Государственный комитет Украины по энергосбережению

СОДЕРЖАНИЕ

Вступление
1. Методология энергоаудита
2. Объём потребления энергии, её стоимость согласно документации объекта
3. Энергетическое обследование объекта аудиторами
     3.1. Знакомство с технологическим процессом
     3.2. Текущее состояние энергопотребления
     3.3. Потоки энергии на объекте
     3.4. Сопоставление и перекрёстная проверка данных по энергопотреблению
4. Анализ эффективности использования энергии на объекте
5. Описание предприятий и строений
6. Рекомендации по эффективному использованию энергии
     6.1. Последовательность разработки рекомендаций и энергетический балланс
     6.2. Анализ использования энергии конечным потребителем
     6.3. Эффективность распределительных систем
     6.4. Эффективность систем распределения энергии
     6.5. Перекрёстная проверка предложений по экономии энергии
     6.6. Экономия первичной и вторичной энергии
     6.7. Граничная стоимость экономии энергии
     6.8. Формирование и оценка проекта улучшения энергопотребления на объекте
7. Отчёт по энергоаудиту
8. Презентация энергоаудита на объекте

ВСТУПЛЕНИЕ

     Энергетический аудит - это вид деятельности, направленный на уменьшение потребления энергетических ресурсов субъектами хозяйствование за счет повышения эффективности их использования.

     Энергетический аудит проводят независимые лица (энергоаудиторы) или фирмы, уполномоченные на это субъектами хозяйствования.

     Энергетический аудит предназначен для решения таких главных задач:

• обследование состояния использование энергетических ресурсов на объекте;

• разработка организационно-технических мероприятий, направленных на снижение энергетических затрат;

• определение потенциала сбережения энергии;

• экономическое обоснование организационно-технических мероприятий.

     Итоговым документом энергоаудита является отчет, который содержит итоги изучения состояния потребление энергии и энергоносителей на объекте, описание объекта и рекомендации с эффективного энергопотребления.

     Задачей раздела отчета об изучении состояния энергоиспользования есть определение количества энергии и энергоносителей, которые используются разными потребителями обследуемого объекту, а также их стоимости. Кроме того, проводится сравнение фактического потребления энергии на объекте с принятыми нормативами. В результате создается база для анализа энергопотребления и выявление путей повышения эффективности энергоиспользования, которая дает возможность обнаружить участки объекта, в которых направленные на энергосбережение инвестиции дадут наибольший экономический эффект.

     Описание объекта и его зданий характеризует имеющиеся на объекте установки и оборудование, режим их работы, производительность, а также оценивает эффективность производственного оснащения. Например, описание котельной содержит информацию о количестве и типе котлов, способ управления их режимами, параметры пара и производительность котлов.

     Рекомендательная часть отчета содержит предложения относительно эффективного использования энергии, которые разработанные во время проведения обследование. Предлагаемые практические проекты должны обосновываться технико-экономическими расчетами. Описание мероприятий из сбережения энергии содержит такие ключевые моменты: что нужно делать, чтобы сэкономить энергию; как эти действия приведут к сбережению энергии: соотношение потенциальных сбережений с инвестициями на реализацию мероприятий.

1. Методология энергоаудита

     Проведение энергоаудита состоит в выполнении шести последовательных этапов:
1. Определение объема потребления энергии и ее стоимости за репрезентативный промежуток времени.
2. Обследование топливно-энергетических потоков на объекте.
3. Анализ эффективности использование энергии и энергоносителей.
4. Разработка рекомендаций из эффективного использования энергоресурсов.
5. Экономическое обоснование предлагаемых рекомендаций.
6. Подготовка отчета.

     Приближенно продолжительность отдельных этапов аудиту составляет соответственно 10%, 30%, 10%, 10%, 20%, 20% от общей продолжительности, которая зависит от размеров и сложности объекта, который непосредственно оценивается через сумму расходов объекта на оплату энергии. Например, в Великобритании аудит объекта с оплатой за энергию на уровне 1 млн. долларов длится 25 суток и стоит 18000 долларов, на уровне 5 млн. долларов - соответственно 40 суток и 30000 долларов, на уровне 10 млн. долларов - 50 суток и 37000 долларов. В среднем стоимость энергоаудита составляет 2% расходов на оплату энергии, аудит дает около 20% экономии энергии, а затраты на его проведение окупаются на протяжении двух лет.

     Любая работа по энергоаудиту выполняется двумя лицами: ведущим аудитором и аудитором.

     Проводя энергоаудит, аудитор должен помнить о том, что требует клиент и об имеющихся ресурсах времени и денег. Аудитору важно дать клиенту то, что он хочет, но не большее того, за что он желает заплатить. Эти соображения могут повлиять на детальность энергоаудита, количество используемых измерителей, акцент на определенном оборудовании или на мероприятиях с энергосбережения и т.п.. С одной стороны, энергоаудит может быть простым обзором энергопотребления, которое базируется на показах счетчиков предприятия. С другой стороны, энергоаудит может предусматривать установку нового ( постоянно или временно) измерительного оборудования, тестирования и измерений на протяжении продолжительного времени. Вследствие детальной проверки аудитор сможет выдать обоснованные рекомендации. Естественно, что второй с упомянутых энергоаудитов, будет значительно более дорогим.

     Способ проведения энергоаудита зависит и от квалификации и мастерства энергоаудитора.

     "Подход ведущего продукта" - это простой технический прием для энергоаудиторов - начинающих. Подготовив несколько первых отчетов из изучения энергоиспользования начинающий сознает актуальность и важность рекомендаций относительно энергосбережения, таких, например, как использование светильников с низким потреблением энергии, усиленный тепловой контроль и изоляция. После этого аудитор может без трудности обследовать аналогичные объекты и определять возможности применения тех технологий энергосбережения, которые он уже успешно использовал. Этот технический прием активно используют, для поиска рынков сбыта компании, которые продают энергосберегающее оборудование. Кроме того, этот прием могут использовать "внутренние" энергоменеджеры энергопотребляющих компаний, в которых все объекты имеют аналогичные энергетические характеристики. Например, энергоменеджер компании, что владеет сетью отелей, мог бы определить перечень энергосберегающих мероприятий, которые можно внедрять во всех отелях сети. Этот подход не рекомендуется использовать профессиональным аудиторам по энергетическим вопросам.

