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EN 16001 Sistemi di gestione dell'energia ISO 50001

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EN 16001

Sistemi di gestione dell'energia

ISO 50001

INDICE

Pagina 2:Obiettivi e vantaggi

Pagine 3-6: Analisi dell'energia

Pagine 7-10: Misure per l'e�cienza energetica

Pagina 11: Ottimizzazione dei picchi di domanda

Pagina 12: Riduzione dei costi attraverso EMS

Pagina 13: Sistema di monitoraggio multilivello

Pagina 14: Software per la gestione dell'energia GridVis

Nel corso della gestione energetica, vengono de�niti gli obiettivi relativi al consumo energetico, le emissioni di CO2 e i costi energetici.2

Il nuovo standard EN 16001, in vigore dal 2009, speci�ca i parametri di base per un sistema aziendale

I n t r o d u z i o n eGestione dell'energia nell'azienda

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Risparmio energetico sistematico

Analisidell’energia

Figure chiave

Misurazioni e analisi

Implementazionedelle misure

Piani�cazionedelle misure

Controllo dell'energia

Piani�cazione e implementazione

EN 16001

di gestione dell'energia. L'obiettivo primario è di ridurre continuamente i consumienergetici e i relativi costi per l'energia! Sulla base di dati e fatti concreti, sono state identi�cate, sviluppate e implementatele misure per il risparmio energetico .Gli obiettivi e i risultati di tali obiettivi sono sotto costante monitoraggio e, ove necessario, vengono e�ettuati dei correttivi.

La gestione dell'energia richiede un approcciosistematico. Richiede un approccio olistico de�nito, guidato e promosso dal management aziendale e di�uso nell'intera azienda attraverso tutti i reparti.

Esistono programmi di sostegno �nanziario su diversi livelli e bene�ci �scali a supporto dell'introduzione dei sistemi di gestione dell'energia nella vostra società. Le soluzioni, i componenti software e hardware di Janitza, assicurano la trasparenza e la documentazione necessarie per l'attuazione del sistema di gestione dell'energia.

O b i e t t i v i e v a n t a g g i d i u n E M S ( s i s t e m a d i g e s t i o n e d e l l ' e n e r g i a )

Integrazione del sistema di gestione dell'energia in altri sistemi di gestione (ad es.: ISO 9001 o ISO 14001)

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Sistema di gestioneambientale

Sistema di gestionedella qualità

Sistemi di Gestionedell’energia

Gestione della conoscenza

Gestione della struttura

Gestione IT

Gestione del personale

Gestione Strategica

ISO 50001

Obiettivi e vantaggi

Solitamente, i sistemi di gestione dell'energia sono integrati con i sistemi di gestione esistenti, come la gestione della qualità (ISO 9001) o la gestione ambientale (ISO 14001). Ciò comporta una sinergia in quanto, ad esempio, vengono utilizzati elementi operativi comuni. La spesa generale può quindi essere ridotta. Lo standard DIN EN 16001 (ISO 50001) mira a supportare lo sviluppo dei sistemi aziendali di gestione dell'energia.

I sistemi di gestione dell'energia aiutano le società a ottimizzare l'uso dell'energia in modo sistematico, economico ed ecologico, dall'acquisto ai consumi energetici. La gestione dell'energia aiuta a migliorare l'e�cienza energetica di processi, attrezzature e dispositivi, e a ridurre i costi, i consumi energetici e le emissioni di CO2. Oltre a i costi di energia diretti vi sono ulteriori vantaggi per la tua società, come:

• Agevolazioni fiscali sull'energia dal 2012• Soddisfacimento delle direttive quadro• Trasparenza dei consumi energetici nei singoli reparti• Incremento della sicurezza dell'alimentazione• Protezione ambientale, promozione dell'immagine (ecologia)• Utilizzo di un mix energetico ottimizzato, ottimizzazione dei contratti per l'energia• Sensibilizzare i dipendenti in materia di efficienza energetica e protezione ambientale• Gestione dei centri di costo: Stanziamento basato sulla causa e la fatturazione dei costi energetici• Rilevamento precoce e correzione dei cambiamenti significativi attraverso un monitoraggio continuo

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Analisi dell'energia

D a l l o s t a t o a t t u a l e a l l e m i s u r ed i e � c i e n z a e n e r g e t i c a e

Fig: UMG 96RM energy meter

EN 16001L'analisi dell'energia attraverso i dati concreti dei consumi energetici costituisce la base per la determinazione degli obiettivi aziendali relativi ai consumi energetici, i costi per l'energia o la riduzione dei consumi energetici.

