2012年3月27日 星期二

自動加減機的節能潛力

開冰機或空壓機這件事在很多地方都是一件大事,因為無塵室裡面的溫濕度及製程必須嚴密控制,而這些原動力簡直就是像身體裏面的血液跟氧氣,一旦中斷,短短的時間就會造成巨大的損失.尤其越精密的製程影響越大.

那麼一個機房裏面假設有很多台冰機或空壓機,開幾台就是需求和效率之間的拉鋸.

舉例而言,假設機房裏面放了10台1000RT的機器,總噸數是10000RT,假設夏天的負載是6000RT~8000RT之間漂動,冬天的冷凍噸數是4000~6000RT之間漂動,請問除了冰機之外,整體的操作策略應該是什麼?

用夏天來看,冷噸噸數負載在6000~8000RT之間漂動,那麼就全部開8台好了,在冷凍負載8000RT的時候,每台主機剛好都跑在滿載點,所以冰機效率(KW/RT)不可能差到哪裡去,既然有8台冰機起來,那麼配套的設備全部要起來,換句話講,必須至少有16顆泵浦要動起來,然後配套的水塔風車也要跟著動.

到了晚上的時候,除非完全沒有外氣進入,或是建築物的隔熱保溫做得非常好,不然夜間的負載一定會下來,假設夜間冷凍負載掉到6000RT,那麼冰機設備依然開8台,整個能源的效率會變怎樣?

既然冷凍負載只有6000RT,那麼開8台的狀況下,假設負載非常的平衡,所以說一台主機的負載就變成750RT,大概是75%的負載,即使不去關機,因為負載是落在主機的冷凍能力範圍之內,它當然可以
走得順順的,可是呢,冰機的效率就損失了,因為主機的特性通常是滿載的時候最好,道理很簡單,沒有加卸載扇門或是滑塊在阻擋冷煤的流動,冷煤的流動阻力可以降低.

主機跑在100%的負載跟跑在75%的效率大概差多少,假設冷卻水溫度不變的狀況下,效率大概差3.5%,但是這只是主機效率損失的部份,因為多開了冰機,所以至少配套的泵浦也必須多開.

1000RT的主機冷卻水泵浦通常配100馬,冰水一次泵的部份必須配40~50馬,所以多開一台冰機的額外耗損就是150馬,兩台的話就是300馬..換句講,除了冰機本身效率的損失,還要加上多開的週邊設備的耗電,那麼假設6000RT冷凍負載開8台冰機來跑,每噸效率為0.6KW/RT,所以冰機的部份一小時要耗6000*0.6=3600KW,再加上8套泵浦,每套150HP,所以總共是1200馬,1200馬是895KW,所以兩者合計就是3600KW+895KW=4495KW.

那麼如果剛好有一個很聰明的人站在機器旁邊,在冷凍負載6000RT的狀況下,適時的關了2台,因為主機滿載效率較好,所以每噸的效率變成0.579KW/RT,所以一樣是6000RT冷凍負,6000*0.579=
3474KW,因為冰機少開了2台,所以泵浦也可以少兩套,兩套是300馬,所以6套泵浦耗電的部份變成671KW,冰機加泵浦的耗電兩者合計為3474+671=4145KW.

一樣是6000RT負載,兩者差異 4495-4145=350KW一小時,一度電2.5元,所以一天如果操作得當,一天的費用就差21000元,一個月就差63萬,因為晚上夜間負載才會下降,所以節能打個5折,只要操作得當,一個月就差30萬以上.

 假設就給它裝一套夠聰明的程式在那邊做自動加減機,這套程式來賣50萬好了,投資下去不用二個月就回收了.而且越大的系統回收越快.

對於自動加減機這件事情來講,程式去叫一台100RT的主機起來跟1000RT的主機起來成本完全是一樣的,因為就是將一個ON或是OFF的信號送給主機以及週邊的設備起來或停止,這有點像射飛彈,打開開關按下發射鍵,至於射出去的是火箭還是砲彈對這個執行指令的電氣信號是沒關係的.

哪麼為什麼這種情形在現場幾乎很難看到,簡單的一種操作就可以幾乎憑空省下那麼多的電力卻沒有人在做或是廠務願意執行.

道理很簡單,冷凍負載的發生不是操作者可以決定的,你可以算到建築物裏面的發熱量,也可以電腦軟體去模擬可能的冷凍負載,但問題是老天爺不是人在做,今天要刮風下雨,明天要艷陽高照,或是哪天的公司訂單有多有少,這些都不是操作者可以決定的.而這些變動都會影響冷凍負載.

既然操作者不能決定冷凍噸數到底有多少,所以根本不可能按表操課,例如說時間到就開幾台,什麼時間就關幾台,而且,這些設備的開停順序還不能影響到現場的生產,假設搞了一個程序整天設備在自動在那邊開開關關,廠務心理大概也會怕的要死,幫公司省錢,萬一這套程序出了錯誤,老闆不會去看到底替公司省了多少,整個生產出了問題才是嚴重.

