Energetický a technický audit čerpadel
Růst ceny elektrické energie pro velkoodběratele se stává velmi vážným problémem, který komplikuje jejich další rozvoj a v některých případech vede až k existenčním potížím.
Meziroční nárůst
rok 2004/2005 8%
rok 2005/2006 10%
rok 2006/2007 16% (předběžně dle údajů ČEZ)
Za poslední 3 roky stoupla cena elektrické energie téměř o 40%. Tento trend společně s růstem cen ropy nutí spotřebitele hledat úspory ve všech fázích jejich činnosti.
Proces čerpání kapalin, zejména vody, je v ekonomické činnosti člověka velmi významný. V celosvětovém měřítku se 20-25% elektrické energie spotřebuje právě na čerpání. U vodárenských společností pak 85% celkových nákladů na čerpací techniku po dobu její životnosti tvoří právě náklady na spotřebovanou elektrickou energii.
A proto firma Grundfos přichází s nabídkou tzv. Energetického auditu čerpací techniky, který u provozovatele odhalí možné úspory právě v nejnákladnější oblasti. Měřením vybraných parametrů čerpadel během jejich běžného provozu lze zjistit, zda používaná čerpací technika pracuje s nejvyšší možnou účinností, popřípadě lze navrhnout opatření, která účinnost čerpacího procesu zvýší a přinesou tak okamžité úspory v provozních nákladech.
Dotazy a žádost o podrobnější informace zašlete na: jzapletal@grundfos.com.
Proces čerpání kapalin spotřebuje celosvětově 20-25% vyrobené elektrické energie. Přitom se na konkrétních příkladech ukazuje, že až 30% z tohoto množství lze ušetřit optimálním návrhem a účinnou regulací provozu čerpadel.
S ohledem na to, že cena elektrické energie činí po dobu životnosti čerpadla přibližně 85% z celkových nákladů na jeho pořízení a provoz, jedná se o velmi významné a nezanedbatelné prostředky.
1. Posouzení efektivnosti provozu čerpadel
Grundfos přichází s velmi zajímavou a výhodnou službou pro provozovatele objektů vybavených čerpací technikou z oblastí:
- vodárenství
- čistíren odpadních vod
- teplárenství
- průmyslových provozů
Jedná se o tzv. Energetický a technický audit čerpadla (dříve pod názvem CoO, Cost of Ownership měření). Pomocí dlouhodobého sledování provozních režimů čerpadel při jejich provozování jsme schopni vyhodnotit efektivnost jejich provozu a navrhnout opatření, která vedou k významným úsporám elektrické energie. Tato opatření spočívají většinou v návrhu výměny čerpací techniky za novou, která pracuje s výrazně vyšší účinností nebo opatření obsahuje i nový způsob regulace a časového využití čerpadel.
Měření příkonu čerpadla v rozvaděči
Měření průtoku ultrazvukovým průtokoměrem
Záznam průtoku
WinCAPS - účinný nástroj pro návrh nového čerpadla
Bylo totiž na řadě praktických případů prokázáno, že čerpadla provozovaná v hydraulických systémech jsou většinou výrazně předimenzována. Je to způsobeno např. nadměrnou kapacitou vodáren, která převyšuje současné úhrnné odběry a rovněž i předimenzováním vlastních čerpadel v původním systemu. Velký význam mají také změny v hydraulickém systému, do něhož stávající čerpadla praacují a často i jejich celková technická zastaralost.
Proto nahrazením čerpací techniky za optimalizovanou dochází k tak výrazným úsporám na elektrické energii, že návratnost investic je většinou kratší než 1 rok a v našich podmínkách obvykle nepřesahuje 2 roky.
Vlastní proces auditu sestává z následujících kroků:
- Prohlídka měřeného čerpadla a navazujícího hydraulického systému (je nutno ověřit, zda je měření proveditelné z hlediska možnosti instalace měřidel, rovné délky na výtlačném potrubí, tlakové odběry, přístup do rozvaděče atd.) Dohoda s provozovatelem o provedení nezbytných drobných úprav.
- Instalace měřidel (ultrazvukový průtokoměr, tlaková čidla, měřiče spotřeby elektrické energie). Měření prakticky nevyžaduje demontáž čerpadla nebo potrubí či odstavení z provozu. Nainstalovaná měřidla neovlivňují ani neomezuují provoz čerpadla.
- Zahájení měření. Ve zvoleném intervalu (většinou 1-10 minut) se odečítají základní parametry provozovaného čerpadla (průtok, příkon, výtlačný tlak). Tato fáze trvá většinou 5-15 dní, aby bylo možno zachytit všechny typické provozní režimy (denní nebo noční provoz, provoz v pracovních nebo svátečních dnech atd.) Odečtená data se shromažďují v dataloggeru (sběrné paměťové jednotce).
- Ukončení měření po uběhnutí zvolené doby. Data jsou stáhnuta do počítače a vyhodnocena. Jsou specifikovány typické provozní režimy stávajícího čerpadla a vyhodnocena spotřeba energie v nich.
