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/m 2 K Zárófödém: Trapézlemezes lapostető, építési időtől függően 10 cm vagy 12 cm hőszigeteléssel Rétegtervi hőátbocsátási tényező: U=0,386-0,456 W/m 2 K Nyílászárók: Nagyméretű szekcionált kapuk alkotják a függőleges lehatárolás zömét (U=4,70 W/m 2 K) Kopolit bevilágító felületek (U=3,50 W/m 2 K) Kevés fém szerkezetű ablak (U=3,20 W/m 2 K) Kevés fémlemez hőszigetelt üvegezetlen ajtó személyforgalomhoz (U=1,50 W/m 2 K) Polikarbonát és huzalozott üvegbetétes tetőbevilágítók (U=3,50-5,00 W/m 2 K)
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% 24 258 030 Lemezolló II. 5% 24 258 030 Plazma I. 50% 24 108 006 Plazma II. 50% 24 108 006 Élhajlító I. 5% 24 34 404 Élhajlító II. 5% 24 34 404 Kézi szemcseszóró 50% 16 385 400 K5 Robot I. 50% 16 208 680 K5 Robot II. 50% 16 208 680 Hosszvarrat hegesztő I. 50% 16 453 080 Hosszvarrat hegesztő II. 50% 16 453 080 Gépi szemcseszóró 50% 16 620 400 Kompresszor BSDG1 Kompresszor BSDG2 lásd kompresszorok lásd kompresszorok K4-es robot n.a. 16 81 968 Cloos robot 50% 16 105 280 Kompresszor n.a. 16 lásd kompresszorok 12bar-os kompresszor 16 lásd kompresszorok
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 m 3 /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 CO 2 koncentráció Ezek a mérések pillanatértékek, elsősorban a CO 2 koncentráció miatt hasznosak A vártnak megfelelően az átszellőztetett nagy légtérfogattal rendelkező csarnoképületekben a CO 2 koncentráció alacsony, az irodákban viszont magas
Pillanatnyi mért értékek táblázata Mérési pont Mérési hely Hőmérséklet [ C] Páratartalom [RH%] CO 2 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 18,8 61,0 403 15. A irodablokk, földszint 22,1 45,4 1720 16. A irodablokk, emelet 21,2 46,8 950 17. I irodablokk, földszint 21,8 43,8 1280 18. I irodablokk, emelet 20,1 47,0 1650
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. 2. 3. Szivárgások minimalizálása, a fogyasztók legyenek kizárva, ha nincsenek használatban Nem megfelelő fogyasztások megszüntetése, átalakítása Nyomásszint minimalizálása, a fogyasztók csak a megfelelő nyomást kapják Alacsony, 1-5 mft 1-6 hónap Alacsony, 1-5 mft 1-12 hónap Alacsony, < 1 mft 1-12 hónap 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. Tartályméret optimalizálása Alacsony, 1-5 mft 1-12 hónap 7. Hatásfok ellenőrzése Alacsony 1-5 mft 1-12 hónap Magas - gépcsere esetén, 5-10 mft 2-5 év 8. Hővisszanyerés lehetőségének, hatásfokának vizsgálata Közepes, 3-8 mft 1-2 év Magas - fűtés átalakítás esetén, 5-10 mft 2-5 év 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. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. "G" csarnok kondenzációs gáz üzemű termoventilátoros rendszer telepítése "G" csarnok meglévő termoventilátoros rendszer szabályozásának fejlesztése (két programozható helyiség termosztát) "G" csarnok jobb és bal szociális blokkjainak hőellátása kondenzációs falikazánokkal "G"szociális blokkok fűtés szabályozásának fejlesztése (két programozható helyiség termosztát) "D" csarnok kompresszor hulladékhő hasznosítás HMV termelésre Beruházás i költség [Ft+ÁFA] Megtérülési idő (pályázati forrás nélkül) 23 000 000 17,6 év 30 000 Egy fűtési szezonon belül megtérül Megjegyzés Jelenleg csak támogatásokkal reális, azonban a meglévő rendszer műszaki állapota és várható élettartama mérlegelendő. Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő. Megvalósítása az 1.1. számú javaslattól függetlenül is javasolt. 3 800 000 7,6 év Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő 30 000 Egy fűtési szezonon belül megtérül Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő. Megvalósítása az 1.3. számú javaslattól függetlenül is javasolt. 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 Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő 1.8. "A", "G" és "I" irodablokkok központi épületgépészeti felügyeleti rendszer kialakítása 4 500 000 Nem értelmezhető Komfort és energiahatékonysági szempontok alapján szükséges
