IPARI TELEPHELY ENERGETIKAI AUDITJA (ESETTANULMÁNY) DR. MAGYAR ZOLTÁN tanszékvezető Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
2016. május 3.
Energetikai szabályozások hatása az épületekre és az iparra
Járműipari létesítmény energia auditjának menete
Meglévő állapot bemutatása Energiafogyasztás bemutatása Műszeres mérések Sűrített levegős rendszerek áttekintése Fejlesztési lehetőségek Kiemelt fejlesztési lehetőségek A kiemelt javaslatok hatása Összegzés
Ipari létesítményeken belüli épületfunkciók
Ipari létesítmény
Üzemcsarnokok és gyártóterületek A termelés zavartalan működése a fontos
Iroda, szociális és egyéb funkciók Elsősorban a komfort kerül előtérbe
Meglévő állapot bemutatása
• • •
• • • • • • • • •
Műszaki dokumentációk átnézése Épületszerkezet jelenlegi állapotának rögzítése (külső fal, zárófödém, nyílászáró stb.) Fűtési és hűtési rendszer felmérése (hőtermelők, hőleadók, szabályozás stb.) HMV ellátó rendszer felmérése Vízellátás Világítástechnikai rendszerek felmérése (világítótestek típusa, mennyisége) Légállapot folyamatos műszeres mérése az épület különböző pontjaiban Jellegzetes panaszok, üzemviteli tapasztalatok rögzítése Technológiai folyamatok feltérképezése Energiafogyasztás mérési pontok azonosítása (esetleges almérések) Sűrített levegős rendszerek Szállítási folyamatok
Járműipari létesítmény
• • • •
Építés időpontja: 1993-tól több ütemben Üzem hasznos alapterülete jelenleg: ~42 000 m2 9 db gyártócsarnok + hozzájuk tartozó raktárak 7 db kiszolgáló épületrész (iroda, szociális blokk stb.)
Épületszerkezet
Külső fal: 25 cm vastagású pórusbeton falpanelek Rétegtervi hőátbocsátási tényező: U=0,578 W/m2K Zárófödém: Trapézlemezes lapostető, építési időtől függően 10 cm vagy 12 cm hőszigeteléssel Rétegtervi hőátbocsátási tényező: U=0,386-0,456 W/m2K Nyílászárók: Nagyméretű szekcionált kapuk alkotják a függőleges lehatárolás zömét (U=4,70 W/m2K) Kopolit bevilágító felületek (U=3,50 W/m2K) Kevés fém szerkezetű ablak (U=3,20 W/m2K) Kevés fémlemez hőszigetelt üvegezetlen ajtó személyforgalomhoz (U=1,50 W/m2K) Polikarbonát és huzalozott üvegbetétes tetőbevilágítók (U=3,50-5,00 W/m2K)
Fűtési rendszer
Központi fűtési rendszer A csarnokok egy részében központi melegvizes fűtési rendszer került telepítésre 1 db alacsonyhőmérsékletű 1120 kW-os gázkazán és 1 db olajtüzelésű 700 kW-os kazán A hőleadók melegvizes termoventilátorok A szabályozás hagyományos, nem programozható termosztáttal történik Földgáztüzelésű termoventilátoros fűtés: Hagyományos és kondenzációs gázüzemű termoventilátorok Programozható termosztáttal
A gáz és az olajtüzeléses kazánok
Világítás
A világítás energiaigénye a teljes villamos energiaigény körülbelül harmada, vagyis jelentős A világítási energiaigényen belül az üzemcsarnokok igénye a meghatározó A csarnokokban jellemző lámpatest típusok: higanygőz
fényforrások és fénycsöves lámpatestek
Technológiai energiafogyasztás
Előkészítő munkálatok gépei, plazmavágás, lemezhajlító berendezések Felületkezelést előkészítő berendezések, szemcseszórás Festőüzemek technológiai légtechnikai rendszerei gáztüzelésű léghevítőkkel Technológiai melegvíz előállítás az alumínium felületkezelő részlegek számára Magasnyomású és magashőmérsékletű mosó alumínium tisztítására Villamos daruk minden csarnokban
Technológiai villamos energia fogyasztó berendezések
Gépnév
Kihasználási %
Munkaórák száma [h]
Éves energiafelhasználás [kWh]
Lemezolló I.