     "Подход ведущей проверки" - это способ, рекомендованный для профессиональных энергоаудиторов. Метод основан на определении количества использованной энергии и сравнении этой величины с промышленными нормативами ли теоретически необходимым объемом энергопотребления. Метод помогает обнаружить потенциальную экономию энергии. В первую очередь определяют количество энергии, которая потребленная основными группами оснащения, и сравнивают ее с общим потреблением на предприятии. Выполнив эту работу, аудитор проявляет пути экономии энергии, которые состоят, во-первых, в модернизации оснащения, во-вторых, в новом режиме обслуживания и эксплуатации и, в-третьих, в реструктуризации потребления энергии на объекте (децентрализованное электроснабжение, использование альтернативных процессов, комплексное производство тепловой и электрической энергии (когенерация)). В конце концов, для учета, специфических условий объекта применяют научный подход вместо подхода "типичных средних сбережений" Этот метод разрешает провести высококачественный энергоаудит, что основан на исследовании и измерении разных параметров, а также на опыте эксперта.

     "Смешанный подход" - это частичное объединение обоих описанных выше методологий. Он предусматривает использование аудиторских приемов, но, вместо поиска широкого круга возможностей сбережения энергии, сосредотачивается на небольшом количестве (наиболее частое одной) из технологий энергосбережения. По этой причине подход удобный, например, для исследования когенерации.

     На завершение остановимся коротко на требованиях к квалификации и человеческим качествам энергоаудитора. Он должен иметь достаточные знания и умение из технических аспектов, бухгалтерского учета, техники безопасности и управления. Аудитор должен уметь собирать, анализировать и интерпретировать данные из энергопотребления. В связи с необходимостью анализа больших объемов информации он должен владеть привычками работы на персональных компьютерах и иметь доступ к ним. Аудитор должен знать принцип действия и рабочие характеристики основного оснащения. Глубокие знания о конкретном оснащении, которое эксплуатируют на объекте, желательны, но не обязательные, поскольку детальная информация может быть получена из конструкторской документации и инструкций изготовителей. Важным есть знакомство с технологическим процессом и с энергетическими ресурсами, которые используются на объекте. Следует заметить, что в аудиторских фирмах эксперты специализируются за областями производства и имеют в этих областях глубокие знания.

     Аудиторы должны быть опытными инженерами с привычками общения с людьми, иметь достаточно сильный характер, чтобы сомневаться в очевидном, и инициативу, чтобы находить решения разнообразных проблемм.

     Важной чертой аудитора есть широта взглядов, он должен постоянно работать над собой хотя бы поэтому, то утверждение "всегда делали так" совсем не означает, то "так, как делали", было правильно.

2. Объем потребления энергии, ее стоимость согласно документации объекта

     Энергоаудит начинают из определения текущего потребления энергии и ее стоимости. Эта информация разрешает мысленной масштабы проблемы и показывает, где следует сосредоточить усилия для достижения наилучших результатов.
     Информацию о текущем состоянии энергопотребления собирают за репрезентативный период, как правило, один год, чтобы оценить влияние на энергопотребление климатических условий и сезонного характера деятельности некоторых объектов; для этого, очевидно, нужны помесячные данные.
     Помесячные данные о потреблении всех видов энергии и энергоносителей дополняют данными о стоимости топлива и электроэнергии за год и за каждый месяц, о теплообразовательной способности топлива, если оно нестандартное. Информация о расходах должна включать стоимость единицы топлива и электроэнергии и тарифы на ее снабжение. Принимаются к вниманию колебания теплообразовательной способности топлива и характеристики источников его получения.
     Нужно получить также информацию о температуре внешнего воздуха на протяжении периода, который рассматривается, хотя бы среднемесячную. Для дальнейшей анализа позарез нужны помесячные данные об объеме выпуска продукции или предоставление услуг предприятием. Эту информацию аудитор может получить еще до посещения предприятия в виде ответов на составленный им запрос. К ответам должны быть добавленные счета и копии квитанций об оплате всех видов топлива, электроэнергии и других ресурсов.
     Чтобы ощутить, как формируются расходы на энергию, аудитор должен ознакомиться с системой тарифов на снабжение энергии и энергоносителей.
     Некоторые энергоресурсы, в частности, электроэнергия, имеют сложную структуру цены, которая зависит и вдобавок от нескольких факторов.
     В Украине для расчета за потребленную электроэнергию действуют 2 тарифы: одноставочный и дифференцированный за периодами времени на протяжении поры, так называемый зонный тариф.
     Потребители электроэнергии разделены на 2 класса. К первому отнесены такие, которые потребляют энергию на напряжении 35 кВ и выше, ко второму - на напряжении до 35 кВ.
     Ниже приведенные действующие в Украине с 01.11.2000г. тарифы (без НДС). Одноставочный тариф для всех потребителей первого класса составляет 12.53 коп/кВт*ч.
     Одноставочный тариф для промышленных и приравненных к ним потребителей второго класса составляет 17,13 коп/кВт*ч: для электрифицированного железнодорожного транспорта - 17,13 коп/кВт*ч.: для электрифицированного городского транспорта и для непромышленных потребителей - 17.13 коп/кВт*ч.; для сельскохозяйственных потребителей - производителей - 13,07 коп/кВт*ч.
     По тарифу, дифференцированным за периодами времени, соответственно Постановлению Национальной комиссии регулирования электроэнергетики Украины (НКРЭ) с 01.01.2002 года пруда тарифа определяется умножением установленного одноставочного тарифа (соответствующего класса и тарифной группы) на такой коэффициент:

• в ночное время (7 часов в сутки) - 0.25;

• в пиковое время (6 часов в сутки) - 1,8;

