Épületenergia ellátás 100 %-ban megújuló forrásból

Az Aqua-K Kft. 2014. november 01-től létezik, az Aqua-K Bt. jogutódjaként. Szerkezete folyamatosan korszerűsödik, ennek egy lépése volt a Betéti Társaságból Korlátolt Felelősségű Társasággá való átalakulás. A jogelőd cég 1997-ben alakult 100 %-os magántulajdonnal, amelyet a mai napig megtartott.

Az alapító tulajdonos célja az volt, hogy létrehozzon egy olyan mérnöki irodát, amely komplex szolgáltatást nyújt a partnereinek. A cél elérése lépésről-lépésre történt. Ennek szellemében lett felépítve a cég tevékenységi köre. A megnövekedett rendelésállomány és a folyamatos eszközállomány növekedése miatt a régi iroda már nem tudta biztosítani a megfelelő munkakörülményeket, ezért szükségessé vált egy új, nagyobb iroda kialakítása.

Az új irodánk kialakítása során fontos szempont volt számunkra, hogy az unokáinktól kölcsön kapott földünket, ha már nem is tudjuk abban az állapotban visszaadni, amibe megkaptuk, de legalább törekedjünk rá. A megvásárolt épületen elvégeztük a teljes hőszigetelést, nyílászáró cseréket, és gépészeti átalakítást.

Az épület hőszigetelése

Az épület hőszigetelése

Anyagi forrásaink nem tették lehetővé, hogy egy lépésben mindet megoldjunk. Első lépés volt a fenn felsorolt épület felújítási munkálatok, valamint az energia takarékos megvilágítás kiépítése. Ekkor még korszerű gázkazán került beépítésre a fűtés és melegvíz biztosítására.

Felújított világítás, split hűtő-fűtők

Felújított világítás, split hűtő-fűtők

Második lépésként 2015. októberében beépítettük a hűtő-fűtő berendezéseket, és a teljes villamos energia biztosítását szolgáló napelemes cellákat, melynek összteljesítménye 4 kW. Ezzel irodánk fűtési és egyéb elektromos energia szükségletét teljes egészében megújuló energiából biztosítjuk.

Napelemek és split készülékek beépítve

Napelemek és split készülékek beépítve

Az elért megtakarítást számszerűsítve kimutatható, hogy a beruházási kb. 5 éven belül megtérül, de van egy olyan haszon, ami nehezen számszerűsíthető, hogy nem foszilis energiát használunk, ezzel kínélve környezetünket.

A programunk megvalósítása közben egyik partnercégünk az EUROADVANCE Kft. felhívta figyelmünket a Virtuális Erőmű programra, és segítséget nyújtott az első lépésekben. Cégünk mikrovállalkozás, és csak apró porszem az energia felhasználók körében, de a sivatag is kicsi homokszemekből áll.

A megvalósított projekttel az üzem fűtési- és HMV-ellátása teljes mértékben megújuló energiából fedezhető és a korábban kíépített áramellátó és földgázos fűtési rendszer csak biztonsági tartalékként szolgál. A vázolt megoldással 25 848 kWh villamos áram és földgáz beszerzésétől mentesült a vállalkozás, amivel 4 kW teljesítménnyel járul hozzá a Virtuális Erőműhöz.

Sűrített levegő megtakarítások az AUDI győri üzemegységeiben

Jelen cikk az Audi Hungaria Motor Kft. gyártási területén üzemelő sűrített levegő ellátó rendszer és a fontosabb technológiai felhasználók felülvizsgálatával, javításával és átalakításával elért energia megtakarításokat mutatja be. A minta gyártósoron elvégzett mérések eredményeit üzemidő arányosan terjesztettük ki az intézkedési körbe vont, de méréssel nem rendelkező sorokra. 

This paper shows the energy savings by revision, reparation and modification of the compressed air supply system and large consumer equipments. The results of the measured sample technology were expanded based on running time to similar involved equipments.

 

A győri üzemi területen kiterjedt sűrített levegő hálózatot tartanak üzemben, és a 6 barg névleges nyomású levegőt elsősorban a gyártósorokon használják fel, pozícionálásra, tisztításra, illetve a szennyeződések távoltartására. A nagyságrendet érzékelteti, hogy a rendszer névleges kapacitása 47 000 Nm3.

