Rubin Energiamenedzsment esettanulmány

Tartalomjegyzék

 

A projekt kiváltó okai

Az alábbiakban felsoroljuk a megrendelő energiamegtakarítási projektjének főbb kiváltó okait. Meggyőződésünk, hogy a felsorolt tételek egyenként is elegendőek lettek volna egy energia-racionalizálási projekt átgondolásához, elindításához.

  • A működési költségek jelentős hányadát az energiaköltségek képezték
  • Magas energiaárak és növekvő energiaszükséglet
  • Elkötelezettség a környezettudatosság irányában

 

A kitűzött projektcélok

Egy adott cég, szervezet esetében több cél is megfogalmazódhat, amikor kontrol alá szeretné helyezni az energia-felhasználását. Tapasztalataink alapján úgy gondoljuk, hogy a megrendelőnk alább felsorolt céljai, ha nem is általánosíthatók, de igen nagy számú vállalkozás elképzeléseivel azonosíthatóak, és így piaci szempontból helytállónak, reálisnak bizonyulnak.

  • Működési (energia) költségek csökkentése
  • Kontrolált energiafogyasztás
  • Környezettudatos működés (Energiatudatos Vállalat cím elnyerése)
  • Piaci versenyképesség fokozása

 

A projekt indítása előtt felmerült alapvető kérdések

Mivel a projektek többféle, pénzben is kifejezhető erőforrást is igényelnek, ezért minden felelősen gondolkodó szervezet, esetünkben megrendelőnk oldalán is több kérdés merült fel, melyek közül néhányat az alábbi felsorolás tartalmaz:

  • Mit várunk el egy energiamonitorozó rendszertől?
  • Milyen lokalizációval és milyen típusú energiamonitorozást kell alkalmazni?
  • Hogyan célszerű kiépíteni és üzemeltetni egy energiamonitorozó-rendszert?
  • Milyen elemekből áll össze az energiafogyasztást feltáró energiatérkép?
  • Mekkora hányadot képviselnek ezen a térképen az egyes energiafajták?
  • Milyen lehetőségek állnak rendelkezésre az energiafelhasználás optimalizálására?
  • Várhatóan milyen mértékű energia, illetve költség takarítható meg?
  • Milyen megtérülést eredményez a megtakarítás összege és a beruházási költség viszonya?

 

Alkalmazott megoldás

A hatékony energiatakarékossági döntések egyik alappillére a pontos és kellően részletezett mérési adathalmaz, melyet a projekt során a Rubin Informatikai Zrt. által fejlesztett energiamenedzsment rendszer biztosított.

Az energiamonitorozó-rendszer alkalmazását nagyban támogatták a helyi adottságok, mivel a projekt helyszínéül szolgáló objektum a magyarországi irodaépületekben elterjed műszaki alapfelszereltséggel rendelkezett, mint például: mozgásérzékelők, világításszabályozás, energiatakarékos izzók, szellőztetőrendszer.

A következőkben bemutatjuk, hogy a megrendelő esetében milyen területekre terjedt ki az általunk kidolgozott energiamonitorozó megoldás.

A megrendelő igényeihez, illetve az adott létesítmény energetikai infrastruktúrájához illeszkedő, saját fejlesztésű energiamonitorozó-rendszert telepítettük, amely képes villamos-, gáz-, vízfogyasztásának mérésére akár 5 perces időközzel, valamint alkalmas arra, hogy segítségével a rejtett fogyasztókat felismerjük. Mivel a berendezés telepítése nem igényel vezetékezést, vagy hálózati átalakítást, így a projekt folytatásához gyors és megbízható eredményekkel rendelkeztünk. Az adatok a jól áttekinthető szoftverfelületen a projektben résztvevők számára is láthatóvá tették az egyes mérési pontokon és helyszíneken mért energiafelhasználási adatokat.

A megoldásunknak köszönhetően pontosan látható volt, hogy az iroda egyes területein – legyen az kiszolgálóhelyiség, dolgozószoba, tárgyaló – mekkora az adott időhöz kötött pontos fogyasztás.

