Meracia a riadiaca technika pre energeticky efektívne projekty v priemyselných odvetviachMichael Tenner4. 12. 2018, Bratislava

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 2

ÖKOTEC – odborníci na efektívnosť

Poradenstvo pre energetický manažment

od roku 1999

Podnik spoločnosti Veolia od roku 2016

Zvýšenie energetickej účinnosti prostredníctvom

technických opatrení a zlepšením organizácie

Skúsenosti vo všetkých relevantných

priemyselných odvetviach, podnikoch a budovách

Interdisciplinárny tím so 40 zamestnancami

Poprední odborníci na energetickú účinnosť, ktorí realizovali viac ako 800 projektov v Nemecku a zahraničí

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 3

Prehľad našich úspechovNeustála optimalizácia

Energetický manažment (EnM)

Neustály procesvylepšovania

podľa ISO 50001

Monitorovanie energetickej účinnosti

(EnEffCo®)Softvér a služby slúžiace na

systematickú analýzu, optimalizáciu a monitorovanie

SieteEnergetická účinnosť

prostredníctvom výmeny skúseností a spoločného

vzdelávania sa

Ďalšie vzdelávanieOdovzdávanie poznatkov a

kvalifikovanie sa v oblasti súvisiacej s energetikou

Analýza energiíIdentifikácia a stanovenie priorít pre opatrenia

Energetický konceptBezpečné plánovanie pre maximálne úspory pri

minimálnej investícii

ImplementáciaDokázateľné úspory na energiách

Optimalizácia prostredníctvom projektov

Projekty pre výskum a vývoj (F&E)Vývoj nových nápadov a výskum zameraný na aplikácie pre energetiku v spolupráci s univerzitami, výskumnými inštitútmi a priemyselnými

partnermi

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 4

Referencie (výber)

Chemický a farmaceutický priemysel

Spracovanie papiera

Automobilový priemysel

Spracovávanie plastov

Spracovanie mäsa

Nápoje

Sladkosti

Ďalšie potraviny

Spracovávanie kovov

Ďalšie priemyselné odvetvia

Strojárstvo

Podniky a nehnuteľnosti

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 5

Energetická účinnosť od spotreby po dodanie

SPOTREBA ENERGIÍ

Výrobné zariadeniaVentilačné systémyElektro-motoryOsvetlenie

DISTRIBUOVANIEENERGIÍ

VykurovanieChladenieStlačený vzduchElektrina

VÝROBA ENERGIÍ

KotolňaKombinovaná výroba energie a teplaChladiarensky závodSystémy stlačeného vzduchu

PRÍVOD ENERGIÍ

ElektrinaPlynVykurovací olejVodaUžitočné médiá (napr. teplo)

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 6

Energetická účinnosť od spotreby po dodanie

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 7

Meracia technika na stanovenie spotreby a energeticky relevantných hodnôt

Dočasné merania

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 8

Monitorovanie výkonu vzťahujúceho sa na energie (ISO 50006)

Výzvy Rozdelenie prevádzky do prehľadných čiastočných systémov Systémové ohraničenia, vstupy a výstupy Identifikácia EnPI a ovplyvňujúcich hodnôt Zbieranie údajov, vyhodnotenie a určenie východiskovej hodnoty Monitorovanie účinnosti pri stanovených cieľových hodnotách

Meranie účinnosti: Úsilie, výhody, ovplyvňujúce faktory

2016 2017 2018 2019

to/k

Wh

Stanovená cieľová hodnota

Vylepšené EnPI

základné obdobie

kontrolné obdobie

Špecifické EnPI

Externé ovplyvňujúce faktory

VyužitieNákladySystém

𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨 𝑩𝑩𝑨𝑨𝑩𝑩𝑩𝑩𝑩𝑩𝑩𝑩𝑨𝑨𝑩𝑩= 𝑨𝑨(𝑵𝑵,𝑩𝑩𝒆𝒆𝒆𝒆.𝑬𝑬𝑨𝑨𝑬𝑬)

ÚČINNOSŤVÝHODY

ÚSILIE

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 9

Príklad monitorovania v softvéri EnEffCo®: Chladiace zariadenie

Dynamický model

Využitie

Skutočná spotreba

Vonkajšia teplota

Úspory: modelová spotreba – skutočná spotreba

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 10

Napevno namontovaná meracia technika Rozhodnutie o cene, funkciách Často je potrebné zadefinovať koncepty meraní

pre potrebné miesta meraní

Aktuálne údaje „Energetický manažment sa začína validnými údajmi“

...

