Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Éteindre avec DMAIC

Si votre entreprise d’électricité applique des tarifs progressifs, vous paierez un prix raisonnable pour un peu d’électricité, un prix plus élevé pour davantage, et un prix beaucoup plus élevé si vous en utilisez trop.

Pour réduire ma facture, j’ai commencé à mesurer soigneusement la consommation d’électricité de mon domicile et à essayer différentes solutions pour la réduire. J'utilise l'approche apprise aux ingénieurs, appelée processus DMAIC:

Définir - énoncer le problème à résoudre

Mesurer - quantifier le problème

Analyser - trouver la cause du problème

Améliorer - résoudre le problème et mesurer les résultats

Contrôle - assurez-vous que les améliorations sont durables et détectez les nouveaux problèmes qui surgissent

Voici comment j'ai appliqué le processus à mon problème.

Définir.

Je ne veux pas payer le taux le plus élevé pour l’électricité.

Mesure.

J'ai besoin d'un moyen de mesurer la consommation d'énergie. Je voulais par exemple savoir si une cuisinière électrique est plus ou moins efficace qu'un micro-ondes. Un certain nombre d’entreprises ont commencé à vendre des systèmes d’utilisation de l’énergie domestique et de l’eau avec un logiciel d’analyse sophistiqué (voir page 48, «Tableaux de bord de l’énergie domestique»), mais j’ai opté pour la solution la moins chère et j’ai acheté deux instruments différents pour mesurer la quantité d’électricité utilisée. les systèmes utilisaient:

»Le wattmètre Kill A Watt EZ (p3international.com) surveille la consommation d'énergie de l'appareil que vous branchez sur sa prise standard (Figure A). Il mesure l'alimentation sur une ligne 110V jusqu'à 1 875W. En l’utilisant, j’ai appris que M. Coffee utilisait 850 W même après la fin de la préparation du café. Le désactiver tout de suite me fera économiser au moins 50 $ par an. J'ai aussi trouvé des lampes qui utilisaient encore des ampoules à incandescence inutiles.

»Le moniteur de puissance Black and Decker (blackanddecker.com/energy) est idéal pour mesurer les gros porcs et l’utilisation de toute la maison. Il n’est pas aussi précis que le Kill A Watt, n’ayant que 100 W de résolution, et ne mesure que 300W. Mais il lit en permanence le compteur d'électricité situé sur le côté de votre maison (Figure B) et envoie sans fil une mesure de la consommation d'énergie à un moniteur portatif.

Cela m'a aidé à comprendre le rythme de consommation d'énergie dans ma maison, en particulier le chauffage, la climatisation et la réfrigération. Pour mesurer un seul appareil avec, j’ai allumé et éteint l’appareil et enregistré le changement d’alimentation secteur indiqué. (Si d'autres appareils, tels que la fournaise ou le réfrigérateur, démarrent pendant la mesure, vous devez réessayer.)

J'ai été déçu d'apprendre que ni les micro-ondes ni les cuisinières électriques conventionnelles ne sont efficaces et que nous utilisions autant d'énergie pour faire bouillir 2 tasses d'eau. J'ai demandé à Kirsten Sanford, Ph.D. (Dr. Kiki, créateur et animateur de l'émission de radio et du podcast This Week in Science et de l'émission télévisée Food Science) à ce sujet. Elle m'a laissé mesurer son poêle à induction, qui contient un élément qui devient froid au toucher juste après son utilisation, et il s'est avéré être environ 3 fois plus efficace que la cuisinière électrique ou le micro-ondes.

Analyser.

Qu'est-ce que vos mesures vous disent sur le problème?

»Les appareils qui consomment le plus de jus ont tendance à être coûteux, et vous n’avez peut-être pas l’argent pour les remplacer maintenant.

»Certains appareils, comme le sèche-cheveux, consomment beaucoup de watts mais ne restent pas allumés longtemps. D’autres, comme mon M. Coffee, gaspillent de l’énergie aussi longtemps que vous le leur permettrez.