Attraverso l'analisi dell'energia dell'azienda, si ottiene una panoramica e la trasparenza della fornitura di energia e delle strutture dei consumi energetici, nonché una panoramica delle speci�che in�uenze energetiche.

Il fattore umano non dovrebbe essere sottostimato, i dipendenti e le parti responsabili devono essere messi al corrente dei possibili risparmi attraverso un uso razionale dell'energia.

Il primo passaggio è la registrazione dei dati a disposizione. Tra questi vi sono, ad esempio, le bollette dell'elettricità, il gas, l'acqua, il riscaldamento centralizzato, l'elenco delle fonti di consumo energetico più signi�cative, ecc.A seguire, viene e�ettuata la lettura dei punti di misurazione e dei contatori esistenti a intervalli �ssi, ad esempio, ogni mese.

Nel secondo passaggio, si procede con l'acquisizione di dati dettagliati e continui sui consumi energetici.Questa misurazione viene eseguita sui diversi livelli di rete, passando alla bassa tensione, e deve includere almeno le linee di alimentazione principale e i gruppi di sottoconsumo. Solitamente, per fare ciò, è necessario riquali�care un sistema di misurazione con lettura automatica dei dati.

Il terzo passaggio prevede l'analisi e la valutazione dei dati acquisiti.Dal momento che l'utilizzo energetico assoluto non è su�ciente per la valutazione delle tendenze, dell'e�cienza o per la comparazione sulla base di diverse condizioni (ad es. �uttuazioni delle entrate o cambiamenti nella temperatura ambiente), la formazione e la valutazione dei coe�cienti energetici ha dimostrato di essere estremamente e�cace, ad es. kWh/m2, costi/vendite di energia o consumi energetici/volume della produzione. Devono essere de�niti dei valori di riferimento adatti per ciascuna società.Attraverso coe�cienti, è possibile applicare dei valori di riferimento, ad esempio, per la comparazione dei consumi energetici negli hotel di una catena internazionale con condizioni climatiche completamente diverse.

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Analisi dell'energia

Dr. Schmidtbauer-Huber (Power & More)

Real Power Summary L1-L3 (600 s) [UMG604 in Müllers HV + PV auf L4]

ISO 50001Per mantenere la complessità dell'analisi energetica di un'azienda entro limiti ragionevoli, non possono essere esaminate tutte le aree di consumo e i dispositivi con la stessa profondità di dettaglio. In una prima analisi approssimativa è necessario esaminare l'azienda dal punto di vista energetico. Innanzitutto, devono essere selezionati l'area e l'ambito dell'esame. Essi includono i dispositivi e le aree in cui si presume vi siano i maggiori consumi energetici, come i dispositivi di riscaldamento e ventilazione, i grandi compressori, le attrezzature per la produzione, ecc. o le aree in cui sembrano esservi i maggiori margini per un risparmio rapido.

"È possibile intraprendere le corrette misure di e�cienza energetica solamente attraverso la necessaria trasparenza dei singoli consumi energetici".

Informazioni necessarie:

• Consumi energetici e costi per l'energia annuali• Profilo dell'energia e del carico e il suo sviluppo negli ultimi anni• Connessione e dati energetici (potenza nominale, potenza massima, potenza reattiva, ecc.) dei carichi principali• Contratti di fornitura e tariffe di tutti i tipi di energia• Situazione dell'acquisizione dei dati sull'energia nella società (numero e posizione dei contatori e dispositivi di misurazione dell'energia elettrica, il gas naturale, il riscaldamento, l'acqua, ecc.)• Considerare se devono essere registrati anche i dati riguardanti la qualità dell'energia

Profilo di carico, giugno 2010: Potenza attiva (kW)

Profilo del carico per quattro settimane: Attraverso il profilo del carico viene comparata, ad esempio, l'energia elettrica con le ore di lavoro nell'azienda e vengono identificati i consumi eccessivi.