A projekt során megvalósított, illetve jelenleg is folyamatosan magvalósítás alatt álló, és ciklikusan ismétlődő intézkedéseket három csoportba lehet sorolni:

  1. Az ellátó hálózaton végrehajtott ultrahangos szivárgáskeresés, és az erre alapozott javítások

  2. A nedves megmunkáló gépek ún. zárólevegő fúvatásának optimálása

  3. Lefúvató kabinok működésének optimálása

A hálózati szivárgásellenőrzés mondhatni logikus intézkedés, nem csak az ilyen kiterjedt hálózatok esetén. A hibahelyek beazonosítását ultrahangos mérőeszközzel végezte szakvállalkozó, majd ezek javítása már a gyártósori karbantartók feladata volt. A tipikus hibák a csatlakozó szerelvényeknél, szűrőpoharaknál és az végpontoknál adódtak. Minden egyes javítás sikerességét méréssel ellenőrizték, és megállapították a javítás sikerességét, mivel nincs minden esetben tökéletes megoldás, valamint értékelni kellett a ráfordítás és a várható eredmény arányát is. 2015-ben 1547 db szivárgási helyet azonosítottak és javítottak meg a hálózaton, amire egy példát mutat az 1. ábra.

1. ábra: Sűrített levegő hibahely azonosítása

1. ábra: Sűrített levegő hibahely azonosítása

A mérési eredmények alapján az elszökő levegő mennyiségét is meghatározták, aminek villamosenergia igényét a sűrített levegő termelés fajlagos felhasználásból lehetett kiszámolni. A hibajavítások költségeivel a megtérülési idő könnyen számítható volt, és átlagosan 0,43 hónapra adódott.

A rendszeren természetesen lényegesen több szivárgási hely ismert, illetve sejtett, de a tapasztalatok az mutatják, hogy a javítások utáni évben a szivárgási helyek legfeljebb 60%-át azonosítják újra, de veszteségre vetítve ez 50% alatti értéket jelent. Szintén tapasztalat, hogy a feltárt veszteségek átlagosan 85%-át tudják a megszűntetni különböző korlátozó tényezők miatt. Egy éves felülvizsgálati ciklusidő esetén a vizsgálat költségéből adódóan a megtérülések éven felüli értékre adódtak, így az egyes szakaszokon a hibakeresés ciklusát két évre állították be az üzemeltetők. A 2015-ös évben a korábban program indítása óta megvalósított javításokat is elszámolva a megtakarítás mértéke 3 753 Nm3/h, ami 3,63 GWh/év villamosenergia felhasználás, és 1 454 t/év CO2 kibocsátás csökkenésnek feleltethető meg.

A másik két intézkedés a gyártáshoz köthető, és sikerességüket – az Audi Hungária Motor Kft. gyártási területén még 2013-ban kialakítani kezdett – a termelő berendezések energiafelhasználását monitorozó minta gyártási sor létrehozása alapozta meg. Ennek keretében egy kiválasztott gyártósor elemeit látták el az energiafelhasználás mérésére alkalmas eszközökkel fokozatosan. A mérések alapján számos intézkedést foganatosítottak az ott dolgozók, majd 2014-re fókuszba került a sűrített levegő felhasználás csökkentését célzó megoldások keresése is.

A mért értékek elemzése meglepő eredményeket hozott, elsősorban a technológusok számára. Kiderült, hogy a vizsgált, 41 db technológiai elemből álló gyártósor heti sűrített levegő fogyasztásának nagyjából 56%-áért mindösszesen 7 berendezés volt felelős, amiből 6 nedves technológiájú köszörűgép.

A forgácsoló berendezések esetén az emulzió nem kívánt helyekre történő bejutását ún. záró levegő fúvatásával érik el. A vizsgálatok azt mutatták, hogy technológiai szokások és az üzemeltetési rend alapján komoly potenciál mutatkozik ezen a területen. Kiderült, hogy a heti felhasználás 7,8%-át a vasárnapi üzemszüneti napon is felhasználták a berendezések, ráadásul úgy, hogy az azonosított 7 nagyfogyasztó mellett mindössze egy berendezésen volt értékelhető fogyasztás. Az elemzés során fény derült rá, hogy a gépeken felhasznált levegő mennyiségét alapvetően befolyásoló helyi nyomásszabályozást a kezelők megszokás alapján állították 0,3-0,9 barg között, valamint a zárólevegő állásidő alatt is folyamatosan felhasználásra került. Ebből eredően a fogyasztáscsökkenést a helyi nyomáskülönbség gép specifikus beszabályozása, továbbá az üzemidő PLC programozással elérhető csökkentése jelentette.

A folyamatos mérésnek köszönhetően az elért eredmények pontosan rendelkezésre álltak, így megállapítható volt, hogy a heti fogyasztáscsökkenés közel 13 000 Nm3/h volt, ami 14,3%-ot jelentett. Vasárnaponként a csökkenés ~5 800 Nm3/h-át ért el, ami 82,3%-nak felelt meg.

