Измервателна техника при енергиен одит

Енергийна ефективностСп. Енерджи ревю - брой 5, 2020 • 01.09.2020

Енергийната ефективност в индустрията е ключов компонент от прехода на икономиката към по-висока степен на устойчивост. Подходите, които може да предприеме едно промишлено предприятие в посока редуциране на енергийните разходи, са четири – внедряване на енергийно ефективни технологии, преобразуване на енергийните носители, управление на товарите и възприемане на по-енергийно ефективно поведение. Европейската директива за ефективността при крайното потребление на енергия и осъществяване на енергийни услуги насърчава премахването на съществуващите бариери и несъвършенства, които възпрепятстват ефективната енергоконсумация. Енергийните одити играят водеща роля в този процес и са първата важна стъпка към имплементирането на успешна програма за енергиен мениджмънт в индустрията.

Видове одит

Съгласно дефиницията в стандарт ISO 50002 енергийният одит представлява систематичен анализ на енергопотреблението в рамките на дефинирана рамка на проучване, насочено към идентифициране, количествено определяне и докладване на възможностите за подобряване на енергийната ефективност. Оценяват се енергийните потоци в сграда, процес или система с цел да се редуцира енергията на вход, като същевременно се поддържат или оптимизират нивата на производителност, безопасност и комфорт. Степента на подробност на тази оценка определя вида на енергийния одит.

Walk-Through одитът (WTA), както подсказва името му, се състои от обхождане на предприятието и инспектиране на оборудването с цел откриване на проблеми по поддръжката и експлоатацията му и идентифициране на зони, които се нуждаят от допълнително проучване. Резултатите от WTA включват определяне на възможностите за икономия на енергия, качествен анализ на внедряването на енергоспестяващите мерки и изчисления на потенциала им за намаляване на потреблението.

Енергийното диагностициране обхваща извършване на икономически изчисления и евентуално използване на измервателна техника с цел определяне на действителната консумация и загубата на енергия. Резултатите от този вид одит включват енергиен баланс, списък от мерки за енергийна ефективност, както и финансов анализ на всяка от идентифицираните мерки, което спомага за класифицирането и приоритизирането им.

Инвестиционният одит представлява подробен отчет за потреблението на енергия, включващ и изчисления на инвестициите и разходите по експлоатация и поддръжка при внедряването на определени мерки за подобряване на енергийната ефективност. В резултат на този одит се придобива представа за реалните енергийни потребности и енергийния баланс. Отново се предлага набор от енергоспестяващи мерки, както и изчисление на икономиите на енергия и нужните за реализирането им инвестиции. Този одит предлага пакет от мерки с план за финансиране, както и с планове за внедряването им и за верифициране на спестяванията.

Изборът на конкретен вид одит зависи от целта му. Ако се търси идентифициране на потенциалните спестявания с цел да се приоритизират последващи проучвания, е необходимо провеждането на Walk-Through одит. Ако са налице планове за значителни вложения в мерки за повишаване на енергийната ефективност, най-подходящ е инвестиционният одит. Енергийното диагностициране е отличен вариант, тъй като предоставя достатъчно информация, за да може предприятието да започне да работи над енергийната си ефективност, и се характеризира с много добро съотношение качество-цена.

 

Електроенергия

Данните, които предоставят електроснабдителните дружества, не са достатъчни, за да се определи разходът на енергия за всички отделни процеси. Понякога са налични енергийни измервания от предходни проучвания особено когато се осъществява добър процесен мониторинг. Все пак в повечето случаи при одит се налага да се измери консумацията на енергия на избрана част от важното оборудване, за да може да се изготви енергийният баланс.

Освен директно измерване на енергопотреблението посредством монтирани за постоянно електромери, са необходими и стойностите за мощността или големината на тока за електрооборудването. За да се изчисли консумацията на енергия трябва да се измери активната мощност, като е желателно това да се осъществи директно с помощта на ватметър.

Сред най-често използваните инструменти за измерване на електрически параметри при извършване на енергиен одит са също амперметрите, волтметрите, уредите за измерване на фактора на мощността и мултимерите. В повечето случаи всички изброени измервателни средства са преносими и разполагат с регистратор на данни. Измерванията на електрическите характеристики и на енергоконсумацията трябва да се направят за всички зони и инсталации с висока енергийна интензивност. По време на определянето на електрическите параметри трябва да се прави ясно разграничение между общата мощност (измервана в kVA), активната мощност (обикновено измервана в kW), както и фактора на мощността. Трябва да се внимава и с електрическите товари, от които не се очаква да генерират синусоидална форма на вълната, какъвто е случаят с двигателите с честотно регулиране и непрекъсваемите захранвания (UPS). Причината за това е, че използването на измервателни уреди се основава на синусоидална форма на вълната, поради което показанията в подобни случаи биха били погрешни. Затова е необходимо да се използват инструменти, измерващи средноквадратичните стойности.