Il potenziale di e�cienza energetica elaborato attraverso l'analisi rapida viene poi esaminato nel dettaglio nel passaggio successivo. L'obiettivo è quello di ottenere dati differenziati al fine di elaborare nel dettaglio un potenziale di ottimizzazione possibile e attribuire correttamente le priorità alle misure di e�cienza energetica.

Analisi dell'energia

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Note!

Acquisizione di dati campioni per l’EMS

Acquisizione dei datinelle società

Valutazione

Sedi Centrali/Fornitore di servizi energetici

Valutazione

Aquisizione dei dati centrale. Tutti i dati sui consumi energeticie i datisulla qualità della rete

(Derby, mySQL-, SQL-DB)

ConvenzionaleSupporto Web

Adattamento personalizzato

ConvenzionaleSupporto Web

Diversi Formati (PDF, HTML, Word)

Coe�ciente GlobaleCoe�ciente di processo

informazioni supplementariBasi per i servizi supplementari

Miglioramento del supporto sul sito

Output

Input

Metodi di acquisizione dei dati

Fig.: ProData data logger

EN 16001 L'acquisizione dei dati sui consumi energetici può essere e�ettuata in due modi:I dati sui consumi, i dati operativi e sui costi vengono inseriti manualmente da impiegati quali�cati.

Tuttavia, tale operazione richiede molto tempo e non è possibile se vi sono più dispositivi di misurazione: si veri�cano inesattezze!

In alternativa, l'acquisizione automatica dei consumi energetici può essere e�ettuata attraverso dispositivi di misurazione appropriati con interfaccia e dispositivo di comunicazione (ad es. Modbus-Fieldbus).

Per i sistemi di gestione dell'energia di dimensioni medio-grandi, considerati gli elevati volumi di dati, sono necessari database SQL professionali. Inoltre, per quanto riguarda le prestazioni e la sicurezza dei dati, si consiglia di utilizzare un server dati professionale.

Se devono essere registrati i dati di numerosi punti di consumo (alimentatori dei trasformatori principali, alimentazioni dei quadri di distribuzione a bassa tensione, armadi dei server, carichi elettrici principali, centri di costo, ecc.), la lettura del dispositivo automatico è indispensabile. Tutti i dati acquisiti automaticamente e manualmente vengono portati a un database centrale per una successiva elaborazione. Questi dati costituiscono la base per successive valutazioni con pacchetti software e strumenti appropriati per i rapporti sui centri di costo indicanti la distribuzione dettagliata dei consumi, la documentazione, il monitoraggio online con gestione dell'allarme per una reazione veloce ai cambiamenti, ecc.

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Dr. Schmidtbauer-Huber (Power & More)

"Attraverso l'introduzione di un sistema di gestione dell'energia siamo stati in grado di realizzare risparmi sui costi energetici del 18% in due anni!"

Misure per l'e�cienza energetica M i s u r e p e r l ' e � c i e n z a e n e r g e t i c a :

L a c h i a v e p e r i l s u c c e s s o

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Sequenza della piani�cazione delle misure di e�cienza energetica

Risultati dellaanalisi dellaenergia

Sviluppo-di un elencodi misure

Valuatazionedelle misure

Prioritadelle

misurazzazioni

Elaborareun piano di misure dettagliato

Implementare-le misure

Nota!

EN 16001I risultati dell'analisi energetica sono la base per la piani�cazione delle misure di e�cienza energetica per la riduzione dei consumi e dei costi dell'energia. Vengono di�erenziati due tipi di misure. Si tratta di misure tecniche, per cui sono necessari livelli di investimento maggiore o minore, ma anche di misure organizzative, che prevedono un utilizzo più e�ciente dell'energia nel funzionamento giornaliero della società. Entrambi i tipi di misura o�rono cospicui risparmi potenziali e devono essere perseguiti con pari priorità. Elaborare un elenco di misure sulla base di un'analisi ABC dei carichi elettrici è e�cace (i dati iniziali sono i dati della misurazione dell'analisi dell'energia). Le misure per l'e�cienza energetica devono essere valutate nel piano delle misure e selezionate secondo priorità; individuare le misure che o�rono i bene�ci maggiori con costi minori.

Le misure di e�cienza energetica non sono sempre associate con nuovi investimenti impegnativi. Molte misure possono essere implementate con budget ridotti.