A projekt több, mint 1000 db megmunkáló gépet érint a gyár területén, és az indulás óta nagyjából 400 gépet sikerült beállítani. A 2016-os terv 250 db, elsősorban a régebbi berendezésekre koncentrálva. A 2015-ös elszámolás készítésekor az eredményeket 25 db, a tesztelt gyártósorhoz hasonló, vagy azonos felépítésű, ám méretlen sorra terjesztették ki.

A harmadik projektelem a lefúvató kabinok működésének optimálása volt. Ezekben a kabinokban a megmunkált munkadarabok sűrített levegővel történő tisztítása történik, ami elsősorban a forgács eltávolítását és a hűtő-kenő folyadéktól való mentesítést jelenti. A munkafázis felülvizsgálatakor az alábbi problémákat tárták fel a technológus kollégák:

- helytelen időzítés: a munkadarab még sokszor a helyén sem volt, amikor a lefúvatás már megkezdődött

- egyidejű teljes lefúvatás: a fúvóka csoportok ún. palettákon kerültek kialakításra, és ezek mindegyikén egyszerre, folyamatosan történt a lefúvatás, ami gépenként akár 1 000 Nm3/h-ás fogyasztási lökéseket jelentett a hálózat irányába

- fúvókák rossz beállítása: munkadarabtól függően számos olyan fúvókát találtak a felülvizsgálók, amelyeken feleslegesen, vagy rossz irányban áramlott a levegő

- feleslegesen nagy nyomás: üzemi vizsgálatok kimutatták, hogy a 6 barg-os hálózati nyomás helyett elegendő lenne a kívánt eredmény eléréséhez 3 barg-os levegő is

- feleslegesen nagy ütemidő

A problémák felismerésekor, a gyártervezési és gyártástervezési osztályok kollégái egy régebbi berendezés átalakításával tesztberendezést hoztak létre, ahol az átalakítások hatásait elemezni tudták, miközben a gyártás folyamatos maradhatott. Itt lehetett tesztelni a fúvókák különböző iránybeállításait, a palettákon való elhelyezésüknek változatait, a nyomáscsökkentés korlátait és az elegendő ütemidőt. A legizgalmasabb kísérletek a paletták üzemidő eltolásának, illetve az impulzus jellegű ún. lesöprő lefújások számítottak. Ezzel el lehetett érni, hogy a fogyasztási lökések gyakorlatilag eltűntek, ami csökkentette a – más berendezésekre nézve kritikus – hálózati nyomásingadozás kockázatát. Egy motorblokk lefúvató berendezésen megvalósított beállításokhoz tartozó mérési eredményeket mutat be a 2. ábra. Látható, hogy a fúvókacsoportok lefúvási idejének eltolásával, és a fúvókák beállításával a csúcsfogyasztás mintegy 60%-ra esett vissza, majd a nyomás csökkentésével, és az üzemidő kísérleti beállításával, a felhasznált levegő mennyiség 66%-kal volt csökkenthető.

2. ábra: Egy motorblokk lefúvató ciklusban elért megtakarítások szemléltetése

2. ábra: Egy motorblokk lefúvató ciklusban elért megtakarítások szemléltetése

A visszamért berendezések átlagos megtakarítási értékeit 90 átalakított berendezésre terjesztettük ki, figyelembe véve a gyártott darabszámokat is.

A három intézkedés típus által elért megtakarításokat a 2015-ös évben mintaprojektek eredményeire támaszkodva, illetve a közvetlenül mért eredményekből lehetett meghatározni. Ezek értelmében villamos kapacitás csökkenéssel nem számoltunk, mert a csúcsok levágásával csak az üzemvitel biztonsága javult. A fogyasztás maximális órai csökkenése 17 887 Nm3/h-t jelentett, ami a darabszámok és az üzemidők figyelembevételével 6,65 GWh/év villamosenergia megatakarításnak felel meg 2 226 t/év CO2 kibocsátás csökkenés mellett (1. táblázat).

1. táblázat: Sűrített levegő csoportok átalakítás előtti és utáni teljesítmény mérései

1. táblázat: Sűrített levegő csoportok átalakítás előtti és utáni teljesítmény mérései

A Virtuális Erőmű elszámolási rendszerében a megtakarított villamosenergia mennyisége közvetlenül elszámolható, és értéke:

 

ΔEv = 919,4 kW

A projektek további hozadéka, hogy a technológus és energetikus kollégák felismerték, hogy a fogyasztók jelentős részét át lehetne alakítani 3 barg nyomásszintű üzemre. Ennek természetesen akadálya, hogy az üzemben ez nem áll rendelkezésre, illetve a gyártói oldalon a 6 barg olyan bevésődött érték, amit csak a megrendelések pontos specifikációjával kényszerítve lehet megváltoztatni. A párhuzamos hálózat kialakítása jelentős költség, de a nyomáscsökkentés újabb számottevő megtakarítás forrása lehet.

