장비를 운영하는 데 드는 비용이 얼마인지 아십니까?

에너지를 절약하고 비용을 절약하기 위해 결정을 내려야 합니다. 이러한 결정의 기반이 되는 확실한 데이터를 보유하면 "추측 요인"이 제거되고 궁극적으로 수익에 긍정적인 영향을 미칩니다. 하지만 데이터를 기록하고 결과를 분석한 다음 현명한 결정을 내리는 것이 실제로 그렇게 큰 비용 효과를 낼 수 있습니까? 대답은 "전혀 그렇습니다!"입니다.

200마력 공기 압축기 비교

이 제조 공장의 예를 고려하십시오. 이 시설은 공장 공기 공급에 사용되는 200마력 공기 압축기 2대를 소유하고 있었습니다. 1번 압축기는 2번 압축기보다 분당 입방피트(cfm)로 용량이 약간 더 높기 때문에 압축기 1번을 주 압축기로 실행하고 압축기 2번을 "트림"으로 사용하기로 여러 달 전에 결정되었습니다. " 압축기.

따라서 트림 압축기는 1번 압축기가 시스템 압력을 유지할 수 없을 때만 작동합니다. 이것은 논리적으로 들립니다. 특히 둘 다 같은 마력이기 때문에 전기 운영 비용에 차이가 거의 또는 전혀 없어야 합니다.

그림 1. 데이터 로거 소프트웨어는 200마력 공기 압축기의 에너지 사용량을 자동으로 그래프로 표시합니다. 이 간략한 개요는 압축기가 3일의 작동 기간 동안 평균 50킬로와트를 약간 넘는 에너지 소비를 보여줍니다. $/kWh의 전기 요금을 알면 이 기간 동안 이 압축기를 작동하는 데 드는 비용을 쉽게 추정할 수 있습니다.

전력 로거는 실제 전기 에너지 운영 비용을 결정하기 위해 며칠 동안 각 장치에 설치되었습니다. 각 장치는 다른 장치의 영향을 받지 않도록 자체적으로 실행되었습니다. 2번 압축기는 훨씬 더 에너지 효율적인 것으로 밝혀졌으며 식물의 공기 요구량을 충분히 공급할 수 있었습니다. 두 번째 압축기는 다른 압축기보다 더 새롭고 에너지 효율적인 설계였습니다.

시설에는 킬로와트시(kWh)당 0.07달러가 청구되었습니다. 실행 시간과 킬로와트 에너지 사용량은 기록된 데이터와 실제 운영 비용에서 추출되었습니다. 이러한 계산은 비교적 간단하며 공장 전체에서 사용할 수 있도록 스프레드시트에 쉽게 구축할 수 있습니다.

결론:2번 압축기를 주요 플랜트 공기 압축기로 작동하여 연간 29,510달러의 예상 절감액이 발생했습니다. 분명히 기록된 데이터는 명판 데이터에만 기초한 "최상의 추측"보다 훨씬 더 정확한 것으로 판명되었습니다. 파워 로거를 설치하고 나중에 분석을 위해 데이터를 PC로 다운로드하는 데 몇 분 밖에 걸리지 않습니다. 이 경우 작은 투자로 큰 수익을 얻을 수 있습니다.

점심 시간에 그라인더 50개를 가동하는 데 드는 비용은 얼마입니까?

다른 제조 공장에서는 "점심 시간에 50개의 그라인더를 가동하려면 비용이 얼마나 듭니까?"라는 질문을 받았습니다. 그라인더를 사용하지 않는 동안 작동하게 하는 논리는 그라인더가 훨씬 큰 장비에 비해 상대적으로 부하가 적고 절삭유가 계속해서 그라인더 전체를 순환한다는 것이었습니다.

그리고 그라인더는 부하가 없는 상태에서 사실상 "유휴" 상태였기 때문에 짧은 시간 동안 그라인더를 정지시키는 노력은 가치가 없었습니다.

결정을 확인하기 위해 AC 클램프가 있는 기록 디지털 멀티미터를 사용하여 점심 시간 동안 한 그라인더의 실제 운영 비용을 결정했습니다. 흥미롭게도 그라인더 한 대의 비용 절감액은 0.55달러에 불과했습니다. 그러나 55센트에 50개의 그라인더를 곱하면 점심 시간에 $27.50를 절약할 수 있습니다.