5%
24
Lemezolló II.
5%
24
Plazma I.
50%
24
Plazma II.
50%
24
Élhajlító I.
5%
24
Élhajlító II.
5%
24
Kézi szemcseszóró
50%
16
K5 Robot I.
50%
16
K5 Robot II.
50%
16
Hosszvarrat hegesztő I.
50%
16
Hosszvarrat hegesztő II.
50%
16
Gépi szemcseszóró
50%
16
258 030 258 030 108 006 108 006 34 404 34 404 385 400 208 680 208 680 453 080 453 080 620 400
Kompresszor BSDG1
lásd kompresszorok
Kompresszor BSDG2
lásd kompresszorok
K4-es robot
n.a.
16
Cloos robot
50%
16
81 968 105 280
Kompresszor
n.a.
16
lásd kompresszorok
16
lásd kompresszorok
12bar-os kompresszor
Technológiai energiafogyasztás
Egy 20 méter hosszú 60 °C-ra fűthető festőkabin (8 db található a csarnokokban ebből)
Az energiafogyasztás elemzése • • • •
A gázfogyasztás az időjárástól kevésbé függ, jellemzően a termelés mértéke nagymértékben befolyásolja A gázfogyasztás felét a technológiai gázfogyasztás teszi ki Az augusztusi kollektív szabadságolás megfigyelhető az energiafogyasztás alakulásában A létesítményben gázfogyasztás almérők nincsenek
Az energiafogyasztás elemzése
Órás földgázfogyasztási diagram
Az alábbi diagram a 2015-ös év órás földgáz fogyasztásának lefutását ábrázolja 400 m3/h a lekötött földgázkapacitás A földgázfogyasztás korlátozó beállításai és a lekötött földgázkapacitás összhangban van, nem történik túllépés
Az energiafogyasztás elemzése
A villamos energia fogyasztás együtt növekedett az előállított termékek mennyiségével
•
Az augusztusi kollektív szabadságolás megfigyelhető az energiafogyasztás alakulásában
•
A létesítményben villamos energiafogyasztás almérők nincsenek
l
Az energiafogyasztás elemzése
Szállítás
Kizárólag dízel üzemanyag fogyasztás Gépjárművek: Vontatók
5 db Telephelyen belüli munkagépek 7 db Személygépkocsik 31 db
Az üzemanyag fogyasztás összefügg a megtermelt termékmennyiséggel
Energiamérleg
Műszeres mérések
Légállapot mérések
•
A helyszíni bejárás során a megrendelővel egyeztetve több helyen hőmérséklet adatgyűjtőket helyeztünk el
•
10 percenként rögzítettük a mért értékeket 2x1 hétig
•
A kihelyezett mérőműszereket ~1,5 m magasságban helyeztük el.
•
Összesen 13 ponton mértünk
•
Felhasznált mérőműszerek: •
KIMO KH-100
•
KIMO KH-110
Üzemcsarnok túlfűtése
A cégvezetőség által elvárt hőmérséklet 15 °C
Ennek ellenére az üzemben munkaidőben 17-19 °C tapasztalható
Az éjszakai fűtéscsökkentett időszak nyújtható lenne
Az átlag hőmérséklet mindenhol 17 °C felett van
Iroda túlfűtése
Az irodablokkokban túlfűtés figyelhető meg, munkaidőben nem ritka a 25-26 °C
Az átlag hőmérséklet is magas: 24,5 °C
A túlfűtés oka a szabályozó rendszer hiányossága
Illetve a válaszfalak áthelyezése a meglévő padlófűtés mezők változatlansága mellett, így nehezen szabályozható lett az iroda
Második mérési periódus
Első mérési periódus
Periódus
Az adatgyűjtés kiértékelése Mérő sorszáma
Mérési hely
Min. hőmérséklet [C°]
Max. hőmérséklet [C°]
Átlag hőmérséklet [C°]
1.