Köszönetnyilvánítás:

A cikk elkészítéséhez pótolhatatlan segítséget nyújtott az Audi munkatársai által elvégzett munka, akik közül a teljesség igénye nélkül került kiemelésre: Kiss Péter, Dr. Ozsváth Péter, Spirk László és Tóth Tamás.

Energiamegtakarítás fűtéskorszerűsítéssel ASG Gépgyártó Kft. - Tatabánya

Az ASG Gépgyártó Kft. - Tatabánya az ESCO típusú beruházásokat megvalósító Cothec Kft.-t felkérte, hogy a telephelye fűtése és meleg víz fogyasztása vonatkozásában épületgépészeti felújítást hajtson végre. A Cothec Kft. javaslatai alapján megvalósult egy épületgépészeti felújítás, ahol a központi hőtermelő rendszeren felül kiépítésre került a fűtés külső hőmérsékletkövető szabályozási rendszere, kiegészítve a kazánok kaszkád rendszerű szabályozó elektronikájával és egy HMV tároló rendszer. Az eredmény 44,4 %-os energia-megtakarítás.

Projekt helyszín

Az ASG Gépgyártó Kft. 1956 óta folyamatosan bővülő kapcsolatrendszerrel alapvetően multinacionális cégek beszállítójaként működik. Fő tevékenysége a növelt folyáshatárú és kopásálló acéllemezből készült középnehéz alkatrészek, részegységek előállítása a megrendelők műszaki dokumentációjának megfelelően. Technológiai tudásuk középpontjában a különleges feltételeknek megfelelő hegesztési tevékenység áll. Tevékenységünk lefedi a technológiai tervezéstől (2D-3D) kezdve a kivitelezéshez szükséges valamennyi folyamatot.

A cég éves árbevétele 3,6 milliárd Ft, alkalmazotti létszáma: 249 fő

A megoldandó feladat

Az ASG Gépgyártó Kft. tatabányai telephelyén lévő szociális és iroda épületek hőellátása valamint a szükséges melegvíz biztosítása távhő ellátás keretében valósult meg. Az ASG Gépgyártó Kft a távhő rendszeren végponti fogyasztóként helyezkedett el, így hőellátása nem volt gazdaságos. A vállalat vezetése saját hőközpont kialakítása mellett döntött.

A választott megoldás

Az ASG Gépgyártó Kft alapvető elvárása volt, hogy a megajánlott rendszerek kiépítését, a beruházási költségek biztosítását és a rendszerek hosszú távú (8 év) üzemeltetés, javítás, karbantartását valamint a szociális, iroda- és porta épületek hőszolgáltatását kiszervezze. A szolgáltató a jelentkező költségeit a szerződésben rögzített éves alapdíj és hődíj formájában kapja meg a szerződés futamideje alatt. A további elvárások:

  •  a hőtermelés földgáztüzeléssel, kondenzációs kazántechnológiával valósuljon meg
  • a korszerű hőtermelő rendszer gazdaságosabban üzemeljen a korábbi ellátás költségeihez képest
  •  a telepített rendszer hosszú távon üzembiztosan legyen működtethető

Elvégzett fejlesztés

Az ASG Gépgyártó Kft. hőközpontjának és melegvíz ellátó rendszerének teljes körű korszerűsítése valósult meg. A korszerűsítés keretében 500 kW összteljesítményű, időjárásfüggő szabályozással ellátott kondenzációs gázkazán rendszer, új használati melegvíz tartályok és új füstelvezető rendszer került kialakításra. A korszerűsítés keretében a szekunder fűtési rendszer szabályozása is megújult a hőközpontban.

A Cothec Kft. az alábbi kazánházi rekonstrukciós munkákat végezte el:

A korábbi hő központ részleges bontási munkáinak elvégzését követően, 2 db Viessmann Vitocrossal 200 CM2 típusú Q= 246/225 kW hő teljesítményű kondenzációs álló kazánok lettek beépítve időjárás követő szabályozó elektronikával, külső hőmérséklet érzékelővel. A használati meleg vízellátást 1 db új V= 5000 l-es használati meleg víz puffer tároló és 1 db nagy teljesítményű lemezes hőcserélő beépítésével korszerűsödött. A meglévő fűtési körök számára új fordulatszám szabályozott elektronikus fűtési keringtető szivattyúk és keverő szelepek lettek beépítve. A használati meleg víz számára 1 db új direkt fűtési kört került kialakításra. A kazánok védelmét vízlágyító berendez biztosítja.