- Návrh nového řešení s ohledem na nejvyšší možnou účinnost ve všech zjištěných režimech (návrh jednoho nového čerpadla, návrh paralelně pracujícího soustrojí, posouzení otáčkové regulace atd.) Významným faktorem vedoucím také k úsporám energie a optimalizaci provozu je posouzení a případná změna časového snímku provozu nově navržené technologie (t.j. úprava podílu provozu a klidu sledovaného čerpadla).
- U nového řešení se vyhodnotí spotřeba energie v jednotlivých režimech a porovná se současným stavem.
- Stanoví se doba návratnosti investice při nahrazení stávajícího čerpadla novým z titulu úspor el. energie. Vypracování závěrečného protokolu.
- Zpracuje se eventuelně konečná obchodní nabídka čerpací techniky Grundfos s podporou softwarového nástroje WinCAPS.
- Pro konkrétní návrh čerpadla lze stanovit rovněž LCC (Life Cycle Costs), t.j. celkové náklady na provoz a údržbu čerpadla po dobu jeho životnosti.
- V případě dodávky a instalace čerpadel Grundfos lze předem sjednat provedení garančního měření, kterým se potvrdí správnost výběru technologie a reálnost dosažení vypočtených úspor elektrické energie.
Na příkladu závěrečného protokolu z měření na ÚV na jižní Moravě dokumentujeme praktickou podobu auditu. Návratnost investice zde vychází na cca 238 dní.
Cena vlastního měření není s ohledem na míru úspor vysoká a stanovuje se individuální nabídkou po prohlídce objektu a určení rozsahu měření. V mnoha případech se při dodávce čerpací techniky cena kompenzuje slevou na zboží a měření je tak prakticky bezplatné.
 |
Vyhodnocení energetického auditu |
||||
|---|---|---|---|---|---|
| Naměřené hodnoty od 02. 12. 2005 od 12:00 hodin do 06. 12. 2005 do 06:00 hodin |
Stávající čerpadlo s parametry: 378 m3/hod.; 76,5 m; 118kW |
technologie GRUNDFOS 224.990,- Kč NK 100-200/214 350 m3/hod.; 50,5 m; 2960 ot/min.; 59,8 kW |
|||
| Průtok | Q = 468,0 m3/h | Doba chodu | 39,0 hod. | Doba chodu | 51,7 hod. |
| Tlak | p = 5,1 bar | Vytíženost čerpadla | 40% | Vytíženost čerpadla | 60% |
| Spotřeba el. energie za 1 hodinu | Qč = 131,2 kWh | Spotřeba el. energie za 1 hod. chodu | 131,2 kWh | Spotřeba el. energie za 1 hod. chodu |
63,9 kWh |
| Doba měření | Tm = 90,0 hod. | Spotřeba el. energie za měřené dny | 5116,8 kWh | Spotřeba el. energie za měřené dny |
3305,3 kWh |
| Doba chodu čerpadla | Tch = 39,0 hod. | Cena měřené dny provozu | 10028,9 Kč | Cena měřené dny provozu |
6478,3 Kč |
| Celková spotřeba el. energie | Tcelk = 5117,0 kWh | Průměrná spotřeba za 1 den | 1364,5 kWh | Průměrná spotřeba za 1 den |
881,4 kWh |
| Celkové přečerpané množství | Qcelk = 18104,0 m3 | Průměrná cena za 1 den | 2674,5 Kč | Průměrná cena za 1 den |
1727,6 Kč |
| Cena za kWh | 2,0 CZK | Úspora za každý den provozu | 483,1 kWh | V nákladech na el. energii |
946,9 Kč |
| Doba měření | 3,8 dne | Úspora za 1 rok provozu | 365,0 dní | V nákladech na el. energii |
345629,2 Kč |
NÁVRATNOST INVESTICE |
238 DNÍ |
||||
2. Další důležité detaily ovlivňující ekonomický provoz čerpadel
Náklady spojené s provozem čerpací techniky mohou být více či méně ovlivněny řadou dalších faktorů. Ty se promítnou do nákladů na elektrickou energii, údržbu, náhradní díly nebo vyvolají ztráty způsobené odstávkami čerpadel.
- Správný výběr potrubí (nízké ztráty v potrubí)
- Výběr přívodního kabelu (zajistit nízké napěťové ztráty, t.j. kolem 1%)
- Čerpání v optimálním bodě (regulace, správný výběr čerpadla, paralelní provoz)
- Správné materiálové provedení (korozivzdorné materiály zajišťují vyšší účinnost a menší nároky na údržbu)
- Stáčení oběžných kol (může se dosáhnout v některých případech přesnějšího dosažení požadovaného pracovního bodu)
- Spolehlivý a chráněný produkt (zajištění dostatečného chlazení motoru, vybavení ochranami a online monitoringem)
- Provoz s frekvenčním měničem (možnost regulace otáček dle aktuálních provozních potřeb)
- Náklady na údržbu (tyto také zahrnují: demontáž a zpětnou montáž čerpadla, ztráty způsobené výpadkem provozu a samozřejmě náklady na náhradní díly a provedení opravy)
Roční produkce více než 16 milionů kusů čerpadel činí ze společnosti Grundfos jednoho z předních výrobců čerpací techniky. Grundfos se dlouhodobě zaměřuje na vývoj energeticky úsporných a účinných čerpadel. Součástí výrobního sortimentu jsou čerpadla ...