начнем. Не зная, сколько мы потратили, мы не сможем понять, сколько мы потеряли. Для записи и понимания количества потребленной энергии можно использовать регистратор энергии, такой как Fluke 1732.

Fluke 1732
Он поможет визуализировать количество энергии, которое потребуется для каждой производственной линии и ее процессов. Это важные данные, которые могут помочь принять разумное решение об управлении производственными процессами, чтобы избежать взысканий за превышение пиковой потребности в электроэнергии по контракту с муниципальным предприятием.

Регистратор энергии Fluke 1732 можно использовать для исследования нагрузки и минимизации потерь электроэнергии на оборудовании в режиме холостого хода, например, при утечке сжатого воздуха.
Это позволит идентифицировать некоторые важные электрические потери, но не все. В эпоху современной автоматизации в нашей системе электропитания есть много современных электрических шумов, которые привели к множеству новых электрических потерь, но остались неизвестными. Чтобы сэкономить больше, нужно уметь обнаруживать шумы этих нелинейных нагрузок с помощью соответствующих инструментов.

Анализатор качества электроэнергии Fluke 435 серии II поможет выявить все эти риски, а также количественно оценить влияние потерь энергии в ваттах и рублях.

Fluke 435 серии II
Чтобы сделать обнаружение потерь электрической энергии более эффективным, можно также использовать передовые ИК-технологии обнаружения «ГОРЯЧИХ ПЯТЕН» для надежного сокращения электрических потерь с использованием Fluke Ti 400 – тепловизора с фокусировкой Laser-Sharp.

Потери энергии в системе производственного процесса

В системе производственного процесса можно найти много энергетических потерь, особенно в электромеханических системах. Широко известные исследования показывают, что системы, приводимые в движение электродвигателями, потребляют более половины электроэнергии, производимой в США, и более 70% электроэнергии, используемой на многих промышленных предприятиях.

Есть два основных способа уменьшить количество энергии, потребляемой двигателями и другими подобными большими механическими нагрузками:
  1. Применять управляющее устройство для модуляции работы и ручного или автоматического отключения, когда процесс не требуется. Некоторые исследования показывают, что снижение скорости двигателя до половины за счет использования частотно-регулируемого привода может снизить потребление энергии до одной восьмой по сравнению с работой на полной скорости.
  2. Улучшить техобслуживание / эффективность работы устройства.

Целесообразно разделить стратегию увеличения эффективности двигателей на три этапа:
  • Оценка общего потребления энергии и эффективности,
  • Немедленные улучшения,
  • Изменения в перспективе долгосрочного обслуживания.
Контрольные точки для выявления потери энергии в электромеханических системах
Электрические проблемы
  • Перегрузка по току
  • Асимметрия фаз
  • 3-я или 5-я гармоника в линии (перегрев)
  • Соединения с высоким сопротивлением: слишком слабые, перетянутые или корродированные

Проблемы с перегревом
  • проблемы с обмоткой двигателя
  • проблемы с охлаждающим и воздушным потоком

Проблемы с подшипниками
  • недостаточная смазка
  • избыточная смазка
  • перекос
  • отказ подшипника

Для решения большинства вышеперечисленных проблем можно использовать тепловизор Fluke Ti 400, эффективно обнаруживающий «горячие точки». Для выявления всех потерь качества энергии в электромеханическом оборудовании и определения основных причин проблем можно использовать анализатор качества энергии Fluke 435 серии II. Потери механической энергии можно обнаружить измерителем вибрации Fluke 810 и решить большинство механических проблем в системе, что позволит сэкономить на общих счетах за электроэнергию.
Потери энергии в системе производственного процесса (продолжение)
Другой областью с высокой потенциальной потерей энергии в системе производственного процесса является система сжатого воздуха.
Первичные источники потерь:
Избыточное производство из-за неэффективного распределения (утечки) и использования

Общая неэффективность:
  • утечки, засоры, сбои
  • разрегулировка датчиков
  • структура потребления