• в полупиковое время (11 часов в сутки) - 1,02.
     Для определения границ периодов за часами поры (ночной, полупикового и пикового), установлен на 2002 год такие четыре сезона: 1-й - ноябрь, декабрь, январь, февраль; 2-й - март; 3-й - апрель, май, июнь, июль, август; 4-й - сентябрь, октябрь.
     Границы периодов за часами поры для каждого сезона устанавливаются соответствующими службами НЕК "Укрэнерго" по согласованию с НКРЭ.
     Однако в связи с напряженной ситуацией в электроэнергетике Украины для выравнивания графика загрузка, ограничение потребления электроэнергии в период максимальной погрузки энергосистемы возможное внедрение других составных оплаты за электроснабжение, практика применения которых есть в зарубежных странах.
     В частности, вне оплаты за потребленную электроэнергию за зонным или одноставочным тарифом, практикуется доплата за присоединенную мощность электроприемников, за договорный и фактический среднемесячный максимум нагрузки. И вдобавок доплата за максимум мощности потребление может иметь свои тарифные зоны с изменением тарифа на протяжении года.
     Определение расходов на оплату электроэнергии есть непростым, но необходимым делом для оценки потенциальных возможностей сбережения электроэнергии и расходов на оплату электроснабжения.
     Энергоаудитор должен получить информацию про полную присоединенную мощность электроприемников и о максимуме потребляемой мощности, выяснить размеры суточных и сезонных колебаний нагрузки, получить характерные графики нагрузки.
     В отдельности следует обратить внимание на коэффициент мощности, систему оплаты за -потребляемую реактивную мощность, обусловленную в договоре с электроснабжающей компанией, ограничение и штрафные санкции за их нарушение. Необходимо располагать информацией про уже употребленные на объекте мероприятия и улучшение коэффициента мощности.
     Полезной и необходимой есть также информация о том, какую часть электроэнергии потребляют отдельные группы электроприемников: электродвигатели, освещение, отопление, технологические процессы и т.п..
     Вследствие обработки учетной и финансовой документации объекта получают такую информацию:

• общая стоимость, энергоресурсов, который потребляет объект (здесь важно не забыть о водоснабжении и связанные с ним расходы);

• рраспределение расходов между видами топлива;

• сезонные изменения потребления топлива;

• информация о ценах, о системе тарифов.
     Эта информация дает картину текущей ситуации на объекте и разрешает выделить приоритетные области, где мероприятия из энергосбережения должны быть введены в первую очередь. Например, на кирпичном заводе, где расходы на электроэнергию составляют 30-40% всех расходов на энергоресурсы, а расходы на газ - 60-70%, следует сосредоточить первоочередные усилия па ограничении потребления газа.
     Чем большее потребление энергии и ее стоимость, тем более времени следует израсходовать на оценку возможных путей сбережения.

3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА АУДИТОРАМИ

     Зная стоимость и потребленное количество каждого вида энергии (энергоносителя) можно перейти к определению мест их потребления, чтобы для каждого вида энергии (энергоноситель) определить важнейших потребителей по объему и за стоимостью. Для крупных потребителей следует сделать распределение энергии относительно отдельных агрегатов или электроприемников. Это дает энергоаудитору четкое воображение о технологических процессах и о конкретном оснащении, а сравнение конкретных показателей с плановыми показателями или с лучшим опытом дает возможность оценить потенциал энергосбережения.

3.1. Знакомство с технологическим процессом

     Для получения информации о том, где именно и в каком количестве потребляется энергия, необходимо ознакомиться по возможности основательно с производственным процессом на объекте.
     Как правило, для получения этих знаний необходимое обсуждение с руководством производственных участков, экскурсия на предприятие и складывание схемы технологического процесса (блок-схемы процесса). Для каждого элемента блок-схемы определяется входные потоки энергии и сырья, потоки изделий, а также ответвление и потери.
     На основе доступной информации и визуальных проверок оценивают относительные таяния потоков энергии и потерь и составляют список основных потребителей энергии, как на производственные потребности, так и на отопление и прочие погреба для создания надлежащих, условий работы.
     Для определения потребления энергии конечными энергоприемниками полезным может быть использование информации от дополнительных счетчиков, других ли измерителей, если они имеющиеся.
     Особое внимание следует свернуть на крупных потребителей энергии. Небольшая относительная экономия для крупного потребителя часто оказывается более значимой (и легче достижимой), чем большая относительная экономия для маленького потребителя. Это, однако, не означает, то мелкими потребителями можно пренебрегать, но начальные усилия следует сосредоточить на тех участках, где получение значительных сбережений есть наиболее вероятным. Время, необходимое для ознакомления с технологическим процессом, зависит от размеров предприятия и уровня информационного обеспечения. Ниже каждый из упомянутых шагов рассмотренный подробнее.

     3.1.1. Экскурсия на предприятие
     Экскурсия на предприятие есть очень важным этапом для получения достоверной информации о производственном цикле предприятия. Необходимо выяснить все этапы технологического производственного процесса, уделив особое внимание таким вопросам:

• входные и исходные потоки энергии каждого этапа;

• потоки сырья и материалов;

• потоки у решетки и ответвлений.
     Важное значение имеет также и организация производственного процесса на предприятии. Работает ли оно в одну изменение, в две, круглые сутки ли? Если речь идет о дискретном процессе, то если он начинается и если завершается? С чем это связано?
     Ответы на эти и другие вопросы могут быть получены лишь во время бесед на производстве с ключевым лицами, к которым можно отнести:

• менеджеров производства;

• диспетчеров технологического процесса;

• технологов;

• менеджеров технического обслуживания;

• инженеров проекта;

• сотрудников планового отдела;

• бухгалтеров из учета расходов на производство.
     Очень важно переговорить с упомянутыми работниками. Часто они знают больше, чем руководители. В общении с ними следует объяснить чему и с какой целью проводится аудит, в чем он состоит. Следует задавать как можно больше вопросов, к ответам нужно относиться критически. В частности, интересно выяснить, видят ли работники свои возможности влиять на энергопотребление. Аудитор должен смотреть на вещи более широко, задавать вопрос и пробовать дискутировать. В другом случае у людей может создаться впечатление, то все, что и как они делают - доброе и ничего не нужно изменять. Это всегда более легкое.
     Вместе с тем не следует создавать впечатление, что аудит решает все проблемы расходов предприятия на энергоресурсы.