Misure per l'e�cienza energetica

Esempi di misure organizzative di e�cienza energetica:

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Formulazione di obiettivi e strategie

ad es. uso dell'energia e dei costi associati, dati sulla produzione

Prioritarizzazione e attuazione delle misure di e�cienza energetica

Acquisizione emisurazione dei dati

Analisi e coe�ciente

Piani�cazionee concetto

Controllo ecorrezione

Attuazione dellemisure

Ciclo di gestione dell'energia

comparazione obiettivo/attuale, formazione di coe�cienti

monitoraggio del raggiungimento degli obiettivi, determinazione del livello di attuazione

piani�cazione dell'utilizzo dell'energia e misure di ottimizzazione

"Spesso attraverso l'analisi dei consumatori di energia è possibile attuare misure a costi ridotti, e spesso a costo zero, che portano a cospicui risparmi energetici".

La gestione dell'energia è un circuito di controllo chiuso con l'obiettivo del miglioramento continuo.

ISO 50001- I costi del ciclo di vita sono fondamentali: E�cienza energetica come criterio alla base delle scelte- Formazione e istruzione dei dipendenti- Regolazione dei processi di lavoro nella produzione- Adattamento dei contratti di fornitura dell'energia alle necessità- Avvio ritardato dei processi per evitare costosi picchi di domanda - Ottimizzazione dei parametri del processo (anche per quanto riguarda i consumi energetici)

Esempi di misure tecniche di e�cienza energetica:

- Utilizzo di motori con maggiore e�cienza energetica classe IE2 (circa 95% dei costi del ciclo di vita di un motore elettrico vengono causati dai costi energetici)- Utilizzo di trasmissioni moderne (ad es. convertitori di frequenza anzichè valvole a farfalla meccaniche per le ventole)- Gestione dei carichi - ottimizzazione delle domande di picco - Dimensionamento ottimale dei motori e dei materiali operativi (il livello di e�cienza di un motore cala signi�cativamente se viene azionato sotto alla potenza nominale) - Riduzione delle perdite nella rete dell'aria compressa- Uso del recupero del calore

Misure per l'e�cienza energetica

I sistemi con motore elettrico sono responsabili per i due terzi dei consumi industriali. In Germania, nel 2005, tali consumi ammontavano a circa 160 TWh! La maggioranza di questi consumi possono essere attribuiti ai seguenti gruppi di consumo:

1. Sistemi di aria compressa

2. Sistemi di refrigerazione

3. Sistemi di pompaggio

5. Sistemi di trasmissione elettrica

• Monitoraggio continuo dei consumi energetici• Rilevamento tempestivo dei malfunzionamenti e degli sprechi di energia• Utilizzo di motori classe IE2 con una maggiore e�cienza energetica

L ’ e s e m p i o H V A C

La conversione a un motore classe IE2 con relativa maggiore e�cienza energetica riduce le perdite del 42%. A seconda del tempo di esercizio durante l'anno, vi sono tempi di amortizzazione brevi.

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Motore n = 89.7% Motore n = 93.8% Delta (solo) 4.1%

Delta 42%Pnom = 24.55 kWPperd = 2.5 kW

Pnom = 23.45 kWPperd = 1.45 kW

RisparmiCosti energia(0.11 euro/kWh)

1000h = 115 euro3000h = 346 euro6000h = 693 euro8760h = 1011 euro

Fig: UMG 508 power analyzer

Vent

ole

Aria

Co

mpr

essa

Refr

iger

azio

ne

Pom

pe

Alt

ro

32%30%

14% 14%10%

• Ottimizzazione dei processi• Utilizzo dei convertitori di frequenza anzichè di sistemi di controllo meccanici convenzionali• Funzionamento delle trasmisisoni nei punti operativi nominali• Benchmark degli impianti, delle sezioni di impianto e dei processi

Tempo di funzionamento p.a.

EN 16001

4. Sistemi di ventilazione

Distribuzione dei consumi energetici Sistemi a motore nella UE

Misure di e�cienza energetica in questa area:

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"Il 95% dei costi del ciclo di vita di un motore elettrico sono costituiti dai costi energetici!"

Ottimizzazione dei picchi di domanda

I consumi energetici variano considerevolmente nelle 24 ore

I sistemi di ottimizzazione dei picchi di domanda utilizzano complessi algoritmi di controllo per ridurre la potenza dei carichi non critici (ad es. carichi termici) de�niti dall'utente o li spengono temporaneamente per un breve periodo di tempo secondo la programmazione fornita appositamente a tal �ne.