A mérési eredmények ismeretében az alábbi főbb kérdések merültek fel:

  • Mely területeken érhető tetten a pazarló, kiugró, rendellenes fogyasztás?
  • Mely esetekben lehet lemondani a fogyasztásról úgy, hogy azzal a megrendelő irodájában az üzemi biztonság és a kényelmi funkciók nem sérülnek?
  • Milyen optimalizálási intézkedések kapcsolhatóak a feltárt esetekhez, területekhez?

A mérésekre alapozva következtetéseket vontunk le és egyértelmű döntésekhez segítettük a megrendelőt, így jutottunk el az iroda területén kialakítandó energiamenedzsmentet támogató vezérlés és szabályzás átalakítása.

Az iroda teljes egészére vonatkozóan megterveztük és kialakítottuk a vezérlést felhasználva a saját fejlesztésű vezérlőberendezésünket, amely alkalmas arra, hogy:

  • a már meglévő, kiépített elektromos fogyasztókat vezérelje,
  • felügyelje a világítást,
  • szellőzést,
  • és az elektronikus alrendszerek intelligens felügyeletét is ellássa.

Az irodánkban a hőmérséklet mérése mellett a biztonságtechnikai jelzések (nyílászárók nyitottsága, mozgásérzékelés, tűzriasztás) kezelése is megoldott volt. A kidolgozott megoldásunk keretében alkalmazott berendezésünk biztosítja a felhasználói beavatkozás lehetőségét intelligens eszközökön (például: mobiltelefon, számítógép) keresztül helyben vagy távolról, de természetesen lehetőség van a hagyományos villanykapcsolók felhasználására is. A berendezés saját beépített és személyre szabható logikája segítségével képes a beavatkozásoknak és a környezeti feltételeknek megfelelő vezérlések elvégzésére.

Az alrendszerek összehangolásával tudtuk biztosítani, hogy a maximális kényelem mellett az energiafelhasználás csökkenjen, és a rendelkezésre álló energiahordozók közül mindig a leggazdaságosabbat használjuk.

Az implementált megoldásunk egyszerre mér és beavatkozik, működési optimumokat állíthatunk be úgy, hogy a megtakarítás a komfortérzet csökkenése nélkül jöjjön létre.

 

Az energiamonitorozó-rendszer kialakításának logikai keretmátrixa

Az alábbi táblázatban mutatjuk be a projekt kereteit a könnyebb áttekinthetőség érdekében.

 

tabla12

 

A projekt szakértői szempontból tehát arra a gondolatra épült, hogy önmagában a mérés nem hoz kellő eredményt. Jelentős energia-megtakarítást a hozzáértő elemzés, valamint az adatok és a környezet intelligens összekapcsolása hozhat. A légtechnika, vagy a fűtésszabályozás összekapcsolva a jelenléttel (mozgásérzékelők), és a naptár programmal, valamint a külső hőmérsékleti értékekkel, sokkal eredményesebb, mint csupán egy hőmérsékleti szabályozás. A projekt végeredményeként egy olyan műszaki rendszer és a hozzátartozó szolgáltatási koncepció készült el, amely segítségével megvalósíthatóvá vált a felhasználók számára az energiafogyasztási adataik folyamatos nyomon követése, illetve részt vehetnek egy olyan rendszerben, amely segítségével optimalizálhatják energiafogyasztásukat, és ezzel csökkenthetik költségeiket.

 

Részletes mérési eredmények

A következőkben területekre bontva mutatjuk be az energiamonitorozó rendszerünk által,     a projekt sorén mért adatokat és a hozzájuk kapcsolódó számításokat, rövid magyarázatokat.

Gáz és elektromos áram, heti vizsgálatban:

A gázfogyasztás értékelését nagyban megnehezíti a külső hőmérséklet, valamint a gáz fűtőértékének folyamatos változása, valamint ez utóbbinak a mérhetetlen és ismeretlen értéke.

  • Folyamatos fűtés esetén 1 hét alatt elfogyasztott gáz mennyisége: 256 m3 volt 4°C heti átlag hőmérséklet mellett.
  • Fűtésmentes hétvége 1 hét alatt elfogyasztott gáz mennyisége: 262 m3 -2,8°C heti átlag hőmérséklet mellett.
  • Fűtésmentes hétvége 1 hét alatt elfogyasztott gáz mennyisége: 249 m3 +5,8°C heti átlag hőmérséklet mellett.