     3.1.2. Схема технологического процесса
     На схеме технологического процесса условно изображают основные этапы, из-за которых проходит сырье к преобразованию на конечный продукт производства и связи между ними этапами. На схеме обязательно должны быть показанные также основные вводы и вили энергии, которые используются Каждый из выделенных этапов (ли подразделов производства) рассматривают как отдельный объект обследования. Указывается любая вторичная переработка отходов в границах технологического процесса а также переработка отходов, которые поступают на предприятие извне. Дело в том, что на отходы определенной в этапе производства была израсходованная энергия предшествующих этапов, если отходы еще были качественным продуктом тех этапов. Посторонний взгляд аудитора часто может более легкое заметить причину отходов и пути их уменьшения.
     В качестве примера, на рис 3.1 приведенная схема технологического процесса производства стеклотары. Заметим, то отходы процессов формирования и термообработки подают как вторичное сырье после соответствующей подготовки дробилкой.

     3.1.3. Список важных потребителей энергии
     Список важных потребителей энергии составляют, с разделом их по видам потребляемой энергии.
     К основным потребителям электроэнергии принадлежат, в частности:

• освещение; электропечи;

• сушильные шкафы;

• отопление помещений;

• кондиционирования воздуха;

• воздушные компрессоры;

• компрессоры холодильников;

• помпы воды и технологических жидкостей;

• вентиляторы (системы вентиляции);

• производственные машины и механизмы (технологическое нагревание, электротяга, электропривод);

• вакуумные помпы:

• гидравлические помпы;

• мешалки;

• нагреватели жидкостей и газов.
     К основным потребителям тепловой энергии принадлежат, в частности:

• паровые котлы;

• водогрейные котлы;

• парогенераторы;

• термальные жидкостные нагреватели,

• печи,

• сжигатели мусора,

• сушильные шкафы,

• нагреватели жидкостей,

• отопление помещений.
     На предприятии обязательно должен быть учет использования пары и горячей воды.

3.2. Текущее состояние энергопотребления

     Определение соответствующей действительности объема потребления энергии достигается комбинацией измерения, оценки и расчета. Хотя следует стараться получить всегда по возможности точный результат, все же определенные неувязки являются неминуемыми. Но не столько важной есть точная цифра, как масштаб потребления.
     Рис. 3.2 иллюстрирует методы, которые применяют для определения количества потребленной энергии. Пять кругов, сосредоточенных вокруг центрального кола "Сопоставление и перекрестная проверка данных", подают разные приемы измерения и оценки количества энергии, которые потребляются разными категориями энергоприемников. Полученные в результате значения сравнивают, группируют по отдельным категориям потребителей, прибавляют и сравнивают с общим объемом энергопотребления на объекте. Для уточнения данных проводится перекрестная проверка.
     Все объекты, на которые проводится энергоаудит, должны иметь измерительное оснащение, по крайней мере, это могут быть счетчики предприятия, за которыми осуществляют расчеты за коммунальные услуги. Некоторые предприятия могут иметь развитую сеть дополнительных счетчиков. Кроме того, всегда есть возможность использовать временные портативные измеряющие приборы. Непосредственное измерение именно энергии осуществляют по сути лишь счетчики электроэнергии. С помощью, например, амперметра ли токоизмерительных клещей измеряют лишь один показатель потребляемой энергии, а именно - ток. Термометром можно измерять концентрацией энергии. Определить энергию, которая пошла на нагревание воды, можно за показами счетчика горячей воды. Измеряя параметры выбросов, например, дымовых газов, можно определить потери энергии с этими выбросами.
     Даже если невозможно непосредственное измерение затрат энергии, существуют посредственные методы их оценки. Эти методы базируются на элементарных законах физики и осуществляются с помощью простого и недорогого оснащения.
     Рассмотрим теперь детальнее каждую составляющую рис. 3.2

     3.2.1. Непосредственное измерение затрат энергии и энергоносителей
     Непосредственное (прямое) измерение затрат энергии - это самый точный способ определения объема потребленной энергии, как объектом в целом, так и отдельными его потребителями. Определенную информацию о прямых измерениях дает рис.3.3
     Непосредственные измерения потребленной энергии или объема потребленного энергоносителя осуществляется с помощью счетчиков. На рис. 3.4 изображенные счетчики электрической энергии, газовый счетчик и олеометр - счетчик потребления редких энергоносителей (нефтепродуктов).
     Из приведенных рис. 3.4 измерителей, как уже отмечалось, лишь счетчик электроэнергии непосредственно измеряет потребленную энергию. Газовый счетчик и олеометр измеряют объем потребленного энергоносителя (газа ли, например, мазута) и для получения результата в единицах энергии необходимо объем помножить на теплообразовательную способность топлива. В случае достоверных данных о теплообразовательной способности конкретного топлива, которое потребляется, такие счетчики становятся надежным источником информации для энергоаудитора. За показами счетчиков определяют количество потребленной энергии определенного вида за принятый промежуток времени (пору, неделя, месяц, сезон, год).
     Как видно из рис.3.3 к непосредственным измерениям отнесены вычисления объема потребленного топлива. Если топливо поставляют в известных количествах и ее любой момент можно измерять объемы снабжения, то применение счетчиков непосредственного измерения потребленного топлива с необязательным. Прием "Вычисление объема потребленного топлива" широко используют для расчета потребленного объема редкого (нефть, мазут, газ) и твердого (уголь) топлива. Для расчета потребленного топлива за определенный интервал время) нужно располагать информацией об имеющемся количестве топлива на составе (в газохранилище) на начало интервала времени (S1). О количестве топлива, которое поступило на протяжении интервала (D) и о количестве топлива на составе в конце Интервала (S2). Отсюда потребленное количество топлива A:

A = S1 + D - S2

     Определение количества потребленного редкого топлива, как правило, элементарное, поскольку она сохраняется в резервуарах или цистернах, объем которых известный. Возможные разные способы: от традиционного черпака к нефтяным резервуарам с цифровыми измерителями. Объем измеряют за заполнением цистерн или поплавковыми измерителями уровня топлива в цистерне (резервуаре), здесь возможные погрешности за счет изменения плотности топлива с изменением температуры. Для горизонтальных цилиндрических резервуаров, черпаков или поплавкового измерителя уровня шкалы должны быть тщательно проградуированы. Количество топлива в резервуаре может быть определена через показы манометра (аналогового или цифрового), что измеряет давление в нижней точке резервуара.
     Подобные приемы можно применять для определения количества потребленного угля. Она легко измеряется, если уголь сохраняется в контейнерах или бункерах. Если же уголь ссыпанное на земле, то его количество определяется по размерам и формой образованной углем объемной фигуры. Соответствующие формулы приведены на рис.3.5 (размеры - в метрах, масса - в тонах).
     Во время проведения энергетического аудита используют также разнообразные временные измерители от простейших к довольно сложным. Перечень часто используемых временных измерителей приведенный ниже в табл.3.1. Некоторые из них (например, портативный счетчик электроэнергии) непосредственно измеряет потребление энергии, хотя подавляющее большинство приведенных в таблицы приборов измеряют другие, связанные с использованием энергии параметры, такой как затраты жидкости, влажность, освещенность и т.п.. Более сложные приборы могут измерять как потребление за определенный промежуток времени, так и мгновенное значение измеренного параметра. Некоторыми измерителями, в частности анемометром и измеряемой постоянной можно также определить затрату воздуха или жидкости за короткий промежуток времени, но эти данные не отображают изменения параметров затрат на протяжении определенного промежутка.
     Энергоаудитор не должен забывать о важности подручных инструментов. Карманный фонарь, переносная стремянка, рулетка и даже кусок шнура (для определения обхвата трубы) иногда могут понадобиться аудитору так же, как и сложное оснащение.
     Приведенная ниже таблица 3.2 показывает, как вымеренные временными измерителями значения разных параметров можно использовать для определения энергопотребления, или других параметров, связанных с использованием энергии. В таблице приведенные также гипотезы, на которые основаны эти выводы.

     Таблица 3.1. Перечень временных измерителей

     Таблица 3.2. Использование информации временных измерителей

     Доказательством правильных выводов из анализа информации временных измерителей есть здравый смысл и перекрестная проверка результатов. Например, опытный энергоаудитор, как правило знает коэффициенты мощности характеристик электроприемников. Если в котле нет полное сжигание топлива, специалист делает замечание характер выбросов из дымовой трубы котлов, которые работают на мазуте или газойле, или отмечает непривычно высокий уровень угарного газа в выбросах котлов, которые работают на газе. За температурой дымовых газов можно оценить общий КПД котла, но без учета потерь на продувку и излучение из поверхности котла.
     Первое шагом обобщение информации, полученной от временных измерителей, есть построение изменения нагрузки на протяжении неявного времени - графика нагрузки (рис.3.6). Для этого используют показатели измерителей, которые могут измерять затраты энергии за определенный промежуток времени (например, счетчиков электроэнергии или ультразвуковых расходометров).
     Важность подобных графиков состоит в том, что они наглядно демонстрируют изменение количества потребленной энергии на протяжении определенного времени (на рис.3.6 показан суточный график). Эта информация помогает сравнить фактическое изменение объема потребленной энергии с ожидаемой, а также показывает, на сколько успешно функционируют ручная и автоматическая система управления потреблением.
     Графики нагрузки содержат признак потенциального энергосбережения и могут указывать на такие факторы:

• систему контроля повреждений;

• ручные системы управления;

• отличия эффективности потребление энергии разными рабочими изменениями;

• потери и истоки
     Графики нагрузки (а также графики затрат воды) обязательно включают в отчет энергетического обследования, поскольку они наглядно отображают имеющиеся проблемы и, таким образом, проявляют конкретные пути сбережения энергии.

     3.2.2. Частичные измерения параметров затрат энергии и энергоносителей
     Потребление энергии или энергоносителей можно также определить за показами стационарных или временных, измерителей, которые дают значения определенных параметров, которые касаются потребления энергии. Чтобы свести эти показы к единицам потребления энергии, необходимые определенные предположения относительно других параметров процесса потребление энергии. Так для определения мощности потребление электроэнергии за величиной тока, получаемой с помощью стационарного амперметра или токоизмерительных клещей, необходимо знать также значения напряжения и коэффициента мощности без большой погрешности их можно принять номинальными для данного электроприемника (указанные на его щитке). Для определения затрат энергии за показами параметра необходимо знать энтальпию пары и энтальпию конденсата. Определение потребления энергии за измерителями продолжительности работы возможное для оснащения, которое работает с постоянной погрузкой.
     Однако, в многих случаях опытный энергоаудитор может оценить влияние любого из тех факторов, значение которых за частичных измерений не определяется, и соответственно скорректировать показатели энергопотребления.