교대 근무와 휴일의 변수를 감안할 때 점심 시간에 그라인더를 끄면 연간 예상 절감액이 8,000달러 미만이었습니다. 다시 한 번 30분 동안 점검한 결과 그라인더당 단 두 개의 버튼(점심 전 "중지" 버튼과 점심 식사 후 "시작" 버튼)만 누르면 상당한 절감 효과를 얻을 수 있음이 밝혀졌습니다.

대형 모터의 운영 비용

다양한 애플리케이션을 위한 더 큰 모터는 항상 작동 비용을 알고 있어야 합니다. 한 시설에서는 100마력(HP) 모터를 사용하여 수백 피트의 저장 연못에서 공정 냉각에 물을 사용하는 곳까지 물을 펌핑했습니다. 공장 가동 중 모터가 계속 작동했습니다.

냉각수에 대한 다른 옵션을 모색하고 있었습니다. 결정을 내리기 전에 투자 회수를 결정하기 위해 대답해야 하는 질문은 "현재 보유하고 있는 펌핑 시스템을 운영하는 데 비용이 얼마나 듭니까?"였습니다.

모터가 소비하는 킬로와트와 플랜트 사이클 동안 작동한 시간을 기록함으로써 100마력 모터가 거의 항상 100HP의 전체 용량에서 작동하고 있다는 것이 확인되었습니다. 회사는 연간 33,241달러의 비용을 지출했습니다. 그런 다음 기존 시스템을 보다 효율적인 모터 및 펌프 설계로 교체하기 위한 비즈니스 결정이 내려졌습니다.

그러나 모터 작동 비용을 결정하기 위해 명판 데이터에만 의존하지 않는 이유는 무엇입니까? 결국 NEMA 모터에는 마력 및 효율 등급을 포함한 필수 등급이 표시됩니다. 대답은 모터가 명판 사양에서 거의 작동하지 않는다는 것입니다. 실제 운영 비용은 다를 수 있습니다.

예를 들어, 연간 8,760시간 동안 전체 부하에서 작동하는 460볼트, 3상, 표준 효율 100HP 모터는 kWh당 $0.10의 전기 요금으로 작동하는 데 연간 $48,000가 조금 넘는 비용이 들 것입니다. 그러나 모터가 항상 최대 부하 상태에서 작동하지 않는다면 어떻게 될까요? 그러면 총 운영 비용이 크게 떨어질 수 있습니다.

확실히 알 수 있는 유일한 방법은 데이터를 측정하고 기록하는 것입니다. 그런 다음 데이터를 분석하고 모터가 해당 공과금에 기여하는 실제 달러 가치를 결정합니다. 애플리케이션에 따라 이러한 모터는 가변 주파수 드라이브(VFD)를 사용하여 에너지를 크게 절약할 수 있는 후보가 될 수 있습니다.

시간

총 유효 전력 최소값(와트)

유효 전력 총 평균(와트)

총 유효 전력 최대값(와트)

08:10:07 0ms

32110.238

32097.152

32031.729

08:10:17 0ms

32064.441

32090.611

32142.949

08:10:27 0ms

32097.152

32103.695

32129.865

08:10:37 0ms

32097.152

32103.695

32149.492

08:10:47 0ms

32090.611

32123.322

32123.322

08:10:57 0ms

32084.068

32110.238

32136.408

그림 2. 분석을 위해 스프레드시트로 가져온 Data Logger 정보. 이 100마력 원심 펌프 모터는 완전히 로드된 경우 거의 80,000와트(80kW)를 소비해야 합니다. 32,000와트(32kW)는 모터가 부분적으로만 부하되어 비효율적으로 작동하고 VFD의 후보가 될 수 있으며 상당한 에너지 절약을 가져올 수 있음을 나타냅니다. 1분 동안 10초마다 평균 판독값입니다. 지난 10초 동안 모터가 소비한 평균 와트입니다.

조명 비용

조명은 대부분의 산업 및 상업 시설에서 전기 에너지의 가장 큰 소비자 중 하나입니다. 예를 들어, 160,000제곱피트 산업 시설의 연간 조명 비용은 약 $85,030입니다. 이러한 금액은 가장 큰 절감액을 찾을 수 있는 곳을 안다면 종종 빠르고 크게 줄일 수 있습니다. 다양한 조명 옵션을 사용할 수 있으며 올바른 옵션을 선택하려면 현명한 의사 결정이 필요합니다.