Az energia megtakarítást eredményező beavatkozások leírása:

A rekonstrukció során az új kondenzációs kazánoknak köszönhetően, a külső időjárás követő szabályozó elektronika segítségével az ipari üzem termeléséhez igazodóan a nappali, éjszakai hőmérsékletek, napi-heti fűtési programok órai pontossággal lettek beállítva. A puffer tárolóban megtermelt használati meleg víz hőmérsékletét a szabályozásnak köszönhetően a legoptimálisabb értéken lehet tartani. A fűtőkörönkénti szabályozásnak köszönhetően az épületek égtáj szerinti szabályozása megoldottá vált.

Az emeleti fürdő légoldali fűtését korábban egy elöregedett légtechnikai rendszerrel oldották meg, melynek fűtőkalorifere szabályozás nélkül kapta az energiát. Megszüntetésre került ez a hő ellátás, helyette fan-coil rendszerek lettek beépítve, melyeknek fűtési energiáját a kazánház biztosítja. Itt is megvalósult a szabályozott üzem.

A régi elöregedett hő központban építőelemes hőcserélőkkel biztosították a használati meleg víz ellátáshoz szükséges fűtési energiát. Az új puffer tárolóval és a hozzá kapcsolódó lemezes hőcserélővel a jelenlegi magas egyidejűséget figyelembe véve, gyors felfűtést biztosítva, szabályozott módon történik a használati meleg víz termelése.

Elért eredmények

A korszerűsítést követően az érintett épületrészek (szociális, iroda, porta helyiségek) hő- és melegvíz ellátására 44,4 %-al kevesebb hőmennyiségre van szükség. 

asg7.PNG

A projekt hozzájárulása a Virtuális Erőmű programhoz

Fentiek alapján a felújítás eredményeként 2796,87 GJ azaz 776,9 MWh fűtési energia-megtakarítást sikerült elérni.

A VEP szempontjából elfogadható villamos teljesítménycsökkenés:

PVEP= QVE x η / τCS = (776,9 MWh * 50%) : 6000 h = 64,74kW

ahol:

PVEP – a VEP szempontjából értékelt villamos teljesítmény csökkenés,

QVE – a teljesítmény számítás alapját képező hőenergia megtakarítás,

η – átlagos erőműi hatásfok

τCS - erőműi éves csúcsidei üzemóraszám

Összegezve az ASG Gépgyártó Kft. – Tatabánya fűtéskorszerűsítési projekt 64,74 kW értékkel járult hozzá a Virtuális erőmű építéséhez.

További feladatok

A megkötött 8 éves időtartamú szolgáltatási szerződések alapján a futamidő alatt a Cothec Kft. feladata a szervizelési, karbantartási és javítási munkák elvégzése a szükséges cserealkatrészek díjmentes biztosítása mellett. Továbbá a Cothec Kft biztosítja az ASG Gépgyártó Kft. iroda-, szociális és porta épületének hőellátását is. Így a Megrendelőnek a 8 éves szerződéses időtartam alatt a hőtermelő rendszerrel kapcsolatos feladata, többletköltsége, kockázata nem jelentkezik. 

Tanulságok, tapasztalatok

A bemutatott projekt alapján jól látható, hogy egy komplett kazánházi rekonstrukcióval, szabályzott rendszerrel komoly energia megtakarítás érhető el. A Cothec Kft. által kínált ESCO konstrukció keretében azon vállalatoknak, intézményeknek is lehetőségük van a korszerűsítéseket elvégeztetni, akik a beruházás fedezetéül szolgáló pénzügyi forrással nem rendelkeznek, vagy pénzügyi forrásukat más céljaik megvalósítására kívánják felhasználni. A Cothec Kft. a beruházást önerő igénybevétele nélkül valósítja meg, a szerződés időtartama alatt felel a rendszer üzemeltetési, javítási és karbantartási munkáinak elvégzéséért. A Megrendelő a teljes körű szolgáltatásért egy fix alapdíjat fizet, melyet az elért energia megtakarításból fakadó költségmegtakarításból tud biztosítani. A hődíjat pedig az elfogyasztott hőmennyiség arányában fizeti meg.

{ postion: fixed; left: 0; bottom: 0; right: 0; }