     3.2.3. Посредственные измерения затрат энергии и энергоносителей
     Потребление энергии может быть вымерено также посредственно. Анализ данных, полученных для сменных производственных условий, часто дает количественные показатели для распределения вымеренных затрат энергии на компоненты энергопотребления. Наиболее часто для этого используют метод регрессивного анализа и метод тестового контроля.
     Метод регрессивного анализа представляет собой математический прием, который основан на сравнении количества использованной энергии с другой сменной, от которой может зависеть потребление энергии. Например, можно сравнивать значение месячной потребление энергии с выпуском продукции предприятием за соответствующий месяц. Регрессивный анализ разделяет объем потребленной энергии на постоянное потребление (то есть на то количество энергии, которая необходимая для поддержания на предприятии нулевого уровня производства) и сменное потребление (количество энергии, которое расходуется на производство продукции и зависит от ее объема). Регрессивный анализ также дает характер зависимости изменения количества энергии от количества продукции, которая вырабатывается. Простейшей есть линейная зависимость - так называемая линейная регрессия. Существуют также разного вида нелинейные зависимости и, соответственно, квадратичная, показательная, экспоненциальная, логарифмическая регрессия. Регрессивный анализ разрешает обнаружить пути сбережения энергии, установить основание равного потребления и контролировать использование энергии.
     На рис.3.7 приведен типичный пример графика регрессивного анализа. Положение звездочек соответствуют количеству выработанной за определенный промежуток времени (например, за неделю) продукции и количества потребленной за это время энергии. С максимальным приближением к звездочкам проведенная линия регрессии - "стандартная линия". Это сделано приближенно. Однако целесообразней использовать точный математический метод "линейного регрессивного анализа". Практически все инженерные калькуляторы имеют встроенные программы определения параметров линейной и других видов регрессии.
     Отрезок ОА, который отсекает "стандартная линия" на оси энергии, соответствуют потреблению энергии предприятием в случае отсутствия производства продукции - постоянному потреблению. Отрезок ВС отвечает потреблению, которое обусловленное выпуском определенного объема продукции (отрезок ОТ). Понятно, что с увеличением объема производства продукции возрастает лишь сменная составная затрат энергии.
     Таблица 3.3 показывает, как составляющие затрат энергии связанные с определяющими переменными величинами, а также куда, в основном идет любая с составляющих затрат. Следует заметить, что любые затраты, такие, например, как вытек пары, теплопередача из поверхности труб, обусловленная их плохой изоляцией, относят к постоянным затратам. Иногда с затратами энергии соотносят несколько переменных. Энергоаудитор должен самостоятельно определить важнейшую переменную. Для этого выполняют регрессивный анализ относительно каждой альтернативной сменной, а потом выделяют определяющую сменную. Однако наиболее часто, этот выбор основан на здравом смысле.

     Деление потребленной энергии определенного вида на постоянное и сменное потребление

     *Градусо-дни - объективный показатель потребности энергии для отопления помещений.
     Иногда применяют "мультипликативный регрессивный анализ", то есть сопоставление количества использованной энергии с несколькими сменными одновременно. Однако такие ситуации встречаются редко.
     Метод тестового контроля применяют тогда, если несколько потребителей получают энергию от одной источника, на котором организованно измерение затрат энергии. Индивидуальное потребление энергии любым из потребителей может быть определено наблюдением за изменением общей нагрузки в случае отключения и включение разных энергоприемников.
     Рис.3.8 дает практический пример использования метода тестового контроля для определения энергопотребления одной из двух установок, которые питаются через один счетчик электрической энергии.
     В этом приборе минутное потребление энергии определялось по количеству оборотов на протяжении минуты диска электрического счетчика.
     Тестовый контроль может быть применен и для других типов счетчиков, например, газовых или паровых. Хотя в таких счетчиках нет вращающихся дисков, можно зафиксировать время, за которое изменяются показания счетчика, например, на единицу младшего разряда. Таким образом, принцип: остается таким самым, хотя времени для снятия показов может понадобиться больше.
     Для получения достоверных результатов методом тестового контроля следует быть уверенным в том, что энергопотребление тестового оснащения на нормальном уровне и не изменяется на протяжении времени тестирования, например, автоматическими системами управление.
     Ниже приведенные другие примеры применения тестового контроля.
     Электроснабжение производственных механизмов и системы освещения. Если производственный процесс останавливается (например, во время обеденного перерыва или в конце рабочего дня), освещение остается включенным еще на несколько минут. При условии, котором отключенные все производственные механизмы, вы можете точно измерять количество электроэнергии, которая потребляется электрическим освещением.
     Сжатый воздух. Если производственный процесс останавливается и нет потребности в сжатом воздухе, оставьте компрессоры включенными еще на несколько минут. Потребляемая компрессорами энергия покажет размер потоков сжатого воздуха. Если компрессоры периодически включаются, вам следует измерять время загрузки-разгрузки компрессоров, чтобы оценить уровень потерь воздух и количество потребленной электроэнергии.
     Относительно применения тестовой контроля есть определенные предостережения.
     Тестовый контроль, наиболее эффективный, если из всего работающего оснащения выключаются некоторые электроприемники (или их группы) на определенные промежутки времени. Эта система не всегда отрабатывает в обратном направлении, поскольку некоторые электроприемники (а именно люминесцентные лампы, электродвигатели, системы сжатого воздуха) потребляют больше энергии в режиме включения, чем в упроченном рабочем режиме.
     Тестовый контроль может применяться исключительно к оснащению, которое потребляет на протяжении интервала постоянную мощность. Если во время тестирования оснащение автоматически включается и выключается (например, холодильник), можно получить ошибочный результат. Однако, заметим, что в предшествующем примере с воздушными компрессорами, оставленными для тестирования потерь в рабочем этапе, это не имеет значения, поскольку компрессоры в условиях примера есть единым контролируемым потребителем энергии

     3.2.4. Оценка потребления энергии
     Одним из основных способов определения потребление энергии, в котором измерители не используют, есть оценка потребления. Способ применяют в ситуациях, если измерение энергии и ее потоков счетчиками невозможное, а потребление энергии оценивают за параметрами и режимом работы имеющегося оснащения. На практике (через ограничение ресурсов и времени) это один из основных методов определения энергопотребление разными потребителями на объекте. Годовое потребление энергии W (кВт*ч) получают путем перемножения номинальной мощности оснащения P (кВт) на коэффициент средней загрузки A, (это произведение дает средняя загрузка оснащения) и на время использования оснащение на протяжении года T, (часов).

