节能与审计——一个案例研究

M.Bala Raghav¹， sravya Srijaa¹， G.Srinivasa Rao²纳迦·巴夫亚¹和Y.Suchitra¹

印度维杰亚瓦达kl大学电气与电子工程系工学学士
印度维杰亚瓦达kl大学电气与电子工程系助理教授

摘要

通过考虑工业、交通、住宅和农业等各个部门的能源需求，可以分析最终能源消耗。能源到2015年，消费量将达到世界总产量的70%左右，这主要是由于发电厂、配电和能源行业内部的其他转型造成的损失。能源储蓄是每个人的社会责任。本文分析了能源审计的不同方法，并分析了我校电气工程系的能源消耗情况，提出了减少能源消耗的途径。

关键字

能源审计，审计类型，工具，机会，回报周期。

介绍

能源审计是对建筑、工艺或系统的能源流进行检查、调查和分析，以减少系统的能源输入量，而不会对输出产生负面影响。它显示了给定系统中哪里的功耗更高。也可称为控制功率，避免损失，实现效率最大化

A)能源审核的需要:

在任何行业中，三大运营支出通常是能源(包括电力和热能)、劳动力和材料。如果要将上述每个组成部分的成本可管理性或潜在的成本节约联系起来，能源总是会出现在第一位，因此能源管理功能构成了降低成本的战略领域。能源审计将有助于更多地了解能源和燃料在任何行业的使用方式，并有助于确定可能发生浪费的领域以及存在改进空间的领域。能源审计将对降低能源成本、预防性维护和质量控制计划给予积极的指导，这些计划对生产和公用事业活动至关重要。这种审计方案将有助于集中注意在能源成本、能源供应的可得性和可靠性方面发生的变化，决定适当的能源结构，确定节约能源的技术，改造节约能源的设备等。总的来说，能源审计是通过在特定的时间框架内提供技术上可行的解决方案，并考虑到经济和其他组织因素，将节能想法转化为现实。能源审计的主要目标是确定减少单位产品产出的能源消耗或降低运营成本的方法。能源审计为组织的能源管理提供了一个“基准”(参考点)，也为整个组织更有效地利用能源提供了规划基础。

B)确定节能机会

能源生产:确定能源转换设备/公用事业的效率机会，如自备发电、锅炉蒸汽发电、热流体加热、DG机组的最佳负荷、锅炉/热流体加热的最小过量空气燃烧、优化现有效率、高效能源转换设备、生物质气化炉、热电联产、高效DG机组等。能源分配:识别效率机会网络，如变压器、电缆、开关设备和电力系统和冷冻水、冷却水、热水、压缩空气等中的功率因数改进。过程的能源使用:这是改进的主要机会，其中许多是隐藏的。过程分析是过程集成度量的有用工具。

C)技术和经济可行性

技术可行性应解决以下问题

•技术可用性、空间、熟练人力、可靠性、服务等

•能效措施对安全、质量、生产或工艺的影响。

•维护要求和备件的可用性。

经济可行性往往成为管理者接受的关键参数。经济分析可以使用多种方法进行。例如:偿还法、内部收益率法、净现值法等。对于具有吸引人的经济可行性的低投资短期措施，最简单的方法，回报通常是足够的。评估经济可行性的样本工作表如下:

经济可行性样本工作表

能源效益措施名称

1.投资•设备•土建•仪表•辅助设备

2.年度运营成本•资本成本•维护•人力•能源•折旧

3.年节约•热能•电能•原材料•废弃物处理

净节约/年(Rs./年)=(年节约-年运营成本)

投资回收期(以月为单位)=(投资/净储蓄/年)× 12

能源审核的类型

能源审计一词通常用于描述广泛的能源研究，从对设施进行快速检查以确定主要问题领域，到对替代能源效率措施的影响进行全面分析，以满足老练的投资者的财务标准。下面将更详细地描述三种常见的审计程序，尽管在这些大标题下提供服务的顾问所执行的实际任务和工作水平可能有所不同。确保拟议的审计将满足您的特定需求的唯一方法是在详细的工作范围中阐明这些要求。花时间准备一份正式的招标书也将确保业主收到有竞争力和可比性的提案。