Первичные источники утечек:
  • утечки в шлангах, соединениях, инструментах и т. д.
  • повреждение клапанов, газовых баллонов и т. д.
  • системы сбора конденсата и регуляторы давления
  • дренажные и продувочные точки


Для проверки системы сжатого воздуха можно использовать модуль давления PV350 в паре с акустическим устройством визуализации Fluke ii900. Модуль давления подключается к цифровому мультиметру и измеряет давление воздуха в контрольных точках, установленных вдоль системы. Так можно проверить давление в системе в каждом критическом месте и оптимизировать систему, что обычно приводит к снижению нагрузки на компрессоры после устранения утечек.

Портативное акустическое устройство визуализации для промышленного применения Fluke ii900 оснащено блок
микрофонов для увеличения поля зрения, что позволяет специалистам по техническому обслуживанию быстро и точно определять места утечки воздуха, газа и вакуума в системах сжатого воздуха − даже в шумных условиях. Изображения можно сохранять и экспортировать для составления отчетов.

Потери энергии в инженерно-технических системах зданий (ОВКВ)

Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто входит в число крупнейших потребителей энергии на объекте. Объемы вентиляции воздуха и процентное содержание наружного воздуха всегда должны соответствовать правилам охраны труда, ГОСТ, СП и другим стандартам, однако настройки системы со временем отклоняются. У многих систем избыточная вентиляция, либо из-за расхождений внутри системы, либо из-за потерь в процессе распределения. Такая избыточная вентиляция – это избыточная энергия, используемая для кондиционирования и распределения воздуха. Наибольшие нагрузки на объекте чаще всего встречаются в системе ОВКВ: охладители, компрессоры, воздухоочистители, вентиляторы, двигатели и насосы.

Хотя система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, как правило, является одним из крупнейших потребителей энергии на объекте, шаги по повышению ее эффективности не обязательно являются простыми и часто связаны с капитальными затратами. Самые большие возможности часто заключаются в переходе на высокоэффективное оборудование (особенно охладители), добавлении элементов управления в системы с жестким запуском и оптимизации системы вентиляции, для чего требуется профессиональный техник ОВКВ и, возможно, инженер-строитель. Точно так же, если предприятие не обновляло свою систему освещения в течение последних десяти лет, переход на высокоэффективную систему с элементами управления предлагает существенную экономию, но это также требует затрат и профессионального подрядчика.
Такая методика предназначена для предоставления конечному пользователю данных и понимания системы, что необходимо для правильного определения окупаемости инвестиций на улучшение вентиляции и освещения здания.
Потери энергии в инфраструктуре зданий (система ОВКВ) (продолжение)
Узнайте больше о потреблении энергии, используя Fluke 1732!
Регистратор энергии 1732 Power Logger − это трехфазный инструмент, который измеряет и регистрирует все те же компоненты питания, что и ваша коммунальная служба. Этот инструмент дает в реальном времени очень точную картину энергопотребления в трехфазных цепях и нагрузках. Самая большая экономия энергии с помощью этого инструмента достигается за счет определения пиковых значений потребления энергии, оценки коэффициента мощности, оценки общего энергопотребления по сравнению со счетами за коммунальные услуги и, возможно, повторной балансировки нагрузок или изменения расписания работы оборудования и рабочих смен.

Тепловое изображение
Тепловизор Fluke Ti400 был разработан для ежедневных электромеханических осмотров и строительной инспекции. В оптимизации вентиляции тепловизоры используются для:
  • проверки компрессоров, теплообменников, охлаждающих вентиляторов, электрических цепей, ремней, двигателей, подшипников, электрических компонентов и воздуховодов
  • проверки температуры, работы и баланса воздушных диффузоров
  • быстрой проверки термостатов и настенных датчиков