„G1” csarnok
15,12
19,66
18,09
2.
„G2” csarnok, közepén
15,24
19,44
17,44
3.
„G2” csarnok, szélen
15,64
18,86
17,24
4.
„F” fényezőüzem
11,92
20,11
17,05
5.
„D” szerelde
12,87
17,57
15,53
6.
„G” irodablokk, földszint
20,00
24,21
21,74
7.
„G” irodablokk, emelet
22,64
26,55
24,51
8.
Külső mérés, első mérés
-0,41
11,78
5,90
9.
„A” irodablokk, földszint
21,50
23,89
22,52
10.
„A” irodablokk, emelet
20,55
23,48
22,16
11.
„I” irodablokk, földszint
19,19
23,80
21,93
12.
„I” irodablokk, emelet
19,64
21,78
20,53
Pillanatnyi légállapot mérések
A helyszíni bejárások alatt kézi mérőműszerrel (KIMO AQ-200) mértük a pillanatnyi légminőség értékeket: Hőmérséklet Relatív páratartalom CO2 koncentráció Ezek a mérések pillanatértékek, elsősorban a CO2 koncentráció miatt hasznosak A vártnak megfelelően az átszellőztetett nagy légtérfogattal rendelkező csarnoképületekben a CO2 koncentráció alacsony, az irodákban viszont magas
Pillanatnyi mért értékek táblázata Mérési pont
Mérési hely
Hőmérséklet [°C]
Páratartalom [RH%]
CO2 koncentráció [ppm]
1.
„G1” csarnok
18,6
48,3
488
2.
„G2” csarnok
18,4
48,5
530
3.
Külső mérés
10,3
69,3
402
4.
„F” fényezőüzem
17,0
49,3
539
5.
„F” alkatrészfényező
16,8
53,5
440
6.
„I” csarnok
18,5
48,3
420
7.
„D” szerelde eleje
15,4
59,9
581
8.
„D” szerelde közepe
16,4
55,9
547
9.
„E” csarnok
15,9
57,1
580
10.
„D” ponyvázó
15,2
59,5
500
11.
„B” szervízcsarnok
14,5
69,3
612
12.
„B” fékpróba
16,0
63,6
453
13.
„C” raktár
15,8
59,7
593
14.
„B” csarnok étkezde „A” irodablokk, földszint „A” irodablokk, emelet „I” irodablokk, földszint „I” irodablokk, emelet
18,8
61,0
403
22,1
45,4
1720
21,2
46,8
950
21,8
43,8
1280
20,1
47,0
1650
15. 16. 17. 18.
Sűrített levegős rendszerek vizsgálata
Sűrített levegős rendszerek vizsgálata
Az üzemben két nyomásfokozatú rendszer üzemel:
7 bar-os (gyakorlatban 5,7-6,8 bar között üzemel) 12 bar-os (gyakorlatban 10 bar körül üzemel, max. 11 bar a tartályok engedélyezési nyomása).
A 7 bar-os levegőt festésre és általános technológiai célokra a 12 bar-osat jellemzően fékszerelvény tesztelésre, kerékfúvásra használják A 7 bar-os rendszerhez tartozik az 1-es, 2-es és 5-ös jelű gép, míg a 12 bar-oshoz a 3-as és 4-es jelű
Sűrített levegős rendszerek vizsgálata
5-ös és 1-es kompresszorok teljesítményfelvételei az idő függvényében és a mért eredmények elemzése
Sűrített levegős rendszerek energiahatékonysági beavatkozásainak általános lehetőségei 1.
1.
Szivárgások minimalizálása, a fogyasztók legyenek kizárva, ha nincsenek használatban
Alacsony, 1-5 mFt
1-6
hónap
2.