A)初步审核

初步审计也称为简单审计、筛选审计或遍历审计，是最简单和最快的审计类型。它包括对现场操作人员进行最少的采访，对设施水电费账单和其他操作数据进行简要审查，并对设施进行演练，以熟悉建筑操作，并确定能源浪费或效率低下的突出领域。

通常，这种类型的审计只会发现主要的问题领域。对纠正措施进行了简要描述，并提供了实施成本、潜在运营成本节省和简单的回收期的快速估计。这种详细程度虽然不足以就实施拟议措施作出最终决定，但足以确定能效项目的优先次序，并确定是否需要进行更详细的审计。

B)一般审计

一般审计也可称为小型审计、现场能源审计或完全现场能源审计，通过收集有关设施运行的更详细信息并对确定的节能措施进行更详细的评估，扩展了上述初步审计。公用事业账单收集为期12至36个月，以便审计员评估设施的能源/需求费率结构和能源使用情况。经常对特定的能源消耗系统进行额外的计量，以补充效用数据。与设施操作人员进行深入访谈，以便更好地了解主要能源消耗系统，以及了解每日和年度能源消耗和需求的变化。这种类型的审计将能够确定所有的节能措施，适用于设施的运行参数。根据详细的实施成本估计、特定地点的运营成本节约和客户的投资标准，对每个措施执行详细的财务分析。提供了充分的细节来证明项目的实施。

C)投资级审计

在大多数企业环境中，设施能源基础设施的升级必须与非能源相关的投资竞争资金。能源和非能源投资都是根据一套财务标准进行评级的，这些标准通常强调预期投资回报率(ROI)。执行能源项目所预计的业务节省必须加以制定，以使人们有高度的信心。事实上，投资者经常要求有保证的储蓄。投资级审计也被称为综合审计、详细审计、最大限度审计或技术分析审计，通过提供现有设施和所有节能措施的能源使用特征的动态模型，扩展了上述一般审计。建筑模型根据实际效用数据进行校准，以提供一个现实的基线，根据该基线计算拟议措施的运营节省。广泛关注不仅要了解所有能源消耗系统的运行特性，而且还要了解每年和每天都会导致负荷分布变化的情况。现有的公用事业数据以主要能源消耗系统的分项计量和系统运行特性的监测作为补充。

能源审计方法

步骤1 -与主要设施人员面谈

在初步审核期间，审核员和所有关键运营人员之间安排了一次会议，以启动项目。会议议程的重点是:审计目标和工作范围，设施规章制度，项目团队成员的角色和责任，以及计划项目活动的描述。除了这些行政问题之外，本次会议的讨论还旨在确定:设施的运行特性、能源系统规格、运行和维护程序、初步调查领域、不寻常的运行限制、预期的未来工厂扩建或产品结构的变化，以及与设施运行相关的其他问题。

步骤2 -设施参观

在最初的会议之后，安排参观设施，以观察第一手的各种操作，重点关注在采访中确定的主要能源消耗系统，包括建筑、照明和电力、机械和过程能源系统。

步骤3 -文件审查

在初次访问和随后的启动会议期间，与设施代表一起审查可用的设施文件。该文件应包括所有可用的建筑和工程计划，设施操作和维护程序和日志，以及前三年的公用事业账单。应该指出的是，可用的计划应该代表“建成”而不是“设计”条件。否则，作为审计的一部分所评价的系统与设施实际安装的系统之间可能会有一些小的差异。

步骤4 -设施检查

在彻底审查了建设和运行文件后，进一步调查了设施的主要能源消耗过程。在适当的情况下，收集现场测量数据以证实操作参数。

第五步-员工面试

在视察设施之后，审计组再次与设施工作人员会晤，审查初步调查结果和正在审议的建议。鉴于审计的目标是确定对客户有高价值的项目，管理层在这一时刻的投入有助于确定能源审计的优先级，从而形成能源审计的基础。此外，还安排了与设施指定的具有能源审计相关信息的主要代表的面谈。这些代表可能包括主要能源消耗系统服务和维护承包商和公用事业代表。