질문은 "그 불을 켜는 데 드는 비용은 무엇입니까?"입니다. 그런 다음 게시된 데이터를 사용하여 더 새롭고 더 효율적인 교체 시스템에 대해 추정할 수 있습니다. 고정 장치의 수를 세고, 램프 전력량과 유형을 식별하고, 안정기 작동을 고려하고, 조명이 켜져 있는 실제 시간을 알면 상당히 정확한 추정을 할 수 있습니다. 그러나 의사 결정을 위해 해당 조명 회로에 대한 간단한 AC 클램프 미터 판독값으로 빠르고 정확한 데이터를 얻을 수 있습니다.

예를 들어 상업 시설에 특정 형광등을 장기간 켜 놓은 것이 정당하다고 생각되는 경우입니다. 일반적인 오해는 형광등을 끄는 것보다 켜진 상태로 두는 것이 더 에너지 효율적이라는 것입니다. 이것은 램프를 시작할 때 소량의 돌입 전류를 피함으로써 절약할 수 있기 때문에 어느 정도만 사실입니다.

또한 하루에 여러 번과 같이 과도하게 껐다가 켜면 램프 수명이 단축될 수 있습니다. 미국 에너지부(U.S. Department of Energy)의 일반적인 경험 법칙은 방이 15분 이상 비어 있는 경우 형광등을 꺼야 한다는 것입니다. 그러나 국가의 일부 지역에서는 전기 요금이 높으면 이 시간이 5분 정도로 낮을 수 있습니다.

AC 클램프 미터를 사용하고 조명 회로에 공급되는 전압과 전류를 측정하여 정확한 수치를 빠르게 얻을 수 있을 만큼 쉽습니다. 해당 조명 회로를 운영하는 데 드는 비용을 빠르게 계산할 수 있습니다. 그러나 실제로는 그렇지 않은 특정 시간에 조명이 꺼지고 있다고 가정하면 어떻게 될까요? 결국, 당신은 모든 근로자에게 교대 근무가 끝나면 워크스테이션의 모든 작업 조명을 끄도록 상기시키는 표지판을 배치했습니다.

당신은 아마도 전류와 kW가 하루가 끝날 때 그러한 모든 조명 회로에서 0이 되지 않는다는 사실에 놀라지 않을 것입니다. 그렇다면 누군가가 끄는 것을 잊은 전등은 얼마의 비용이 듭니까? 측정하기 전에는 알 수 없습니다. 그런 다음 조명 비용과 관련된 달러 금액을 표시하는 표지판을 설치하면 관심을 불러일으킬 것입니다.

장비 가동 시간당 비용

때때로 운영 및 시설 관리자는 시간당 특정 장비를 실행하는 데 드는 비용을 알고 싶어합니다. 이러한 정보는 100% 로드, 90% 로드, 80% 로드 등으로 제공되어야 합니다. 그런 다음 관리자는 정보를 외삽하여 운영 결정을 내릴 수 있습니다. “이 프로젝트에서 3번 프레스 대신 5번 프레스를 실행하면 어떻게 될까요? 어느 쪽이 더 적은 비용으로 같은 부품을 만들 수 있습니까?” 구체적인 답변이 있어야 하는 공정한 질문입니다.

전기요금 고지서를 보고 그 달의 요금이 얼마인지 알기 쉽습니다. 그 비용을 관리하고 줄이는 것이 에너지 관리의 목표이며 모든 시설 직원의 협력이 필요합니다. 현명한 결정을 내리려면 매월 전기 에너지가 어디로 가는지 알아야 합니다.

전기 장비 및 시스템의 주요 부분에 대한 에너지 데이터를 측정하고 기록해야 합니다. 적어도 하나의 플랜트 주기 이상에 대해 전력 로거를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 해당 장비를 운영하는 데 드는 시간당 및 연간 비용을 결정합니다. 이 데이터를 추적하고 쉽게 사용할 수 있도록 하고 장비를 실행하는 데 드는 비용을 파악하십시오. 추정이나 최선의 추측보다는 사실에 근거하여 결정을 내리는 것이 훨씬 더 편합니다.

저자 정보:
Randy Barnett는 35년 이상의 산업 전기 유지 관리 및 교육 경험을 보유하고 있습니다. 그는 미해군 원자력 학교를 졸업하고 잠수함 서비스에서 전기 기사로 산업 전기 무역을 배웠습니다. 그는 원자력 및 석탄 화력 발전소, 철도 기관차, 산업 제조 환경, 상업 및 산업 건설 분야에서 전기 기술자로 일했습니다. Randy는 인증된 에너지 감사자이며 "상업 및 산업용 배선", "전기 유지 관리 소개" 및 수많은 기사의 저자입니다. [email protected]으로 연락할 수 있습니다.