多層次能源分析管理系統的製作方法
2023-04-27 00:45:31 2
專利名稱：多層次能源分析管理系統的製作方法
技術領域：
本發明關於一種多層次能源分析管理系統，尤指可實時獲取與推估工廠或建築相關設備的耗能與效率信息，進而提升耗能系統整體面的能源使用效率與能源管理，而達到有效節能的功效者。
背景技術：
一般工廠在最初建廠時，其相關系統的設計是為了達到最大產能，其所裝設的監控系統僅用以作為達到順利生產製造的目的，以及防止設備臨時故障或發生安全性等問題發生，並沒有把節能減排或能源管理的要求一併考慮，因此，常會導致不必要的能源浪費， 無法節能減排。市面上目前已有的能源管理系統是匯整所有的耗能數據與運轉數據後，或建立耗能的固定樣式(pattern)，或提供統計分析工具，供用戶自由運用，這樣的系統無法應用於耗能變動性大的工廠，一般人亦無法簡易快速地去管理與分析節能減排的空間。節能減排當前工廠能源管理的首要目標，一般進行節能減排診斷的順序大致為尋找與識別低效率的設備、進行低效率設備的效率量測、提出改善設備效率的方法(包括更換成高效率的新設備)與效率改善的幅度、然後依據每年生產製造的時數與時程，計算可節省的能耗量與能源成本。但是當工廠依據上述的建議改善設備效率，事後驗證測試改善後所節省的能耗量與能源成本，都會發現改善後的效果並未如改善前所預測，其原因因為一個耗能系統內設備之間有互相作用(interaction)的緣故，即當設法使一個設備節能時，有時便會增加相鄰設備的耗能，或是該設備的節能幅度受相鄰設備影響而無法如預期大幅調升。因此如果沒有一個可將設備間的作用關係併入節能減排算法的工具，則永遠無法正確預估節能減排的效果。
發明內容
因為上述已知能源管理系統的缺憾，本發明提出一種多層次能源分析管理系統， 以期可以提供一般用戶可以分層分析能源的耗能情形、提高耗能系統面的能源使用效率、 決定節能減排的策略，以及依據生產排程正確預估轉化能源(如蒸汽、壓縮空氣、冷卻水、 冰水...等)的動態需求、耗能系統與設備的動態變化，提供節能操作人員節能優化的操作建議，且估計與量測初始能源(如電力、原水、燃料)的耗用量，進而可應用於工廠與建築的能源分析與管理，而達到有效節能的功效。為達上述目的，本發明的多層次能源分析管理系統其包含有一用以作為耗能數據匯整與分析的管理控制機構；一與管理控制機構連接的能源成本機構，提供能源的單價數據至管理控制機構；一與管理控制機構連接的製造執行機構，提供生產排程數據至管理控制機構；以及一與管理控制機構連接的監控節能機構，監控相關設備的運轉與效率，以及依
3據管理控制機構預估的轉化能源需量，實時提供優化的節能控制，且估計與量測初始能源 (如電力、原水、燃料)的耗用量，並傳輸相關設備的耗能數據至管理控制機構進行匯整與分析。由於採用以上技術方案，本發明至少具有下列的優點
1.匯整統計與顯示耗能系統/耗能設備的實際耗能量、耗能成本。2.在線預估耗能系統/耗能設備的耗能量、耗能成本。3.在線監測耗能系統/設備的效率。 4.依據實時負載的趨勢或長期負載(生產排程)的預測，提供在線最佳節能控制的建議，如開啟/關閉指定的一部或多部空壓機(當多部空壓機並聯運轉時)、變更空壓機的控制模式、最佳冰水主機的負載配置。5.提供在線節能對策分析能力，供用戶於假設的條件下調變生產所需的轉化能源需量、運轉參數與/或設備效率後，計算顯示每年可能省的初始能源耗能量與耗能成本。
圖1為本發明的基本架構示意圖。圖2為本發明的使用狀態流程示意圖。圖中 管理控制機構1 能源成本機構2 製造執行機構3 監控節能機構4 節能單元41
監控單元42 壓縮空氣節能單元41a 壓縮空氣監控單元42a 冷卻水節能單元41b 冷卻水監控單元42b 加熱爐節能單元41c 加熱爐監控單元42c 空調節能單元41d 空調監控單元42d 鍋爐蒸汽節能單元41e 鍋爐蒸汽監控單元42e 壓縮空氣系統51 冷卻水系統52 加熱爐系統53 空調系統M 鍋爐蒸汽系統陽。
具體實施例方式為充分了解本發明的目的、特徵及功效，現通過下述具體的實施例，並配合附圖， 對本發明做一詳細說明，說明如後
請參閱圖1，為本發明的基本架構示意圖。如圖所示本發明多層次能源分析管理系統至少包含一管理控制機構1、一能源成本機構2、一製造執行機構3以及一監控節能機構 4所構成。上述所提的管理控制機構1用以作為初始能源與轉化能源耗能數據的分層匯整與分析、以及依據生產排程預估轉化能源需量。該能源成本機構2與管理控制機構1連接，提供能源的單價數據至管理控制機構 1，並接受管理控制機構匯整的耗能成本。該製造執行機構3與管理控制機構1連接，提供生產排程數據至管理控制機構1， 使管理控制機構據以預估未來的轉化能源的需量。