»Le micro-ondes l'emporte pour les petits travaux et le poêle pour les gros travaux, mais seulement un peu.

»Et bien sûr, les lampes à incandescence consomment beaucoup trop d'énergie.

J'ai essayé une ampoule fluorescente compacte (CFL) dans un plafonnier, mais elle a brûlé rapidement. Quel était le problème là-bas? Une recherche sur le Web a révélé toutes sortes de plaintes au sujet des LFC, mais celle qui semblait le plus logique était que les composants électroniques de la base avaient tendance à devenir trop chauds lorsque l'ampoule fonctionnait à l'envers. C’est ainsi que l’ampoule est positionnée dans mon plafonnier - inversée.

J'ai mesuré la température de ma CFL (voir page 55) et j'ai constaté qu'elle était beaucoup plus chaude à l'envers - ce qui a fortement réduit sa durée de vie.

Améliorer.

La prochaine étape consistait à prendre des mesures pour réduire ma facture, sur la base de mon analyse. Voici ce que j'ai fait.

1. À l'aide du moniteur d'énergie de toute la maison, j'ai transformé les économies d'énergie en jeu. Je voulais voir le compteur baisser, alors je me suis mis à éteindre les choses, essayant de voir à quel point je pouvais faire baisser le nombre. J'ai «gagné» lorsque ma maison utilisait moins de 300 W, ce qui correspond à la limite inférieure du compteur. En laissant le compteur sur la table de la cuisine, il était pratique de «jouer à nouveau» à tout moment.

Je suis rapidement devenue l'une de ces personnes qui éteignent les lumières et réfléchissent soigneusement à ce que je veux avant d'ouvrir le réfrigérateur. Étant donné que je connais la consommation électrique de tous mes appareils, je sais quels sont les plus importants à utiliser à bon escient.

2. J'ai modifié l'ampoule CFL inversée en coupant la base en deux et en fabriquant une harpe pour suspendre le circuit de ballast sous l'ampoule. J'ai passé les fils de la base à travers la bobine d'ampoule et dans le ballast à travers des trous percés sur le côté (Figure C, et encadré à la page suivante). Cela résout le problème de surchauffe, mais le ballast crée une ombre laide. Je suis sûr que vous connaissez le look d’un insecte mort dans un luminaire - cela ressemblait davantage à un rongeur mort. Je n’ai même pas pris la peine de le montrer à ma femme. Les idées d'amélioration sont les bienvenues.

J'ai abandonné le design inversé, du moins pour ce luminaire, et suis passé à une ampoule CFL à facteur de puissance élevée à allumage instantané fabriquée par U Lighting America. Il possède un condensateur électrolytique de 125 ° C et est compatible avec les gradateurs, ce qui signifie qu'il fonctionne également dans les lampes à commutation à semi-conducteurs, telles que les capteurs de mouvement.

3. J'ai remplacé mon serveur Linux toujours actif d'une machine de bureau par un lecteur Western Digital NAS piraté exécutant Linux sur son processeur ARM intégré, qui utilise moins d'énergie que le serveur de bureau.

4. J'ai constaté que certains appareils utilisaient une consommation d'énergie en veille appréciable. Je mets ceux-ci sur une multiprise pour pouvoir les éteindre tous. (Ma nouvelle radio Internet était le pire délinquant.)

5. J'ai reçu une barrette d'alimentation à détection de présence Isolé IDP-3050 pour mon garage et y ai branché l'éclairage principal. Je suis souvent distrait et je m'en vais sans éteindre les lumières du garage. La bande de puissance détecte ce qui me reste et les éteint après un délai réglable.

6. J'ai aussi une barrette d'alimentation Smart Strip LCG3 qui éteint automatiquement les prises en fonction du tirage effectué par sa seule prise de commande. Cette fonction est idéale pour un téléviseur, où vous souhaitez éteindre plusieurs composants en même temps que le téléviseur. La barrette d’alimentation possède également des prises non commutées, pour ne pas perdre de temps sur les horloges, par exemple.

