案例研究：Mariah 肉类包装厂能耗监控

　　北美肉类包装厂正在迅速倒闭，还有许多厂正遭受着财政危机。Mariah公司也不例外。数据表明肉类包装厂能耗是第三大经济消耗（排在原产品和员工之后），而肉厂对钱消耗在何处没有概念。事实上，费用支出如此巨大，Mariah公司已从本地电力机构，寻找到一个“无需成本”能源审查。而肉厂管理（包括厂长John Stadler）阅读到账单报告，却发现这个节约的建议只是照明系统中使用更多的能源节约灯泡，他们意识到这个账单在Mariah设备中对于复杂的系统毫无线索。每年的经费三分之二花费在电力上，这已清晰表明公司如果想挽回局面就需要减少电力开销。

　　为了更好了解并控制能源账单，Mariah公司向Holmes Energy公司求助，该公司是能源消耗、系统运营、控制、维护方面的专家。Holmes Energy公司决定Marish肉类包装厂能源管理项目首先应该是探索。包括搜集设备清单、系统框架理图以及过去的电力、气体、水、污水相关设备故障及消耗的记录报告，。进一步的检测和讨论显示何时电力、制冷压缩机、冷却塔、空气压缩机、泵、照明及各种设备都在持续运行，并都认为消耗很多能源。问题是，能源用到哪里去了？

 
监测及数据采集
　　为了回答这个问题，Holmes Energy公司设计并安装了AutoPilot Energy Information System（AutoPilot能源信息系统）进行监测、识别、管理，并最终减少Mariah公司的电力消耗。AutoPilot系统基于Opto 22硬件，在关键位置安装了多套Opto系统，包括贯穿工厂和机器及设备的IO、设备的电力表。与Mariah公司的独立机器和设备的连接，提供监测甚至微小的电力改变，以及精确识别大型能耗的能力。“只监测电表将显示何时电能消耗，但是Opto I/O被证明具有更多的好处，可精确追踪工厂内资金都流向了何处”，Holmes公司解释。

　　因为Marish公司主要的设备大部分已拥有独立、正常工作的控制系统，工厂操作人员熟悉并能良好适应它们，AutoPilot系统设计的只是用于直接监测和数据采集的，。AutoPilot系统硬件也利用标准通信技术，允许Holmes公司远程接入及每天通过PC浏览能量数据，并提供不断的分析及建议。

　　显示的是实际的工厂及设备实时及历史用户界面由系统提供，，因为信息由图标形式展现，Mariah公司操作及维护人员直观易懂。设备运行和消耗的报告不仅在能量单元可见，也可从资金消耗上获得。这种形式的数据报告允许厂长Stadler和其他人明白每个系统，每天每小时花费的资金。

　　积累的数据不久就显示Mariah冷藏系统消耗了了工厂三分之二电力。很明显的，能源管理的努力应该从开始就聚焦于系统。这里揭示了一个长达30年之久的问题，总的成本可能达到数十万美金。

　　能量监测系统安装后，当地电力公司的工业能源工程师致电Holmes公司，通知他们Mariah公司正面临着投资$100,000美元在新的变压设备中中，为在夏天之前添加更多的冷藏设备作准备。而Holmes公司了解到，数据显示该工厂已经拥有至少所需冷藏容量的两倍。经过会议讨论，工厂管理人员及工程师认识到，此举并不解决本质问题。

　　“他们看到的是过去使用的情况，而我看到的是他们需要什么。”Holmes公司声明。“我们监测系统的数据，与工厂所需能源的模型相比较，显示即使在一年中最炎热的天气，工厂都有两至三倍冷藏空间，我们需要找到为何没有实现这点，而不是花费巨资在不必要的新的变压站或冷冻机等其他事情上。”

深度剖析
　　最新获得数据提供了一个重新测试工厂热工的机会，并可能解释为何冷藏需求无法被满足的原因。举例，当250磅活猪送去工厂加工，每只动物的体温在103华氏度。管理条例要求在加工后，肉类温度在固定时间后，降低到冷却器或冷藏室的温度。使用工程物理学及肉类的比热，就可计算出工厂每天每只猪每小时需要降低的温度，以及由此而需的冷却。Mariah公司的冷藏系统可使温热的肉类进入不断冷却的状态。也需要去除从人群、灯光、发动机、用于清洗的滚烫热水获得的热量。在夏天，冷藏系统也要和穿透屋顶与墙壁，以及通过空气流入室内的热量抗衡。由于部分建筑已有75年悠久的历史，与外界隔绝措施并不完善，工人们自然会认为这是工厂冷藏肉类困难的主要原因。但无论是什么原因，实施起来，就整个工程能量平衡而言，“进热量”必须与“出热量”想等。Mariah公司员工明白这点，但依旧的问题是：为何在炎热的夏天无法充分的冷却？

　　周一上午2点收集的数据，当室外温度是–20华氏度，冷藏系统显示所提供的400吨的制冷。运行需要大约600千瓦（KW）。一千瓦时（kWh）5分钱，成本是一小时30美元，或者一天720美元。但在上午2点，工厂没开灯也没有工人。在周五之后没有产品可进入冷藏系统。在同一天，所有产品需要清洁并审核。只有冷藏系统在运行。

 
揭露问题
　　最终，他们意识到了问题。冷藏室的冷却悬管具有自动解冻系统。解冻剂进入冷却悬管，因此表层的冰会融化并蒸发。来自冷藏室悬管的热蒸汽，以及之前每段悬管的自动值控制着解冻进程。如果之前的数值无法使系统正常工作，热蒸汽不断泄露进入冷藏室悬管，将产生巨大的热量。为了与此对抗，冷藏系统需更多运行（使用自身出力用以支持自身需求），可能不足以支持工厂剩余的冷藏。

　　为了探究可行性，工程师调查工厂每段线管，并开始手动调近数值。AutoPilot监测系统立即显示每台压缩机的用电量，整个冷藏系统降低运行。（例如，冷藏系统以600kW启动，最后突然降低到30kW）。当完成后，工厂冷藏装载峰值低于200吨（从大约550开始下降），因此证实了Holmes Energy公司的观点，即提供的冷藏液比所需的多了两倍。

 
　　揭露的数值问题也证实了Mariah公司不需要花费100,000美元用于新变压器（或者用于冷藏设备成千上万的经费）。这避免了成本对Mariah公司的巨大利益影响。通过修改冷却悬管的数值，可消除冷藏系统的错误导入，每天每小时减少工厂600kWh的电量消耗，每年可节省250,000美元。这个数值多余Mariah公司每年成本的25%。

　　此外，许多工人叙述Mariah公司冷藏问题已经存在近30年了。这意味着那些错误的数值可能已经导致超过250万美元的电力成本。还有许多Mariah雇员的士气损失，他们经常与保持环境安全、设备正常工作、面临调整方针相抗衡，所有这些都被透支的冷藏系统所妨碍。

　　这些信息由基于Opto 22的AutoPilot监测系统所提供，它由Holmes Energy公司设计并安装，不仅减少了Mariah公司的运营成本，也有助于该公司提升利润，基于工厂现状，帮公司作出决定性的商务决策，而不是评估或推测。宁可用精确的管理系统揭示Mariah公司工程中的缺陷，而不是白白将钱花在没有问题的地方。一旦辨别错误后，将对它进行改正，而面临资金流失并倒闭的工厂也将有能力继续经营，并将前所未有的繁荣发展。