Sűrített levegős rendszerek fejlesztési lehetőségei Ssz. Fejlesztési javaslat Beruházási költség [Ft+ÁFA] Megtérülési idő (pályázati forrás nélkül) Megjegyzés 2. Sűrített levegő rendszerek 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. Szivárgások minimalizálása, a fogyasztók legyenek kizárva, ha nincsenek használatban Nem megfelelő fogyasztások megszüntetése, átalakítása 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 900 000 8 hónap Meghatározása megrendelői hatáskörön belül Meghatározása megrendelői hatáskörön belül ld. 1.5. számú javaslatnál Nem meghatározható Nem meghatározható ld. 1.5. számú javaslatnál 200 000 <1 év Meghatározása megrendelői hatáskörön belül Meghatározása megrendelői hatáskörön belül Nem meghatározható Nem meghatározható Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő Technológia jellemzőitől függ Részletesebb mérés szükséges ld. 1.5. számú javaslatnál Támogatás nélkül is elvárható módon megtérülő. A becsült beruházási költség és megtérülési idő az 5. számú gépre vonatkozik. 2.5. számú javaslathoz kapcsolódóan szükséges 2.1. számú javaslathoz kapcsolódóan szükséges
Villamos energia megtakarítási lehetőségek 3. Villamos energia Beruházási költség [Ft+ÁFA] Megtérülési idő (pályázati forrás nélkül) Megjegyzés 3.1. Fotovoltaikus elemek telepítése 177 000 000 22,2 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 működésének ellenőrzése Nem meghatározható - -
Almérők beépítése 4. Almérők beépítése Beruházási költség [Ft+ÁFA] Megtérülési idő (pályázati forrás nélkül) Megjegyzés 4.1. Almérők beépítése gépészeti alrendszerek földgáz fogyasztásának mérésére, hőmennyiség mérésre, HMV fogyasztás mérésére Meghatározása megrendelői hatáskörön belül Nem értelmezhető - Energetikai vizsgálatokhoz, fejlesztési javaslatokhoz szükséges fogyasztáselemzések céljából 4.2. Villamos energia fogyasztás almérők beépítése legalább a fixen telepített fogyasztók részére Meghatározása megrendelői hatáskörön belül Nem értelmezhető - Energetikai vizsgálatokhoz, fejlesztési javaslatokhoz szükséges fogyasztáselemzések céljából 4.3. A 10 kw feletti kompresszoroknál gépenként legalább villamos oldali mérés kialakítása Meghatározása megrendelői hatáskörön belül Nem értelmezhető - Energetikai vizsgálatokhoz, fejlesztési javaslatokhoz szükséges fogyasztáselemzések céljából
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
Energiaköltség [Ft] 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 Megtakarítás 80 000 000 Ft 60 000 000 Ft 2 300 000 Ft 97 050 000 Ft Fejlesztés utáni energiaköltség 40 000 000 Ft 20 000 000 Ft 50 200 000 Ft 0 Ft Gázfogyasztás Villamos energia
Energiaköltség a bázishoz viszonyítva [%] A kiválasztott fejlesztésekkel elérhető megtakarítás 100,0 4,4 % Energiaköltség változása 90,0 21,3 % 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 95,6 % 78,7 % Megtakarítás Fejlesztés utáni éves energiaköltség 30,0 20,0 10,0 0,0 Gázfogyasztás Villamos energia
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