該監控節能機構4與管理控制機構1連接，用以監控相關設備的運轉、效率與耗能量，以及依據管理控制機構1預估的轉化能源需量，實時提供優化的節能控制、預估原始能源的需量、收集實際量測的原始/轉化能源耗用量、比較預估與實際耗量兩者間的差異並傳輸原始能源與轉化能源的實際相關設備的耗能數據至管理控制機構1進行匯整與分析， 之後再由管理控制機構1傳輸能源需量預估數據至該監控節能機構4，而該監控節能機構4 至少包含有節能單元41及監控單元42。請參閱圖2，為本發明的使用狀態流程示意圖。如圖所示當本發明在使用時，可將監控節能機構4以多數的節能單元41及監控單元42至少與工廠產線的壓縮空氣系統 51、冷卻水系統52、加熱爐系統53、空調系統M以及鍋爐蒸汽系統55等現場設備連接設置，而使監控節能機構4依據各現場設備定義出壓縮空氣節能單元41a、壓縮空氣監控單元42a、冷卻水節能單元41b、冷卻水監控單元42b、加熱爐節能單元41c、加熱爐監控單元 42c、空調節能單元41d、空調監控單元42d、鍋爐蒸汽節能單元41e以及鍋爐蒸汽監控單元 42e，在運作時可用以實時獲取信息監視與(遠地)控制壓縮空氣系統51、冷卻水系統52、加熱爐系統53、空調系統M以及鍋爐蒸汽系統55等現場設備的運轉情形，如發現異常則發出警告，此外，並可將壓縮空氣預估與實際的耗能數據、冷卻水預估與實際的耗能數據、加熱爐預估與實際的耗能數據、空調預估與實際的耗能數據以及鍋爐蒸氣預估與實際的耗能數據傳輸至管理控制機構1進行匯整統計與分析，而當管理控制機構1進行匯整統計與分析時，同時由能源成本機構2與製造執行機構3分別提供能源的單價數據以及生產排程數據，讓管理控制機構1可依據能源成本機構2、製造執行機構3以及監控節能機構4的各項信息(如壓縮空氣系統的流量、冷卻水系統的風扇效率、加熱爐系統的燃燒效率、空調系統的熱交換速率以及蒸氣的供給量)預先估算各式耗能系統的耗用量與耗電量，並將能源需量預估數據傳輸至該監控節能機構4，用來讓公司上層管理人員、財務人員、生產排程人員…等人員可通過管理控制機構1或監控節能機構4讀取相關數據，從而進行節能決策分析，而調整生產排程以降至能的耗用量與成本。如上所述，本發明完全符合專利三要件新穎性、進步性和產業上的可利用性。以新穎性和進步性而言，本發明一種多層次能源分析管理系統，可了解相關設備的耗能情形， 並進行能源使用效率的管理，而達到有效節能的功效；就產業上的可利用性而言，利用本發明所衍生的產品，當可充分滿足目前市場的需求。 但是，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括範圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的範圍。
權利要求
1.一種多層次能源分析管理系統，其特徵在於包含一管理控制機構，用以作為初始能源與轉化能源耗能數據的分層匯整與分析；一能源成本機構，與管理控制機構連接，提供能源的單價數據至管理控制機構，接受管理控制機構匯整的能源成本數據；一製造執行機構，與管理控制機構連接，提供生產排程數據至管理控制機構，使管理控制機構據以預估未來的轉化能源的需量；以及一監控節能機構，與管理控制機構連接，用以監控相關設備的運轉與耗能情形以及依據管理控制機構預估的轉化能源需量，實時提供優化的節能控制，並傳輸原始能源與轉化能源的實際耗能數據至管理控制機構進行匯整與分析。
2.如權利要求1所述的多層次能源分析管理系統，其特徵在於所述監控節能機構至少包含有節能單元及監控單元。
3.如權利要求2所述的多層次能源分析管理系統，其特徵在於各節能單元及監控單元系可依據不同的相關設備進行運轉監控以及耗能的數據傳輸。
4.如權利要求2所述的多層次能源分析管理系統，其特徵在於各節能單元及監控單元可依據不同的相關設備至少定義出壓縮空氣節能單元、壓縮空氣監控單元、冷卻水節能單元、冷卻水監控單元、加熱爐節能單元、加熱爐監控單元、空調節能單元、空調監控單元、 鍋爐蒸汽節能單元以及鍋爐蒸汽監控單元。
全文摘要
本發明公開一種多層次能源分析管理系統，其包含一管理控制機構；一與管理控制機構連接的能源成本機構，提供能源的單價數據至管理控制機構，接受管理控制機構匯整的能源成本數據；一與管理控制機構連接的製造執行機構，提供生產排程數據至管理控制機構，使管理控制機構據以預估未來的能源需量；以及一與管理控制機構連接的監控節能機構，用以監控相關設備的運轉、效率與耗能量，並傳輸相關設備的耗能數據至管理控制機構進行匯整與分析。本發明可掌握相關設備的耗能情形，進行能源使用效率的管理，並實時控制符合需量的能源供給量，進而可應用於工廠與建築的能源分析與管理，而達到有效節能的功效。
文檔編號G06Q10/00GK102446289SQ20101029838
公開日2012年5月9日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者莊丁祥, 林瑾餘, 林長庚, 鄭吉甫, 陳金佑 申請人:新鼎系統股份有限公司