A fenti adatokból nehéz bármilyen konkrét megállapítást biztonsággal kimondani. Azonban a heti részadatokat figyelembe véve az látható hogy egy fűtetlen hétvége után a felfűtés közelítőleg 14 m3 többlet gázhasználatot jelent a hétköznapokon. Ezzel szemben a fűtött hétvégén 45 m3 gáz fogyott el. Vagyis a hétvégi leállással 31m3 gáz takarítható meg. Ez heti 3.500,-Ft költség-megtakarítás. Azonban a fűtésmentes hétvégén 24+24 = 48 kWh energiát is megtakarítunk a szivattyúk leállásával, ami 48*36,-Ft = 1.728,-Ft.

A következő két ábrán szemléltetjük a mérési eredményeket.

388

389

 

Légkezelő

A légkezelő esetében óránkénti vizsgálatot alkalmaztunk, melynek eredményét az alábbiakban részletezzük.

Ez a berendezés óránként 0,8-1,2 m3 gázt és 3,5 kWh villamos energiát fogyaszt el, ez naponta 10 óra üzemidővel számolva 8-12 m3 gáz és 35 kWh elektromos energia. Tehát havonta (20 munkanappal számolva) 160-240 m3 illetve 700 kWh (18.400,-Ft – 27.600,-Ft + 25.200,-Ft költséget jelent a fűtési időszakban).

A légkezelő éves energia-felhasználása: 35 kWh * 12 hónap*20 nap = 8.400 kWh (302.400,-Ft) + 10m3 * 5hó* 20nap = 1000 m3 (115.000 Ft).

A nyári időszakban a központi klíma berendezés energia igényét is figyelembe kell majd venni.

Összesen 417 400,-Ft. 1/2-es szakaszos üzemeltetéssel (30 perc szellőzés, 30 perc szünet) 208.700 Ft-ra mérsékelhetjük az éves energia használatot. Nem számítva a klíma kültéri egység energia veszteségét, ami tovább növelheti ezt a számot. Megállapítható, hogy ésszerű szellőztetésvezérléssel a szellőztetési költséget minimum 40%-kal mérsékelhetjük, ez a szám tovább növekszik, ha a nyári klíma veszteséget is hozzávesszük.

Amennyiben a légkezelő berendezés légmennyiség szabályzással is el van látva (frekvencia váltóval szabályozott ventilátor motorok), akkor további elektromos energia is megtakarítható abban az esetben, ha az irodában gyakran találhatók üres szobák. Ebben az esetben az üres szobákba nem kell friss levegő, így az odavezető levegő útját zsalukkal be lehet zárni.

A következő ábrán azt láthatjuk, hogy ha egyetlen szobába sem jut levegő, akkor a szellőztető gép 1500 W teljesítménnyel dolgozik, ezek után minden szobába engedélyeztük a friss levegőt, ekkor 3500 W-ra emelkedett a motorok teljesítménye. Egy tesztvizsgálat során a szobák 50%-ban megszüntettük a friss-levegőellátást. Ekkor 2400 W-ra csökkent a gép teljesítménye. Végül minden szobát újra friss levegővel láttunk el.

390

Tehát megállapítható, hogyha az irodában csak a szobák felében tartózkodtak, akkor a szellőztetési energia 31%-kal csökkent.

 

Fűtés

Amikor nem működnek a szivattyúk, akkor a kazán üres járásban, fancoil-os fűtés nélkül is 0,4 m3 gázt éget el. Amennyiben minden szoba üres szoba hőmérsékletre fűt, akkor 1,8 – 2,5 m3 + 0,3kWh az óránkénti energiafogyasztás. Ha minden szoba jelenléti szoba hőmérsékletre fűt, akkor 50-60%-kal többet 3,8 – 4,1 m3 + 0,7kWh az óránkénti energiafogyasztás.

Megállapítható, hogy a szobák okos hőmérséklet beállításaival is további gáz és elektromos energiát lehet megtakarítani. Azonban mivel jelenleg minden szoba ki van használva a teljes munkaidő alatt, így a megtakarítás ezekben az esetekben minimális az ilyen típusú vezérlés használatával. Ugyanez egy nagyobb irodaház esetében, ahol több szakaszosan használt helyiség van, jelentős megtakarítást eredményezhet.