Depuis que je vis sans télévision, je n’ai pas encore trouvé d’endroit pour l’utiliser! J'espérais pouvoir l'utiliser avec un ordinateur, mais les exigences relatives au séquençage de la mise sous tension et de la mise hors tension de l'ordinateur sont trop complexes pour cette approche.

Contrôle.

Le contrôle nécessite une surveillance continue. La compagnie d’électricité me rappelle tous les mois ce que je fais! Jusqu'à présent, je suis heureux d’annoncer que mes factures d’électricité sont inférieures à celles de l’année dernière. C’est remarquable parce que j’utilisais des LFC même avant d’apporter les modifications.

Le processus DMAIC m'a permis de détecter quelques fuites d'énergie et de réduire mon utilisation de 19,9 kilowattheures (kWh) par jour l'an dernier à 16,4 kWh / jour cette année. Mon taux de base est de 12,6 kWh / jour. Par conséquent, mes réductions me placent juste en dessous des taux très élevés, qui commencent à 130% du niveau de base.

J'économise environ 28 $ par mois. Je continuerai à utiliser DMAIC pour voir si je peux encore réduire ma facture.

Trop chaud dans la LCF

Quand j'ai suspecté que la surchauffe avait tué mon ampoule de CFL, je l'ai ouverte pour regarder l'électronique. J'ai construit un outil pour ouvrir la base en perçant un trou de 1 po dans un bloc de bois. Cela tient l'ampoule par la base. En utilisant un tournevis comme levier, je séparai la couture dans la base en plastique. Pour faciliter les choses, j'ai créé un point d'appui à partir d'un angle d'angle en aluminium. Avec la pratique, j'ai pu séparer la base sans trop d'effort. La base de la LCF s'emboîte facilement et la lumière fonctionne toujours (figures D et E).

ATTENTION: Portez des gants et des lunettes de sécurité si vous ouvrez des ampoules CFL. Ne touchez pas le tube de verre en spirale; pousser le verre ne persuadera pas le plastique de bouger. Travaillez dans un endroit bien ventilé comme à l'extérieur ou dans un garage.

L'ampoule contient du mercure et doit être éliminée conformément aux instructions fournies à l'adresse lamprecycle.org. Ne craignez pas le mercure - si le bulbe se casse, les 5 mg de mercure qu’il contient risquent de ne pas vous blesser car il est sous forme métallique et en quantité infime. Veillez simplement à ne pas le toucher ni à le respirer, à aérer la pièce pendant au moins 15 minutes et à suivre les instructions de nettoyage figurant sur epa.gov/mercury/spills/index.htm#fluorescent.

Le circuit situé à la base de la CFL est appelé un ballast (Figure F). Il régule le courant consommé par l'ampoule; Même si la tension alternative fluctue, le courant reste le même. Il utilise un condensateur électrolytique 20µF 200V avec une température nominale de 105 ° C (221 ° F). Le condensateur devrait durer 10 000 heures - mais pour chaque 10 ° C (18 ° F) de chaleur au-dessus de sa valeur nominale, sa durée de vie est multipliée par 2.

Vous pouvez mesurer la température à l'intérieur de votre ampoule CFL avec un thermocouple. Sears vend un voltmètre livré avec un thermocouple et qui mesure la température (figure G). Séparez la base CFL en plastique, percez un petit trou et placez le thermocouple à l'intérieur. (Le thermocouple étant en fil, veillez à ne pas court-circuiter les composants électroniques.)

Une fois réchauffé, vous constaterez que la température à la base de la LFC varie lorsque vous modifiez l’orientation de l’ampoule. Mesurez-le dans une variété de positions et essayez-le dans un luminaire totalement fermé.

J’ai trouvé que le luminaire fermé ne provoque qu’une légère augmentation de la température, mais il ya une forte augmentation lorsque l’ampoule fonctionne à l’envers.

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