Zdroj:cs-instruments.com

Zdroj:Solvimus.de

*príklady značiek od výrobcu

Zdroj:tixi.comZdroj:lertes.de

Zdroj:janitza.deZdroj:automation.siemens.comZdroj:aquametro.com

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 11

Integrovaný systém so softvérom EnEffCo®

Rozhrania a protokoly

Modbus TCPOPC DA/UAMSCONSCSV, XLS(X)DatabázaDEOS Lertes RmCUXMLManuálny vstupCez brány: Modbus RTU, M-Bus,

BACnet, Profibus, Profinet, KNX, LON, IO-Link FTP, SFTP, HTTP, HTTPS, EWS,

IMAP…

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 12

Mesačná prevádzka na monitorovanie energií

Bezugs-energien; 110 €/h

Werk-stoffe

Energie-aufwand; 180 €/h

Betriebs-stoffe

Energie-aufwand;

30 €/h

Pohonnéhmoty

Náklady naenergie30 €/h

Stavebnémateriály

Náklady naenergie180 €/h

Referenčnéenergie;110 €/h

Tok energie PrevádzkaVýroba• Oblasť 1• Oblasť 2• …Budova• Stavba 20• Stavba 22• …Zásobovanie• Teplo• Chladiace mazivo• Stlačený vzduch • Chlad

• Zásobovanie chladom A• Zásobovanie chladom B

• Vytváranie chladu• Chladiace zariadenie 1• Chladiace zariadenie 2• Chladiaca veža• …

• …• …

• …

0 €/h100 €/h200 €/h300 €/h400 €/h

Bezugsenergien Werkstoffe EA Betriebsstoffe EAReferenčné energie Pohonné hmoty EA

Monitorovanie účinnosti Výroba Budova ZásobovaniePrevádzka

Priemerné hodinové nákladyskut. 180 €/hciel. 160 €/h

Marec 2017 -náklady

Priemerné hodinové nákladyskut. 320 €/h

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 13

Mesačné monitorovanie dodávky energií

PrevádzkaVýroba• Oblasť 1• Oblasť 2• …Budova• Stavba 20• Stavba 22• …

Zásobovanie• Teplo• Chladiace mazivo• Stlačený vzduch • Chlad

• Zásobovanie chladom A• Zásobovanie chladom B

• Vytváranie chladu• Chladiace zariadenie 1• Chladiace zariadenie 2• Chladiaca veža• …

• …• …

• …

Tok energie

020406080

100

2.16 3.16 4.16 5.16 6.16 7.16 8.16 9.1610.1611.1612.161.17 2.17 3.17

Wärme Kühlschmierstoff Druckluft KälteChladiace mazivo Stl. vzduch Chlad

Monitorovanie účinnosti

TeploChladiace

mazivoStlačený vzduchZásobovanie Chlad

Marec 2017Priemerné hodinové nákladyskut. 72 €/h

Priemerné hodinové nákladyskut. 51 €/hciel. 43 €/h

Wärme; 22 €/h

Kühlschmierstoff; 13 €/h

Druckluft ; 22 €/h

Kälte; 24 €/h

Teplo

Teplo 22€/h

Chlad24€/h

Stlačený vzduch22€/h

Chladiace mazivo13€/h

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 14

Príklad: Priorita účinného chladiaceho zariadenia

Úspory: cca 12T€/a

Prevádzka predtým:COP = 4,3 (213 KWel)

Po implementácii:COP = 4.5 (205 KWel)

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 15

Príklad: Stanovenie referenčnej hodnoty pre systémy so stlačeným vzduchom

15

Spotreba energie A1 Spotreba energie A2, referenčná hodnota

Potenciálne úspory: 650 000 €/r

ND Kompresory el. prúd celk. (kW)ND Kompresory celk. pneumatický výkon (kW)

El. prúd zariadenia na porovnanie (kW)

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 16

Ciele stanovujú rámec pre miesta meraní

Tok energie(analýza ABC)

Monitorovanie(udrž. účin.)