Nem megfelelő fogyasztások megszüntetése, átalakítása
Alacsony, 1-5 mFt
1-12
hónap
Alacsony, < 1 mFt
1-12
hónap
3.
Nyomásszint minimalizálása, a fogyasztók csak a megfelelő nyomást kapják
Magas - frekvenciaváltós gépnél, 5-10 mFt
2-5
év
4.
Levegőminőség meghatározása, csak a szükséges és elégséges kezelés
Alacsony, 1-5 mFt
1-12
hónap
5.
Kompresszorok és kezelő berendezések összetétel és a szabályozás optimalizálása
Alacsony, 1-5 mFt
1-12
hónap
Sűrített levegős rendszerek energiahatékonysági beavatkozásainak általános lehetőségei 2. 6.
7.
Tartályméret optimalizálása
Hatásfok ellenőrzése
Alacsony, 1-5 mFt
1-12
hónap
Alacsony 1-5 mFt
1-12
hónap
Magas - gépcsere esetén, 5-10 mFt
2-5
év
Közepes, 3-8 mFt
1-2
év
Magas - fűtés átalakítás esetén, 5-10 mFt
2-5
év
8.
Hővisszanyerés lehetőségének, hatásfokának vizsgálata
9.
Kompresszorok és kiegészítő berendezések telepítési körülményeinek javítása
Magas, 5-10 mFt
2-5
év
10.
Karbantartás megfelelősége
Alacsony, 1-5 mFt
1-12
hónap
11.
Szervezési intézkedések
Alacsony, 1-5 mFt
1-12
hónap
Fejlesztési lehetőségek
Fejlesztési lehetőségek
Az adott ipari létesítménynél az alábbi fő területeken van lehetőség energiahatékonysági intézkedésekre: Épületgépészeti Sűrített
levegős rendszerek Villamos energia rendszer Energiafogyasztás almérők beépítése, adatgyűjtés
Ésszerűen megtérülő épületszerkezeti korszerűsítési lehetőség nincs
Épületgépészeti fejlesztési lehetőségek Ssz.
Fejlesztési javaslat
1.
Épületgépészet
1.1.
"G" csarnok kondenzációs gáz üzemű termoventilátoros rendszer telepítése
Beruházás Megtérülési idő i költség (pályázati [Ft+ÁFA] forrás nélkül)
év
Megjegyzés
Jelenleg csak támogatásokkal reális, azonban a meglévő rendszer műszaki állapota és várható élettartama mérlegelendő.
23 000 000
17,6
1.2.
"G" csarnok meglévő termoventilátoros rendszer szabályozásának fejlesztése (két programozható helyiség termosztát)
30 000
Egy fűtési szezonon belül megtérül
1.3.
"G" csarnok jobb és bal szociális blokkjainak hőellátása kondenzációs falikazánokkal
3 800 000
7,6
1.4.
"G"szociális blokkok fűtés szabályozásának fejlesztése (két programozható helyiség termosztát)
30 000
Egy fűtési szezonon belül megtérül
1.5.
"D" csarnok kompresszor hulladékhő hasznosítás HMV termelésre
3 750 000
7,0
év Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő
1.6.
"D" csarnok légrétegződést gátló ventilátorok
3 200 000
6,6
év Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő
1.7.
"F" alkatrészfestő csarnok meglévő termoventilátoros rendszer szabályozásának fejlesztése (két programozható helyiség termosztát)
30 000
Egy fűtési szezonon belül megtérül
1.8.
"A", "G" és "I" irodablokkok központi Nem 4 500 000 épületgépészeti felügyeleti rendszer kialakítása értelmezhető
Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő. Megvalósítása az 1.1. számú javaslattól függetlenül is javasolt . év Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő. Megvalósítása az 1.3. számú javaslattól függetlenül is javasolt .
Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő
Komfort és energiahatékonysági szempontok alapján szükséges
Sűrített levegős rendszerek fejlesztési lehetőségei Beruházási költség Megtérülési idő (pályázati [Ft+ÁFA] forrás nélkül)
Ssz.
Fejlesztési javaslat
2.
Sűrített levegő rendszerek
2.1.
Szivárgások minimalizálása, a fogyasztók legyenek kizárva, ha nincsenek használatban
900 000
8
2.2.
Nem megfelelő fogyasztások megszüntetése, átalakítása
Meghatározása megrendelői hatáskörön belül
Nem meghatározható
Technológia jellemzőitől függ
Meghatározása megrendelői hatáskörön belül
Nem meghatározható
Részletesebb mérés szükséges
ld. 1.5. számú javaslatnál
ld. 1.5. számú javaslatnál
ld. 1.5. számú javaslatnál
<1
Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő. A becsült beruházási költség és megtérülési idő az 5. számú gépre vonatkozik.
2.3.
2.4.
2.5.
5. számú kompresszor és a távoli csarnokok közötti gerincvezeték keresztmetszet növelése nyomásveszteség csökkentés céljából Hulladékhő hasznosító rendszer kiépítése Kompresszorok és kiegészítő berendezések telepítési körülményeinek javítása
2.6.
Karbantartás megfelelősége
2.7.
Szervezési intézkedések
200 000 Meghatározása megrendelői hatáskörön belül Meghatározása megrendelői hatáskörön belül
hónap
év
Megjegyzés
Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő
Nem meghatározható
2.5. számú javaslathoz kapcsolódóan szükséges
Nem meghatározható
2.1. számú javaslathoz kapcsolódóan szükséges
Villamos energia megtakarítási lehetőségek 3.
Villamos energia
Beruházási költség [Ft+ÁFA]
3.1.
Fotovoltaikus elemek telepítése
177 000 000
Megtérülési idő (pályázati forrás nélkül)
22,2
Megjegyzés
év
Támogatással reális
3.2.
Világítótestek cseréje
76 200 000
3,1
év
Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő
3.3.
Lekötött teljesítmények felülvizsgálalta
Nincs
Azonnal
-
Azonnal megtérül, megtakarítás kb. 1 mFt/év
3.4.
Teljesítményfelvétel korlátozó beavatkozó rendszer javítása, hatáskörének lehetőség szerinti kiterjesztése
További műszaki mérlegelés után meghatározható
Nem meghatározható
-
Megrendelői döntés a hatáskör bővítése
3.5.
"G" csarnok főelosztója feletti fázisjavító berendezés Nem meghatározható működésének ellenőrzése
-
-
Almérők beépítése
4.
Almérők beépítése
Beruházási költség [Ft+ÁFA]
4.1.
Almérők beépítése gépészeti Meghatározása alrendszerek földgáz fogyasztásának megrendelői hatáskörön mérésére, hőmennyiség mérésre, HMV belül fogyasztás mérésére
4.2.
Villamos energia fogyasztás almérők Meghatározása beépítése legalább a fixen telepített megrendelői hatáskörön fogyasztók részére belül
4.3.