電子廠的冰水除了供應空調,還有很多是製程冷卻使用,空調暫時沒有(幾分鐘內)應該還不至於影響製程,可是製程機台的冰水只要一跳,連帶的製程機台跟著跳,這個才是嚴重.

既然冰水供應的穩定這麼重要,誰會無聊到為了省一點電整天在那邊開開停停,從系統面去看,自動加減機的節能潛力就是這麼大,可是實務面上的操作卻很少人這樣做道理就在這裡.

可是並不是每個廠都是這樣,有些不是那麼精密製程的或是只是一般空調的就可以這樣搞,雖然說有精密製程一樣也可以這樣弄,只是業主願不願意而以.假設這套程序已經有足夠的容錯性,這樣搞其實也沒什麼大不了的,看看生產製程上的那些PLC程序或是自動程序,人去做可能會那麼精準嗎?開關冰水設備這種這麼LOW END的控制假設還不能信任,那麼製程上的那些高速,即時的控制程序應該更不能信任.

那麼這套程序有沒有科學的依據呢?一定是有的,但是我不能公開在網路上講,而且這套程序一定是客製化的,因為每個機房的設備並不一樣,機器特性也不一樣,必須依據現場設備的特性來做一些微調,系統跑出來才會順,有些空調系統跑起來可以跑,但是就是耗能,關鍵就是在中間一些細微的調教而以.

很多東西都是調校,以小弟而言,我很喜歡看F1的轉播,連續兩年紅牛車隊幾乎橫掃整個賽季行程,因為它們空力系統設計跟引擎調校程序跟別人不同,車子過彎的時候特別有抓地力,所以別的車隊都跑不過它.而今年賽車引擎調校的程序被禁止,車隊競爭力就變差了.

也因此,空調系統細部的調校是可行的,而它的結果就是可以省電,如果認同自動加減機的節能潛力,應該一些週邊的配套都跟著一起做,例如水量控制,風量控制,趨近溫度控制,甚至加藥這塊都一起進來,這樣整個的綜效會更高.因為對控制程序來講,這些週邊設備的動作本來就應該是配套的,而不應該分開來考量.

對於廠務或是老闆來講,節能減碳應該不是口號,只要找到好的方法跟策略,適當的加以調整就可以得到良好的節能效果.

去年一個客戶稍微調整一下操作策略就得到一兩千萬的節能效果,雖然老闆的心理還是有所懷疑,但我知道客戶的心理是清楚的,因為他的老闆並沒有給他太多好的工具去把這些數字量化,可是一個夏天下來少開了兩套1000RT的系統隨便算算就知道有多少了.

現在是民主的社會,假設用科學的的說法要完全去量化這種事情必須要花不少錢建置監視系統才能證明節能的績效,但是民主的社會就是你沒辦法用科學證明就代表有討論空間,所以有的人覺得有效,但是有的主管就認為沒效,至於原因應該是每個人的專業認知不同,但是整個夏天少開了兩台是事實,老闆認不認可我認為那是另外一回事,因為人在做天在看,秉持良知跟專業在做事最重要,有沒有掌聲或獎賞那是公司管理的問題,假設是為了那些虛名才來做那些事,做起來也不快樂.

現代人很多都不快樂,因為科技和各式的規矩已經把很多事情變得太複雜,也因此每個人的生活中,很多事情都會以我們認知中不同的風貌出現,也就是說,現代因為人都變的太精明,太注重事情的表面,真正的本質反而看不到,現在隨便一台手機的使用說明書就是1,2百頁,隨便一個機台的使用說明書也是這樣,然後重點就藏在這些字裏行間,請問事情看起來是進步,但是假設不去好好研究,面對這些科技產品或是設備,只能雙手一攤投降,表面上是很先進,但是科技障礙也是越來越高.

自動加減機這件事也是一樣,如果不夠了解整個機台或是設備及系統的特性,貿然去做一定會出事,控制的程序也不可能搞好,怪就怪誰叫這些製造商把機器做成這麼不人性,但是這根本沒辦法,當別人的車子都有衛星導航而我的沒有,氣勢上就輸了,會不會用這個設備完全是另一回事,很多人開車,車上的每一顆按鍵到底是什麼功能還是很多人搞不清楚的,這些冰水設備的特性是什麼完全都跟開車是同一回事,一個面板的資訊跳出來花狗狗,搞懂就不錯了,哪裡有辦法再進一步的細部調校和操作.

但是事情也不見得一定會往不好的方向走,真的好好的把這些設備的資料看一看,讀一讀,相信自己應該也能夠從中間領悟到設備的特性跟奧妙,同樣一把刀跟材料,放在阿基師手上跟我們的手上,誰做出來的菜會比較好,道理應該很簡單了吧.沒有別的原因,不過就是執著與苦練而以.他說做菜就像做人,而操作設備也一樣,唯用心兩字.錢就自然會從裏面跑出來了.沒有其他什麼的巧門的.