W = P * kз Тв

     Преимущество метода состоит в том, что для определения потребления не нужны специальные измерители, а недостатком есть то, что он основан на определенных предположениях. Через необходимость принимать определенные предположения метод дает достоверные результаты при условии, которые хорошо известные особенности эксплуатации оснащения. Например, если известное количество и мощность ламп, которые освещают площадку маркирования машин, а также время, на протяжении которого в течение года эти лампы включены, то описываемый метод может дать довольно точный результат. Для оснащения, которое на протяжении производственного процесса изменяет мощность, расчет энергопотребления с более сложным. В этих случаях могут помочь замеры, выполненные на оснащении его производителями. Кроме того, можно использовать данные, опубликованные институтами энергетических обследований. Очень часто бывает тяжело выдающейся точно продолжительность работы оснащения. В таких случаях можно опросить операторов. Кроме того, если работа оснащения контролируется автоматически (например, выключателем с часовым механизмом), это также может дать нужную информацию.
     Для успешного использования в энергоаудите способа оценки потребления аудитор должен знать достоверное значение коэффициента загрузки оснащения и проводить перекрестную проверку результатов, сравнивая их с известными нормами и общим потреблением энергии.
     Ключевым моментом определения объема потребления за способом оценки есть сбор данных. Рассмотрим возможные источники получения необходимой информации детальнее.
     Номинальная мощность оснащения. Эту информацию можно получить с нескольких источников, а именно: из информационной таблички оснащения, из инструкции относительно эксплуатации, по предшествующему опыту работы за известной мощностью или аналогичного оборудования.
     Коэффициент средней загрузки. Хотя эта информация иногда может быть получена из инструкции или опубликованных обследований, аудитору часто приходится самостоятельно оценивать варианты загрузки на протяжении эксплуатационного периода. Иногда не может быть определен за показаниями измерителей, например, стационарных амперметров или токоизмерительных клещей.
     Время использования оснащение в течение года. Информация может быть получена за показами контрольных устройств и условия их точной работы. Необходимо учитывать продолжительные интервалы работы оснащение в разных режимах, например, в случае оптимизации работы систем отопление по условиям поддерживания в помещениях разной температуры в рабочее и нерабочее время. Опрашивание операторов - также хороший источник для уточнения продолжительности работы оснащения, однако операторы часто не уверены в том, как часто используется некоторое оснащение. Поэтому следует различать неработающее оснащение и оснащение, которое функционирует нормально. Рассчитывая время использования оснащение в течение года, необходимо принимать во внимание простаивания оснащение в связи с запланированными и незапланированными текущими ремонтами.

     3.2.4.1. Оценка потребления электроэнергии системами освещения
     Поскольку определенные виды ламп потребляют известную мощность (за исключением ламы с регуляторами освещенности), освещение - это нагрузки, потребление электроэнергии которым рассчитывается относительно просто. Пример определения энергопотребления системами освещения приведен в табл. 3.4.

     Таблица 3.4. Перечень осветительной нагрузки

     Во время оценивания потребления энергии осветительными системами необходимо учитывать приведенные ниже условия.
     Максимальная мощность системы освещения это мощность ламп (Вт), а для люминесцентных и газоразрядных ламп еще и мощность затрат в цепи управления (Вт). Лампы накаливания с вольфрамовой спиралью на напряжение 220 В не требуют никакого устройства управления кроме выключателя, потерями в котором пренебрегают. Потери мощности в преобразователях галогенных ламп низкого напряжения обычно достигают 10% от мощности ламп.
     Коэффициент средней загрузки. Здесь следует принимать во внимание лампы, которые работают в режиме регулированной освещенности. Необходимо учитывать также обслуживание осветительного оснащения. Например, заводские цеха с высокими проемами могут иметь в среднем 10-20% неисправных ламп между очередными текущими ремонтами.
     Время использования оснащение в течение года. Это время оценивается исходя из продолжительности работы, с учетом загрузки (офисы) и времени использования естественного освещения. Необходимо принимать во внимание, имеющееся автоматическое управление.

3.2.4.2. Оценка потребления энергии электроприводами (вентиляторов и помп)
     Наибольшее количество энергии на производстве потребляют, электродвигатели. Кроме повода станков и механизмов, многообразие которых зависит от характера производства, практически на всех производствах электродвигатели применяют для приведения в движение вентиляторов, помп, лифтов, конвейеров и компрессоров. Пример определения количества энергии, которая потребляется вентиляторами, приведен в табл. 3.5.
     Рассмотрим некоторые особенности, которые следует учитывать во время определения количества электроэнергии, которые потребляют двигатели вентиляторов и помп.

     Таблица 3.5. Определение потребления электроэнергии устройствами кондиционирования воздух

     Номинальная мощность электродвигателей. Номинальная мощность двигателя обычно указанная на его информационной табличке (шильде).
     Коэффициент средней загрузки. Коэффициент средней загрузки можно определить с помощью имеющегося амперметра или токоизмерительных клещей. Его можно также вычислить через вымеренное снабжение воздуха (воды), которое сравнивают с номинальной производительностью вентилятора (помпы), за этим соотношением определяют собственное энергопотребление (см. график низшее). Необходимо также учитывать наличие системы автоматического управления поводов с регулированной скоростью (см. график низшее).
     Рабочее время в течение года. Для определения продолжительности работы электропривода следует выходить из графика работу оборудования, которое обслуживается вентиляционной или помповой системой. Нужно также учитывать пребывание двигателя в состоянии горячего (холодного) резерва, а также наличие системы автоматического управления.
     Количество энергии, которая потребляется двигателями вентиляторов или помп зависит от номинальной мощности двигателя и объема выполненной работы. Если двигатель, мощность которого отвечает мощности вентилятора или насоса, постоянно работает на полную мощность, то он обеспечивает запланированный максимальный объем вентилирования воздух (помпирование воды). Однако часто этот объем есть избыточным. Уменьшить его с соответствующим уменьшением энергопотребления можно с помощью задвижек или регулированием скорости обращения двигателя. На рис.3.9 приведена связь между относительной потребляемой мощностью и относительной производительностью (затратой) для вентилятора (а) и помпы (б) в зависимости от способа регулирования производительности механизмов. На рис.3.9 видно, что для обоих механизмов использование механических приспособлений, таких как задвижки, менее эффективно, чем электронных регуляторов скорости двигателя, например, регуляторов частоты.
     Определяя потребления энергии вращающимися электроприводами вентиляторов и помп, энергоаудитор должен учитывать все перечисленные выше факторы. Это поможет обнаружить потенциал энергосбережения, например, за счет эффективного управления потоками.