A 10 kW feletti kompresszoroknál gépenként legalább villamos oldali mérés kialakítása
Meghatározása megrendelői hatáskörön belül
Megtérülési idő (pályázati forrás nélkül)
Megjegyzés
-
Energetikai vizsgálatokhoz, fejlesztési javaslatokhoz szükséges fogyasztáselemzések céljából
Nem értelmezhető
-
Energetikai vizsgálatokhoz, fejlesztési javaslatokhoz szükséges fogyasztáselemzések céljából
Nem értelmezhető
-
Energetikai vizsgálatokhoz, fejlesztési javaslatokhoz szükséges fogyasztáselemzések céljából
Nem értelmezhető
Kiemelten javasolt fejlesztések és ezek hatása az energiafogyasztásra
Kiemelten javasolt fejlesztések
Kiemelt fejlesztések rövid bemutatása
Épületgépészet: A központi kazános fűtésrendszer helyett gázüzemű kondenzációs termoventilátorok telepítése (1 300 000 Ft/év megtakarítás) A jelenlegi központi kazános fűtésrendszerre kapcsolódó szociális blokkok önálló kondenzációs falikazános fűtésrendszerének kialakítása (500 000 Ft/év megtakarítás) Légrétegződést gátló ventilátorok beépítése (485 000 Ft/év megtakarítás) Irodablokkokban épületgépészeti felügyeleti rendszer kialakítása Sűrített levegős rendszerek: Az legnagyobb sűrített levegős kompresszor hulladékhő hasznosítása HMV termelésre (535 000 Ft/év megtakarítás) Szivárgások minimalizálása + a nem használt fogyasztók kizárása (1 360 000 Ft/év megtakarítás)
Kiemelt fejlesztések rövid bemutatása
Épületvillamosság: A higanygőz fényforrások korszerű LED világításra történő cseréjében rejlik a legnagyobb fokú megtakarítás (24 300 000 Ft/év megtakarítás) Almérések: Gépészeti alrendszerek gázfogyasztás mérése Hőmennyiség és HMV fogyasztás mérése Villamos mérések legalább a fixen telepített nagyobb technológiai gyártóberendezéseknél és a világításnál 10 kW-nál nagyobb teljesítményű kompresszoroknál gépenként legalább villamos oldali mérés
A kiválasztott fejlesztésekkel elérhető megtakarítás Gázfogyasztást érintő beruházási költség: 30 MFt, megtérülése 13,1 év Villamos fogyasztást érintő beruházási költség: 85,35 MFt, megtérülése 3,25 év A teljes beruházás 4 év alatt megtérül 140 000 000 Ft
120 000 000 Ft
26 250 000 Ft 100 000 000 Ft
Energiaköltség [Ft]
Megtakarítás 80 000 000 Ft
60 000 000 Ft
Fejlesztés utáni energiaköltség
2 300 000 Ft 97 050 000 Ft
40 000 000 Ft
20 000 000 Ft
50 200 000 Ft
0 Ft
Gázfogyasztás
Villamos energia
A kiválasztott fejlesztésekkel elérhető megtakarítás
100,0
4,4 %
Energiaköltség a bázishoz viszonyítva [%]
90,0
Energiaköltség változása 21,3 %
80,0 70,0 60,0
Megtakarítás 50,0
95,6 %
40,0
78,7 %
30,0 20,0 10,0 0,0
Gázfogyasztás
Villamos energia
Fejlesztés utáni éves energiaköltség
Összegzés
Elsődleges szempont a technológia zavartalansága az energiafogyasztással szemben Termék minőséget rontó beavatkozások nem lehetségesek (pl. a telephely egyik üzemcsarnokában, ahol alumíniumot hegesztenek, ott a 15 °C helyett, minimálisan 18 °C-nak kell lennie a belső hőmérsékletnek, csökkentésére nincs mód) Technológiai gázfogyasztók fogyasztáskorlátozására nincs lehetőség Jellemzően épületszerkezeti korszerűsítés nem térül meg, ellenben az épületgépészeti/üzemeltetési beavatkozásokban nagy potenciál rejlik Az energiafelhasználás üzemekben magas, így néhány %-os csökkentése is már jelentős költségmegtakarítást eredményez (pl. a bemutatott üzemben 16 %-os költségmegtakarítás 28,5 MFt megtakarítást eredményez) A sokszor energiaigényes technológia folyamatoknál lehetőség adódik hulladékhő hasznosításra (pl. sűrített levegős rendszerek) A kiépítendő fogyasztásmérő rendszer olyan legyen, hogy a technológiai és az épületgépészeti energiafogyasztások külön mérhetőek legyenek
KÖSZÖNÖM MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET ! DR. MAGYAR ZOLTÁN tanszékvezető Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
2016. május 3.
Energetikai szabályozások hatása az épületekre és az iparra