Una misura particolare è la gestione della domanda. L'ottimizzazione del pro�lo di carico non comporta risparmi energetici, tuttavia, a seconda del contratto di fornitura di energia, può portare a risparmi considerevoli.

Vi è un forte carico sui dispositivi di generazione e distribuzione ed è necessaria una costosa copertura dei picchi di carico, ad es. sotto forma di centralina di pompaggio.

È necessario assicurare un adattamento ottimale dei pro�li di distribuzione del carico alle condizioni dei fornitori di energia.

G e s t i o n e d e l c a r i c o - o t t i m i z z a z i o n e d e i p i c c h i d i d o m a n d a

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Nota!

La gestione dei picchi di domanda è un metodo comprovato per la riduzione sensibile dei costi dell'energia elettrica.

Optimisation objective

0

20

40

60

80

100

120

140

Power in %

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 h

P in kW Saving capacity setpoint

Evitare i picchi di energia attraverso la gestione della domanda

EN 16001

Riduzione dei costi attraverso EMS

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L a s o l u z i o n e c o m p l e t a d i J a n i t z a p e r i l s i s t e m a d i g e s t i o n e d e l l ' e n e r g i a ISO 50001Ampio portfolio di misuratori

Janitza o�re uno dei portfolio più ampi nel settore della tecnologia di misurazione dell'energia. I componenti software e hardware corrispondenti consentono di avere una soluzione personalizzata sulla base dei requisiti speci�ci del cliente.

Lettura e archiviazione automatiche dei dati delle misurazioni

La semplicità dell'integrazione dei sistemi (sistema di gestione dell'energia, PLC, SCADA, BMS) viene garantita attraverso numerose interfacce e protocolli. L'ambito della fornitura UMG comprende il software GridVis che sta alla base dei sistemi di gestione dell'energia e degli esami sulla qualità dell'energia. Attraverso i dispositivi di comunicazione veloce, i dati sulla misurazione vengono letti automaticamente dai misuratori e archiviati in un database centrale.

Architettura del sistema �essibile e scalabile

- Facile integrazione dei contatori che non sono in grado di comunicare con input digitali - Acquisizione dei consumi di elettricità, gas, acqua e vapore- Uso dell'infrastruttura esistente- Architetture scalibili, facilmente estendibili- Sistemi con costi ottimizzati attraverso il concetto master/slave

Il software del sistema GridVis e i suoi strumenti

Il software del sistema GridVis include utili strumenti, come la lettura automatica dei dati delle misurazioni con orari de�nibili che consentono l'esecuzione automatica dei rapporti sui centri di costo o sulla qualità dell'energia, sulla base di orari con�gurabili, set di gra�ci, visualizzazione online della topologia con monitoraggio del valore limite e molto altro.Qualità dell'energia migliore possibile e sicurezza della fornituraI dispositivi di misurazione UMG forniscono informazioni indispensabili sulla qualità dell'energia dei sotto-standard e pertanto consentono di intraprendere misure per risolvere i problemi di rete. In tal modo si evitano interruzioni nella produzione, si ottiene una durata d'esercizio sensibilmente maggiore per i beni strumentali e un miglioramento della sostenibilità dell'investimento ad essi associato.

Sistema di monitoraggio multilivello

-

Si consiglia di utilizzare un sistema di misurazione dell'energia automatico con contatori posti sui vari livelli della rete (multilivello). Ethernet (TCP/IP) è un mezzo sempre più comune per la comunicazione dei dati. I dispositivi di misurazione con i gateway Ethernet/Modbus e le architetture master/slave assicurano sistemi e�cienti con un'elevata trasparenza.

S t r u t t u r a t i p i c a d i u n E M S

Page 13

UMG 508 / UMG 604 = Janitza network analyzerUMG 511 / UMG 605 = Janitza network quality analyzerUMG 103 / UMG 96RM/UMG 104 = Janitza universal measurement devices

236 226

11 2 5 8 8

GridVis

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123456,7

m3

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FC

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m3

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FC

Gestione dell'energia

Ethe

rnet

leve

l (TC

P/IP

)

Fieldbus (e.g. Modbus RTU) level

Analogico / stato / livello dell'ingresso dell'impulso

ServerSQL database Web server

Network analysis software

Client 1 to ...