步骤6 -效用分析

效用分析是对过去12到36个月的能源账单的详细回顾。这应包括所有购买的能源，包括电力、天然气、燃料油、液化石油气(LPG)和购买的蒸汽，以及现场产生的任何能源。在可能的情况下，在访问设施之前获取和审查能源数据，以确保现场访问集中在最关键的区域。审查的账单数据包括能源使用、能源需求和公用事业费率结构。效用数据根据气候和设施运行的变化进行标准化，并用作计算评估ECM的预计节能的基线。公用事业公司通常会根据最终用户的能源消耗和需求，提供全面的电价和附加费用组合。此外，随着放松管制的到来，可以通过合同从许多第三方营销人员那里购买能源。利用能源消费/需求特征，通过对近期公用事业账单的详细分析，确定了最佳的能源供应方案。此外，考虑到购买能源的高成本，在现场生产一些设施所需的能源可能具有成本效益。备选方案可能包括:用于应急和调峰的发电机、太阳能电池板、风力发电和热电联产。

步骤7 -识别/评估可行的ecm

通常情况下，能源审计将发现需要详细经济分析的重大设施改造和提供简单和/或快速回报的小型操作改造。针对每个主要的能源消耗系统(即，围护结构、暖通空调、照明、电力和过程)制定了主要ecm列表。根据对收集到的有关设施的所有信息和数据的最终审查，并根据现场调查审查结束时设施人员的反应，制定了最终的ecm(节能措施)清单，并与设施经理一起进行了审查。

步骤8 -经济分析

在审计期间收集的数据将在我们的办公室进行处理和分析。我们用软件建立模型和模拟来重现我们的现场观察，并制定一个基线来衡量所确定的ecm的节能潜力。然后，我们计算每种ecm的实施成本、能源节约和简单回报。

步骤9 -准备一份总结审计结果的报告

我们的调查结果和建议总结在最终报告中。该报告包括对设施及其操作的描述，对所有主要能源消耗系统的讨论，对所有推荐的ecm及其具体能源影响、实施成本、效益和回报的描述。报告总结了整个项目所进行的所有活动和努力，并提出了具体的结论和建议。

步骤10 -与设施管理部门一起审查建议

向设施管理层正式提交最终建议，向他们提供关于效益和成本的充分数据，以便决定实施哪些ecm。

能源审计工具

能源审计的要求，例如能源的识别和量化，必须进行测量;这些测量需要使用仪器。这些仪器必须轻便、耐用、易于操作和相对便宜。能源审计期间一般监测的参数包括:交流和直流系统的基本电气参数-电压(V)，电流(I)，功率因数，有功功率(kW)，视在功率(需求)(kVA)，无功功率(kVAr)，能耗(kWh)，频率(Hz)，谐波等重要参数，而不是电气，如温度和热流，辐射，空气和气体流量，液体流量，每分钟转数(RPM)，风速，噪音和振动，粉尘浓度，总溶解固体(TDS)， pH值，水分含量，相对湿度，烟气分析- CO2, O2, CO, SOx, NOx，燃烧效率等。

下列是能源审计的主要工具。

所有仪器的操作说明必须理解，工作人员在实际使用审计前应熟悉仪器及其操作。

电气测量仪器:

这些仪器用于测量主要电气参数，如kVA, kW, PF，赫兹，kVAr，安培和伏特。此外，其中一些仪器还可以测量谐波。

这些仪器在线应用，即运行电机，而不需要停止电机。可以使用手持仪表进行即时测量，而更先进的仪表可以在指定的时间间隔打印出累积读数。

1) CombustionAnalyzer:该仪器内置化学电池，测量各种气体，如O2, CO, NOX和SOX。

2)燃油效率监测:这测量氧气和烟道气的温度。普通燃料的热值被输入微处理器来计算燃烧效率。

3) Fyrite:手摇风箱泵将烟道气样品抽到硫铁矿内的溶液中。化学反应会改变液体的体积，从而反映出气体的数量。单独的亚铁矾可用于测量O2和CO2。

4)雷竞技网页版接触温度计:这些是热电偶，测量烟道气，热空气，热水温度通过插入探针到流。对于表面温度，与同一仪器一起使用叶式探头。

5) InfraredThermometer:这是一种非接触式测量，当直接雷竞技网页版指向热源时，直接给出温度读数。该仪器适用于测量炉内热点、表面温度等。

6)皮托管和压力计:管道中的空气速度可以使用皮托管和倾斜压力计进行测量，以便进一步计算流量。

7)水表:这是一种采用多普勒效应/超声雷竞技网页版波原理的非接触式流量测量装置。发射机和接收机分别位于管道的两侧。仪表直接给出流量。水和其他流体流量可以很容易地用这种仪表测量。