     3.2.4.3. Оценка потребления энергии воздушными и холодильными, компрессорами
     Управления воздушными и холодильными компрессорами с электроприводными устройствами осуществляют четверьмя основными способами.
     Управление типа "включить-выключить". Этот способ применяют в основном для небольших поршневых компрессоров. Компрессор повышает давление воздуха в системе и в случае достижения определенного значения давления двигатель компенсатора выключается. Если давление снижается, компрессор снова включается.
     Управление типа "с нагрузкой - без нагрузки". Этот способ используют для больших поршневых компрессоров, для которых частые включения и выключения могут вызвать повреждение двигателя. Поэтому здесь в случае достижения желательного уровня давления используют клапаны, которые разрешают поршням двигаться без посылки воздуха в резервуар сжатого воздуха. Этот метод разрешает сэкономить большое количество энергии, хотя компрессор, работая без нагрузки, все еще потребляет значительное количество энергии.
     Управление типа "полная нагрузка - половинная нагрузка", Это вариант описанного выше способа управление, в котором существует положение между полной нагрузкой и без нагрузки во время которого механизм используется наполовину, чтобы уменьшить уровень выработки воздух.
     Управление типа "полное регулирование". Этот способ обычно используют для ротационных винтовых компрессоров или турбокомпрессоров, и разрешает подавать воздух соответственно спросу на него. В некоторых случаях возможное изменение производительности компрессора в соотношении 3:1, даже ли 4:1. Обычно для этого используют изменение рабочего объема цилиндров винта или турбины, хотя в некоторых случаях используют двигатели со сменной скоростью обращения. Однако всегда с уменьшением погрузки имеет место уменьшения эффективности.
     Теперь остановимся на некоторых особенностях, которые следует учитывать во время определения количества электроэнергии, которые потребляют двигатели воздушных и холодильных компрессоров.
     Номинальная мощность электродвигателей. Номинальная мощность двигателя обычно указанная на его информационной таблице (шильде).
     Коэффициент средней загрузки. Оценка коэффициента загрузки обычно базируется на замерах времени работы компрессора в разных режимах.
     Данные о нагрузке двигателя для разных режимов компрессора обычно подают заводы-изготовители компрессоров.
     Рабочее время в течение года. Этот показатель основан на количестве часов, на протяжении которых нужный сжатый воздух (охлаждение).
     Рассмотрим процедуру оценки потребление электроэнергии на примере воздушного компрессора.
     Поршневой воздушный компрессор, который поставляет воздух под давлением 0,7 МПа. работает с управлением типа "полная нагрузка - половина нагрузки - без нагрузки". Энергоаудитор фиксирует время работы компрессора в разных режимах (которые отличают за характером звука и за изменением давления воздуха) на протяжении приблизительно двадцати минут в условиях нормальной работы.
     Результаты замеров показанные на графике и в таблице:

     Рис.3.10. К оценке энергопотребления воздушного компрессора
     По данным наблюдений на основании данных завода-изготовителя компрессора определенные мощность двигателя и производительность компрессора в разных режимах (табл. 3,6).

     Таблица 3.6. Мощность двигателя и производительность компрессора в разных режимах работы

     С использованием данных табл. 3.6 выполнен расчет средней мощности двигателя:

Pср = (120 кВт * 371 с + 73 кВт * 679 с + 34 кВт * 115 с) / 1185 c = 83,95 кВт

отсюда коэффициент средней загрузки

kз = Рср / Рном = 83,95 / 120 = 0,7

Аналогично можно рассчитать среднюю производительность компрессора.
     Потом для определения размера потока воздуха, например, через неправильную эксплуатацию, эту среднюю производительность можно сравнить с суммой нормального потребления воздуха всем задействованным воздушно-компрессорным оборудованием.

     3.2.4.4. Оценка потребления энергии другими электроприводами и офисным оборудованием
     Кроме вентиляторов, помп и компрессоров вращающиеся электроприводы применят и в другом оснащении. Примерами могут служить лифты, конвейеры, вакуумные насосы и серводвигатели для автоматического оборудования. Для такого оснащения нет четких правил оценки электропотребления. Каждый случай рассматривают индивидуально. Использование персональных компьютеров, принтеров и другого офисного оборудования предопределяет возрастание потребления энергии. Простой способ оценки энергопотребления состоит в:

• подсчете часов использования оснащение в течение года

• использовании данных о мощности соответствующего оборудования.
     Номинальная мощность персональных компьютеров лежит в границах 90-140 Вт, средняя - в границах 49-128 Вт мониторов - номинальная в границах 60-205 Вт средняя - в границах 32-198 Вт, лазерных принтеров - номинальная в границах 650-900 Вт, средняя - в границах 75-125 Вт, копировальных аппаратов - номинальная в границах 1250-2200 Вт, средняя - в границах 120-990 Вт.

     3.2.4.5. Оценка потребления энергии электронагревательным и холодильным оснащением
     Электронагревательное оснащение содержит широкую гамму приборов разнообразного назначения. Сюда принадлежит оборудование предприятий общественного питания (электрические печи), прачечных (сушильные камеры), испытательных стендов (климатизационные камеры). В промышленном производстве применяют электрическое оснащение, которое генерирует пара (для заводских прессов, паровых стерилизаторов). Электрическую энергию используют в высокотемпературных электротермических установках (топление алюминия; инфракрасное, индукционное и высокочастотное нагревание, прямое резистивное нагревание).
     Холодильное оснащение базируется на парокомпрессионном цикле тепловой помпы, но могут применяться и электронагревательные пароабсорбционные циклы.
     Едва ли требуется оценка энергопотребления высокотемпературных и электронагревательных процессов, поскольку соответствующее оборудование имеет собственные счетчики. Однако, для небольших пользователей оценка потребления, как правило, единый практический путь определения количества потребленной энергии. Пример определения потребления энергии электронагревательным оборудованием приведен в таблице 3.7.

     Таблица 3.7. Оценка потребления энергии электронагревательным и холодильным оборудованием