 

Irodai világítás

A jelenlegi armatúrák 88Wh energiát fogyasztanak 0,5 cos Fi mellett. Tehát a meddő energia az 160 VAh. Mivel a megrendelő a hasznos teljesítmény után fizeti a költségeket így ebben az esetben a 88Wh-val számoltunk. Azonban ipari felhasználók esetén már a meddő teljesítménnyel is kellene számolni.

Lecserélve a világítási armatúrák vasmagos előtéttel működő gyújtó berendezéseit hideg katódos elektronikus előtétre 20% világítási energia takarítható meg. A lecserélés után 66Wh-át mértünk 1-es cos Fi mellett, vagyis 0 meddő teljesítménnyel (66 VAh).

A megrendelőnél 63 lámpatest található, így egy évben 12*20 munkanapon átlagosan napi 3 órás világítással számolva 720 óra *1,4 kWh nettó 36.288,-Ft éves energia-megtakarítás történik.

A beruházás 63*3 000,-Ft = 189 000,-Ft, vagyis 5 év a megtérülés.

Járulékos haszon a vibrálás-mentes világítás, valamint a hibás fénycsövek cseréjének csökkenése a 2*szer hosszabb élettartam miatt.

Egy fénycső ára kb.: nettó 650,-Ft csövek teljes cseréje 2 évente esedékes, vagyis 1 évente 60 db * 650,-Ft= 39 000,-Ft.

Ennek a fele megtakarítható a csövek megnövekedett élettartamával 19.500,-Ft. Ezt figyelembe véve a megtérülés 3,5 évre módosul.

 

Megtakarítások

Az alábbi összefoglaló táblázatban három különböző esetet hasonlítunk össze.

Alapeset: A megrendelő irodáinak elektromos energia- és gázfelhasználása, ha nincs légkezelő vezérlés, nincs szerverszoba szellőztetés, nincsenek felújított fénycső armatúrák, hétvégeken is van fűtés.

Optimalizált állapot: Szakaszos légkezelő működtetés, átalakított irodavilágítás, szerverszoba átszellőztetés és a fűtés hétvégi leállítása.

 

tabla10

 

Látható, hogy az iroda 15% elektromos energiát és 24% földgázt takarít meg éves szinten a bevezetett változtatásokkal.

Az irodai világítás átalakításával évente 5% villamos energia takarítható meg az irodai energia felhasználásában, illetve ez a világításra fordított energia 25%-a.

A hűtő-fűtő rendszer méréseken alapuló, ésszerűbb vezérlésével 33% villamos, illetve 24% földgáz takarítható meg éves szinten

Az átszellőztetéses hűtéssel a szerverterem teljes energiafelhasználásához viszonyítva 9% energia takarítható meg. Ez az érték csak a tisztán klímás üzemű hűtésre használt energiához viszonyítva 34%.

Forintban kifejezve a megrendelő egy éves energiaköltsége a fenti táblázat alapján:

Az alábbi energiahordozó árakkal számolva (nettó):

  • 1 kWh               36,-Ft
  • 1 m3 földgáz   115,-Ft

Az alábbi táblázatban a forintra átszámolt költségek által már összehasonlíthatóak a takarékossági intézkedések előtti és utáni fogyasztási költségek.

 

tabla11

A számítások alapján megállapítható, hogy a megrendelő összes megtakarítása: 17%

 

Energetikai tanácsadás jelentősége

Fontosnak tartjuk megjegyezni, hogy az előzőekben bemutatott energia-monitorozó rendszer önmagában nem vezetett volna pozitív eredményhez, ha a Rubin Informatikai Zrt. a rendszer mellé nem biztosította volna az energetikai tanácsadási kompetenciáját.

Meggyőződésünk, hogy minden ilyen esetben indokolt az energetikai szakértői tudás bevonása, hogy többek között a mérési eredmények, épület és környezeti sajátosságok, gépészeti elemek, stb. szakértő általi figyelembevételével alakulhasson ki az optimális megoldás.