Ref. hodnoty(úsporný

potenciál)Analýza

(stanov. opat.)Implementácia

opat. (zvyš. účin.)

Základ

Udržiavanie účinnosti

Zvyšovanie účinnosti

Náklady

+ využitia + externé ovplyvňujúce hodnoty

+ náklady, využitia a externé ovplyvňujúce hodnoty z iných zariadení s rovnakým využitím na porovnanie+ interné ovplyvňujúce hodnoty (cieľové hodnoty)

pozrite si Monitorovanie

Ciele Kroky Potrebné údaje/merania

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 17

Riadenie stavu s najvyššou účinnosťou prostredníctvom neustáleho prepočítavania najlepších parametrov

Samoučenie sa v prípade zmeny stavu

Prenosnosť na iné systémy

Použitie nadradenej účinnosti pri vzájomneprepojených zariadeniach

Implementácia potenciálov prostredníctvom riadenia

Úro

veň

účin

nost

i

„Mapa slnka“(karta účinnosti)

Parametre (ovplyvniteľné) Parametre (neovplyvniteľné)

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 18

Príklad na ventilačnom systéme: meranie toku energie, riadenie

S 1 – ventilátor prívod vzduchu spotreba el. prúdu L04 (kW)

S 1 – ventilátor odsávanie vzduchu spotreba el. prúdu L04 (kW)

S 4 – čerpadlo na el. prúd s rekuperáciou tepelnej energie L04 (kW)

T 1 – teplota privádzaného vzduchu pred rekuperáciou tepelnej energie L04 (°C)

Kä4 – merač chladu L04 (kW) Wä7 – merač tepla L04 (kW)

fa2 – absolútny vlhký vonkajší vzduch L04 (g/kg)

Wa6 – prívod pary zvlhčovač L04 (kW)

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 19

Zásahy do riadiacichparametrov jednotlivýchsystémov avzájomne prepojenýchzariadení

Ovplyvnenie potenciálnych úspor

Možné vidieť napr. na merači chladu

T105 – vzduchotechnika na prívod vzduchu – výstup L03 (°C)

Stl1 – nastavenie ventilu na merači chladu L03 (%)

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 20

Ovplyvnenie potenciálnych úspor

M

T 115

STI3

%

T

T

T 2

T

FR 2

T 10

AT 2

T

T8

T 2S

Napr. na rekuperácii tepelnej energie

Ka5 – chladenie vzduchu s s rekuperáciou tepelnej energie L04 (kW)T 1 – teplota privádzaného vzduchu pred rekuperáciou tepelnej energie L04 (°C)

Ka6 – max. využiteľný chlad z vyprodukovaného množstva v rámci rekuperácie tepelnej energie L04 (kW)

Účinnosť prenosu tepla (Eff) Stl3 – Nastavenie parametrov ventilu L04 (%)

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 21

Na automatické obojsmerné rozhranie

Je potrebné

otestovaný prístup

otestované algoritmy

dôvera a odovzdanie riadenia

infraštruktúra siete

a bezpečnostný koncept

Aktívna cieľováhodnota

UvoľnenieZAP/ VYP

55%

95%

55%

Energetická efektívnosť a automatizácia v priemysle | 4.12.2018 | 22

Trendy a infraštruktúra projektu

Prebiehajúci rollout

decentralizované meranie

zariadenie na

zhromažďovanie údajov a

softvér

univerzálne rozhrania

manažment flexibility

S metodickým nasadením

udržiavanie a zvyšovanie účinnosti

bude transparentné

Stopa emisií CO2 v skutočnom čase

oblasti použitia na riadenie účinnosti

najmenších agregátov až po výrobný

reťazec

Veranstaltung | Datum | Seite 23

ÖKOTEC energetický manažment

energie@oekotec.dewww.oekotec.detwitter: @OEKOTEC

Kontaktné údaje