8)转速表，频闪仪，速度测量:在任何审计工作中，速度测量都是至关重要的，因为它们可能随着频率、皮带滑移和负载而变化。简单转速表是一种接触式仪器，可用于可能直接接触的地雷竞技网页版方。更复杂、更安全的是非接触式仪器，如频闪仪。雷竞技网页版

9)泄漏探测器:超声波仪器可用来检测压缩空气和其他气体的泄漏，这些气体通常是人类无法检测到的。

10)勒克斯米:照度等级是用照度计测量的。它由一个感光单元组成，感光单元感知光输出，将其转换为电脉冲，并以勒克司校准。

不同设备功耗

电子电器部门低功耗的建议

1)照明系统

1.电灯开关是最好的节能装置之一。不需要时关灯。

2.许多自动装置可以帮助节省照明中使用的能源。考虑使用红外传感器、运动传感器、自动计时器、调光器和太阳能电池(如适用)来开关照明电路。

3.尽可能使用任务照明，将光线集中在需要的地方。例如，阅读灯只照亮阅读材料，而不是整个房间。

4.脏的灯管和灯泡反射的光较少，可以吸收50%的光;定期清理灯管和灯具上的灰尘。

5.荧光灯和节能灯将电能转换为可见光的效率是普通灯泡的5倍，因此在相同的照明水平下可节省约70%的电力。

6.一个普通灯泡(白炽灯)所消耗的能量有90%是以热量而不是可见光的形式释放出来的。

7.用更节能的灯泡取代耗电的普通灯泡(白炽灯)。紧凑型荧光灯(cfl)的用电量比白炽灯少75%。

8.一个15瓦的紧凑型荧光灯和一个60瓦的白炽灯的亮度是一样的。

2)房间空调

1.使用吊顶或桌上风扇作为抵御夏日炎热的第一道防线。例如，吊扇的操作成本约为每小时30派伊，远低于空调(每小时10卢比)。

2.通过给窗户和墙壁遮阳，你可以减少40%的空调能耗。种植树木和灌木，让一天中最热的太阳远离你的房子。

3.空调每设置在22°C(71.5°F)以上，就可以节省3%到5%的能源，所以将房间空调的恒温器设置在25°C(77°F)，以最少的成本提供最大的舒适性。

4.使用天花板或室内风扇可以让你把恒温器设置得更高，因为空气流动会让房间凉爽。

5.一台好的空调可以在30分钟内给房间降温和除湿，所以使用计时器，让空调关机一段时间。

6.尽量关上空调房间的门。

7.每月清洗空调滤网。肮脏的空气过滤器会减少气流，并可能损坏设备。干净的过滤器使机组快速冷却，消耗更少的能源。

8.如果房间空调是旧的，需要维修，它很可能是非常低效的。在生命周期成本上，买一台新的节能空调可能会更便宜。

3)冰箱

1.确保冰箱远离所有热源，包括阳光直射，散热器和电器，如烤箱和炉灶。天黑时，在冰箱里放一盏亮着的手电筒，然后关上冰箱门。如果门周围有光，则需要更换密封件。

2.冰箱电机和压缩机会产生热量，所以冰箱周围有足够的空间供持续的气流流动。如果热量无法逸出，冰箱的冷却系统就会更努力地工作，消耗更多的能量。

3.一个满的冰箱是一件好事，但要确保里面有足够的空气流通。

4.打开冰箱门之前，想想你需要什么。你会减少门保持打开的时间。

5.让热的和温的食物冷却，盖好后再放入冰箱。冰箱将使用更少的能源和冷凝将减少。

6.确保冰箱的橡胶门密封是干净和严密的。他们应该紧紧地拿着一张纸。如果纸容易滑出，更换门封。

7.当冰箱的冷凝器盘管上积满灰尘时，电机就会更加卖力地工作，消耗更多的电力。定期清洗盘管，确保空气能自由流通。

8.对于人工除霜的冰箱，堆积的冰会起到不必要的绝缘作用，从而降低冷却功率。手动除霜冰箱定期除霜。

4)热水器

1.为了减少热量损失，一定要对热水管道进行绝缘处理，特别是当热水管道经过未加热的区域时。不要对塑料管进行绝缘处理。

2.如果将热水器的温度设置从60度降低到50度，就可以节省18%以上的能源。

5)计算机