Mobile

UMG 508 UMG 511

UMG 96RM

UMG 604 UMG 605

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FC

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GridVis

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FC

Contatore acqua Misurazione Temperatura

Messaggio di stato Spia di allarme Contatore del Gas

UMG 104

UMG 103

Energy meterAny Modbus device e.g. UPS

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GridVis

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S o f t w a r e p e r l a g e s t i o n e d e l l ' e n e r g i a G r i d V i s

Il software di programmazione e visualizzazione della rete Gridvis, incluso nell'ambito della fornitura, consente una parametrizzazione semplice e completa dei dispositivi. Con la visualizzazione della topologia è possibile visualizzare la fornitura di energia speci�ca del cliente. Con la visualizzazione online, i dati delle misurazioni possono essere registrati direttamente in modo simultaneo su un PC. Inoltre, GridVis o�re convenienti possibilità per la presentazione e l'analisi dei dati storici presenti nel database. La lettura automatica delle misurazioni e la gestione integrata dei dati sono particolarmente utili con i progetti di dimensioni medio-grandi. Qui è possibile salvare le informazioni in diversi formati di database.

Control and

Correction

Data AcquisitionandMeasurement

Energy analysisandIndicators

Planningand

Measures

Energy Controlling

Jan

uar

y

Feb

ruar

y

Dec

emb

er

HKA WaterBoiler Heating

HKA WaterTotal

Hall 1Final assembly

Hall 2Painting

Total

2480 12 kWh

166 831 kWh

Mar

ch

Ap

ril

Tota

l

737 3,7 m3

1240 6 kWh

160 0,8 kWh

380 1,9 kWh

240 1,2 kWh

386 1,9 m3

790 3,9 m3

506 2,5 m3

454 2,3 m3

155 776 kWh

183 920 kWh

174 871 kWh

171 856 kWh

155 776 kWh

171 856 kWh

166 831 kWh

195 980 kWh

191 956 kWh

3538 € 1952 € 1299 € 1255 € 1056 €

4500 €21,9 kWh

2873 €14,3 m3

849 €4254 kWh

878 € 4399 kWh

9100 €

Mon Tue Wed SunThu Fri Sat

THD-U[%]

t

THD voltage L1Current[A]

Harmonics current L1

Harmonics order10. 20. 30. 40.

Mon Tue Wed SunThu Fri Sat t

Real power total L1P[kW]

SUM

Jan

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Feb

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HKA WaterBoiler Heating

HKA WaterTotal

Hall 1Final assembly

Hall 2Painting

Total

2480 12 kWh

166 831 kWh

Mar

ch

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Tota

l

737 3,7 m3

1240 6 kWh

160 0,8 kWh

380 1,9 kWh

240 1,2 kWh

386 1,9 m3

790 3,9 m3

506 2,5 m3

454 2,3 m3

155 776 kWh

183 920 kWh

174 871 kWh

171 856 kWh

155 776 kWh

171 856 kWh

166 831 kWh

195 980 kWh

191 956 kWh

3538 € 1952 € 1299 € 1255 € 1056 €

4500 €21,9 kWh

2873 €14,3 m3

849 €4254 kWh

878 € 4399 kWh

9100 €

Sun t

THD voltage L1Current[A]

Harmonics current L1

Harmonics order10. 20. 30. 40.

ISO 50001

• Configurazione del sistema e del dispositivo UMG

• Gestione del misuratore

• Visualizzazione topologia

• Lettura automatica dei dati delle misurazioni

• Generatore di report (costi e qualità dell'energia)

• Programmazione di grafici

• Gestione degli allarmi

• Accesso al database centrale per tutti i client

• Gestione del database

• Visualizzazione e valutazione dei dati in tempo reale e storici

• Numero illimitato di misuratori e client

• Incluso nell'ambito di fornitura del misuratore UMG (Per >6 dispositivi è necessaria la licenza da driver di database SQL)

Item no.: 33.03.603 • Version 03/2011 • Subject to technical alterations.

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www.janitza.de

Janitza electronics GmbHVor dem Polstück 1D-35633 LahnauGermany

Tel.: +49 6441 9642-0Fax:+49 6441 [email protected]