Fluke 975 AirMeter (тестер качества воздуха) − это универсальный инструмент, который может оценить, насколько эффективно кондиционируется здание. Параметры включают температуру, скорость, расход, влажность, СО2 и СО.
  • Сколько наружного воздуха расходуется на кондиционирование? Избыток?
  • Поток вытяжной вентиляции? Больше или меньше?
  • Насколько точны датчики температуры и влажности?
Применение 975 модели для проверки энергии:
  • Оценить и отрегулировать уровни вентиляции
  • Проверить работу систем управления ОВКВ
  • Тест на утечки угарного газа

Температура, влажность, % наружного воздуха, скорость и расход используются для оценки кратности воздухообмена. Температура и влажность используются для проверки правильности работы комнатных датчиков (и подачи правильных сигналов на нагрев / охлаждение / осушение воздуха).

Уровни СО2 и СО важны, если на предприятии используются вилочные погрузчики, в окружении котлов и обогревателей, а также в других местах, где качество воздуха (и соответствующая вентиляция) могут быть критически важными.

Манометр и расходомер воздуха Fluke 922 обеспечивает показания дифференциального и статического давления, скорости воздуха и расхода воздуха для оценки состояния труб. Это позволяет анализировать:
  • состояние фильтров
  • рабочее давление
  • расход воздуха

Оптимизация этих параметров может привести к значительной экономии.

Потери энергии в инфраструктуре зданий (система освещения)

Если вы давно не обновляли свою систему освещения, то это очень хорошая возможность для значительной экономии. Однако в этом вопросе лучше всего привлечь специалиста по освещению, чтобы проанализировать потенциал экономии.

Почему это важно?
Освещение является самой крупной составляющей затрат на электроэнергию в коммерческом здании (в среднем около 35%), что составляет значительную часть общего счета за электроэнергию. Также, как правило, освещение является крупнейшим источником выделяемого тепла, часто называемого «приростом тепла» внутри коммерческого здания. Этот внутренний прирост тепла может быть полезен, когда здание требует отопления, но он неэффективен в обратном случае - когда здание требует охлаждения.

Освещение также влияет на качество электроэнергии в электрической системе здания. Низкое качество электроэнергии является проблемой, т.к. повышается расход энергии, снижается электрическая мощность и есть риск повреждения оборудования и самой электрической распределительной системы.

Проекты по модернизации освещения обычно окупаются за счет экономии энергии в течение нескольких лет. Использование скидок и налоговых льгот может сократить это время вдвое.

Как измерить и количественно оценить потери энергии от системы освещения?
  • Использование регистрации энергии: Регистрировать потребление энергии в киловаттах (измеряется на панели питания). Сравнить потребление с более новыми системами и умножить потребление на стоимость кВтч, взимаемую коммунальным предприятием, для расчета текущих системных затрат.
  • Использование тепловизора: Использовать тепловизор или бесконтактный термометр для определения температуры контактов балластов и выключателей.
  • Использование люксметра: Уровень освещенности в помещении в люксах (измеряется люксметром).
Люксметр Amprobe LM-120 измеряет видимый свет от флуоресцентных, металлогалогенных, натриевых ламп высокого давления или ламп накаливания. Портативный, простой в использовании (управляется одной рукой) цифровой экспонометр для легкого считывания в единицах люмен (люкс) или в фут-свечах (фк). LM-120 измеряет широкий диапазон света до 20 000 фк или 200 000 люкс с точным высоким разрешением 0,01 фк/люкс. Это устройство с автоматическим и ручным выбором диапазона и возможностью обнуления показаний перед измерением.

Потери энергии в инфраструктуре зданий (система освещения) (продолжение)
Для измерения уровня освещения интерьера и отключения или понижения/увеличения выходного уровня осветительных приборов можно использовать люксметр LM-120. Это позволит сократить энергозатраты на здание, значительно увеличив эффективность системы его освещения.
Люкс – единица измерения освещенности в системе СИ. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм.
Информация показалась интересной?
Договоритесь о демонстрации с вашим представителем Fluke.
Нужна демонстрация!
Поделиться
Напишите в комментариях ваше мнение по теме!
Читайте другие наши статьи!