Измерването на електрическите параметри може да се осъществи и чрез усъвършенствани анализатори, които след свързването към дадено електрическо табло на машина или към подстанция предоставят на дисплея си отчетените стойности. Те обхващат непосредствени измервания и такива с регулируема продължителност за всяка фаза и за пълното напрежение, големина на ток, действителна реактивна и активна мощност, фактор на мощността и потребление на енергия. Непосредствените измервания се повтарят на всеки 20 секунди, като уредите обикновено се предлагат с памет за дългосрочно съхранение на измерените стойности. По възможност електроподаването трябва да се преустанови временно, за да могат електротехниците и екипът от одитори да направят всички свързвания. Съхраняваните в паметта данни се обработват и анализират с помощта на софтуерен пакет. От обработените данни автоматично се генерират графики, представящи енергийните потребности и вариациите на фактора на мощност за периода на одит. В допълнение в рамките на същия период се регистрират също енергоконсумацията на тестваното оборудване в kWh и реактивният товар за всяка фаза.

 

Температура

Най-често за измерване на температурата при енергиен одит се използват съпротивителни термометри, термодвойки, термистори, инфрачервени термометри и термокамери. Съпротивителните термометри са сред най-технологично усъвършенстваните инструменти, като се отличават с вътрешен сигнал за калибриране и нулиране на настройките. Те предлагат високи нива на точност и често се използват за непрекъснати измервания.

Термодвойките са широко използвани и са с ниска цена. Те покриват голям температурен диапазон от няколко градуса до 1000°C и обикновено са преносими. Сред недостатъците им са необходимостта от често калибриране с помощта на специализирани инструменти и относително слабият им сигнал, който лесно се влияе от индустриален шум. Термисторите се използват като инструменти за непрекъснато измерване и са с ниска цена. Те се характеризират със силен, линейно изменящ се сигнал и предлагат възможност за автоматично нулиране на настройките. Инфрачервените термометри измерват температурата от разстояние въз основа на топлинното излъчване на телата. Те откриват точки с повишени стойности на температурата, както и проблемни зони в изолацията. Те са преносими и лесни за експлоатация но нивото им на точност е ограничено.

Термокамерите са подходящи за локализиране на проблеми с херметичността и влажността, топлинни мостове или дефекти в изолацията. Тези инструменти се използват и за измерване на температурните разлики между две повърхности, което позволява на одиторите да определят неефективностите в инсталацията. Преди да се одитират топлинните системи (например котли), те трябва да работят при нормалните си температури, за да може данните от измерванията да са възможно най-представителни. За да се открият топлинните загуби вследствие на дефекти в изолацията на сградите, температурата на закрито трябва съществено да се различава от температурата на открито. Следователно е добре измерването да се проведе в студен и облачен ден с цел да се избегне загряването на стените от слънчевото излъчване.

 

Отработени газове

Измерванията на димните газове са необходими, за да се анализира горивната ефективност на съоръжения като котли, пещи и горелки. Те обхващат измерване на концентрацията на CO2, CO, SOx, NOx, димно съдържание и температура. Обикновено тези измервания се извършват с преносими уреди като електронни газ анализатори, които, освен че мерят бързо споменатите параметри, същевременно изчисляват горивната ефективност.

Необходимо е да се внимава при сравняването на преносимите електронни измервателни уреди с конвенционалните. Последните измерват при условия на сух газ, докато електронните инструменти мерят състава на газовете непрекъснато при реални условия. Важно е също, преди да се предприеме измерването, конкретното съоръжение да е работило за определен период от време до достигането на стандартната му експлоатационна температура.

Пробовземната сонда на газ анализатора се поставя в изпускащото устройство, като краят й трябва да се намира в средата на потока димни газове. Това може да се постигне лесно и с висока точност, тъй като съвременните газ анализатори могат да визуализират стойността на температурата в точката, в която се намира сондата. Следователно най-подходящата точка за пробовземане се намира там, където температурата е максимално висока. След пробовземане газовете се анализират и процентното им съдържание в потока се определя посредством интегрираните в устройството алгоритми. Съвременните газ анализатори са напълно автоматични, така че, след като се вземе подходящата проба, ефективността на тестваното съоръжение и концентрацията на изброените газове се визуализира непосредствено на дисплея на уреда.

 

Други измервания

Други важни параметри, които трябва да се отчетат при провеждането на енергиен одит в едно предприятие, включват дебит, влажност на въздуха, осветеност, налягане и др. За да се определи топлинният поток чрез даден флуид, е нужно да се измери неговият дебит (масов или обемен). Такива измервания обикновено се правят на газообразни и течни горива, пара, гореща/студена вода или въздух. Уредът за измерване на дебит трябва да се избере внимателно, като се вземат предвид видът на флуида, наличието на разтворени и корозивни вещества, свързаните с измерването разходи и др.

Влажността на въздуха обикновено се мери със сухи и мокри термометри. Тези измервания са времеемки и изискват предварителна подготовка. Предлагат се и електронни измервателни уреди, чийто обхват обаче е ограничен до температурен диапазон до 60°C. Използват се още психрометри, дигитални влагомери, термохигрографи и др.

Измерванията на нивата на осветеност при енергиен одит се правят с цел да се открият отклонения от граничните стойности, специфични за даденото производство. Луксметрите се състоят от сензор с анализатор за цвят и устройство за корекция на ъгъла на падане на светлината. За постигане на най-добри резултати сензорът трябва да бъде свързан чрез гъвкав кабел към аналогов или цифров дисплей. Това минимизира риска от засенчване на сензора при извършване на отчитанията.

Измерванията трябва да се осъществяват при стандартни условия, като е необходимо да се гарантира, че резултатите за осветеността от електрическото осветление не са повлияни от наличието на естествена светлина.


Top