1.当你不使用家庭办公设备时，关掉它。例如，一台一天运行24小时的电脑比一台节能冰箱耗电更多。

2.如果你的电脑必须开着，关掉显示器;仅这个设备就消耗了系统一半以上的能量。

3.将电脑、显示器和复印机在不使用时设置为睡眠模式可以节省大约40%的能源成本。

4.笔记本电脑、手机和数码相机等电池充电器只要插上电源就会耗电，而且效率非常低。拔掉插头，节省开支。

5.屏幕保护程序节省电脑屏幕，而不是能源。启动和关闭不需要额外的能源，也不会对你的电脑部件造成压力。事实上，当你用完电脑后关闭它们实际上可以减少系统的磨损，并节省能源。

6)汽车

1.适合负载的尺寸以获得最佳效率。(高效率电机比标准电机效率高4 - 5%)

2.在经济的情况下使用节能电机。

3.采用同步电机提高功率因数。

4.检查调整。

5.提供适当的通风(电机工作温度超过建议峰值每增加10°C，电机寿命估计会减半)

6.检查欠压和过压情况。

7.三相电源平衡。(电压不平衡可使电机输入功率降低3 - 5%)

8.要求电机复卷后效率恢复。(如复卷不当，效率可降低5 - 8%)

7)驱动器

1.对于较大的可变负载使用变速驱动器。

2.使用高效齿轮组。

3.使用精确对齐。

4.定期检查皮带张力。

5.取消变距滑轮。

6.用平腰带代替v型腰带。

7.大型齿轮箱使用合成润滑油。

8.消除涡流联轴器。

9.不需要时关掉它们。

8)的粉丝

1.风扇进气口采用光滑、圆润的进气口锥。•避免风机进口气流分布不佳。

2.尽量减少风机进、出口障碍物。

3.定期清洁屏幕、过滤器和风扇叶片。

4.使用机翼形状的风扇叶片。

5.减小风扇转速。

6.使用低滑带或平带。

7.定期检查皮带张力。

8.消除可变间距滑轮。

9.对于大的可变风扇负载，使用变速驱动器。

10.连续或接近连续运行时使用节能电机

11.消除管道系统的泄漏。

12.尽量减少管道系统的弯曲

13.不需要时关掉风扇。

回收期及功耗分析

在这方面，耗电更多的应用程序

1.电脑

2.低Pf电机

3.管的灯

4.球迷

5.空调

范围

能源审计包括以下行动、步骤和过程:

i.通过系统的会计和对账流程，在以下方面进行深入的能源审计:

•实际能耗。

•计算能耗时考虑所有能源利用设备和电力传输系统的额定效率和功率损耗，即

•导体、电缆、面板等

2如果实际能耗与计算能耗之间存在显著差异，则对泵和电气设备进行性能测试，并对测试得出的结论采取后续行动。

3在额定水头进行放电试验。(ii)未被采取。

iv.识别导致低效运行、能源浪费、水力或动力损失增加等的设备、操作方面和供电特性，并评估能源成本增加或能源浪费。

v.确定纠正(iv)中的缺点和缺陷所需的解决方案和行动，并评估解决方案的成本。

vi.对上述(iv)和(v)项所涉及的费用进行经济分析，得出整改是否经济的结论。

7检查工作点是否接近最佳效率点，是否有改进的可能。

8核实电力供应当局征收的罚款(如有)，例如功率因数差的罚款，超过合同需求的罚款。

9对以下要点进行广泛的回顾，以作为未来的指导或长期措施:

•传动总管c值或f值

•提供传动总管直径

•泵的指定工作点和工作范围

•泵对工作条件和情况的适用性，特别是从效率方面

•电机、电缆、变压器和其他电器的额定和尺寸的适用性

结论

能源审核是指检查、调查和分析建筑物、过程或系统的能源流动，以节省能源，在不影响输出的情况下减少系统的能源消耗。我们展示了给定系统中电力消耗较多的地方。我们建议使用新型号来取代旧型号，并发现新安装的应用程序相对于旧应用程序的成本效益。

参考文献

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