醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置的製作方法
2023-05-21 23:58:16 3
專利名稱：醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能源管理裝置，特別是涉及一種醫藥潔淨空調自尋優能源管
理裝置。
背景技術：
藥廠中央空調節能是多學科交叉應用的成果，分別涉及暖通空調、流體力學、計算 機控制及應用、變頻控制技術、電氣自動化技術、自由冷卻技術(FREE-C00LING)等多個學 科。傳統研究僅僅限於單個學科或者限於暖通空調本身，這樣並不能達到最好的效果。我 們正是採用多學科的交叉，才能達到藥廠中央空調安全、節能、高效的目標。 常規中央空調節能技術改造措施、方法很多，這些技術主要應用於商業樓宇或賓 館寫字樓的中央空調節能改造中，有一個共性就是僅滿足舒適性要求，對溫度波動幅度要 求不是很嚴格，對溼度數據基本沒有進行監測與控制，安全等級要求不是很高，即使中央空 調設備停開數十分鐘，往往也不會對整個樓宇產生重大影響。 中央空調是在醫藥生產企業這樣的特殊環境下，具有極強的專業性及針對性，涉 及到非常多的數據與參數。系統改造完成後，必須達到藥品生產GMP標準，包括對車間恆溫 恆溼、車間微壓差、車間換氣次數的要求等等，這樣的要求在常規舒適性中央空調中是不存 在的。同時，改造完成後，系統的穩定性要求更高，系統短暫的停運都可能會造成生產車間 的負壓，影響潔淨度，造成藥品交叉汙染。正是由於這種特殊性與專業性使得在製藥行業 進行中央空調改造技術較之常規的中央空調系統節能改造更為複雜，技術和穩定性要求更 高。
發明內容針對上述問題，本實用新型的主要目的在於提供一種醫藥潔淨空調自尋優能源管 理裝置，藥廠空調的特殊性與專業性使得在製藥行業進行中央空調改造技術較之常規的中 央空調系統節能改造更為複雜，技術和穩定性要求更高，藥廠的溫度波動幅度要求很嚴格， 對溼度數據要進行監測與控制，安全等級要求很高，即使中央空調設備停開數十分鐘，往往 也會對整個樓宇產生重大影響。
本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種醫藥潔淨空調自尋
優能源管理裝置，其包括根據空調末端設備實際需要調節水泵轉速進行變流量供水的中
央空調水系統節能裝置、空調末端系統裝置、用來冷卻冷凝器的冷卻塔供冷控制裝置和驅
動空氣與在冷凝器吸收了熱量的冷卻水強行進行熱溼交換，以使冷卻水降溫後再返回冷凝
器進行吸熱的冷卻塔風機節能控制裝置，其特徵在於所述裝置還包括由計算機管理系統
組成的智能管理裝置，所述中央空調水系統節能裝置、空調末端系統裝置、冷卻塔供冷控制
裝置和冷卻塔風機節能控制裝置均與智能管理裝置通過乙太網相連。 其中，所述中央空調水系統節能裝置包括節能水泵和變頻二級泵。 其中，所述空調末端系統裝置包括利用減少風量的方法來適應負荷變化的變風量
3控制裝置和保證室內溫度、溼度、壓力滿足工藝要求的溫溼度控制裝置，所述風量控制裝置 和溫溼度控制裝置均安裝在所述空調末端系統裝置裡面。 其中，所述冷卻塔供冷控制裝置包括安裝在冷卻塔供冷控制裝置裡面的冷凍水泵 和冷卻水泵。 其中，所述冷卻塔風機節能控制裝置包括變頻調速裝置。 其中，所述智能管理裝置為總監控主機。 其中，所述智能管理裝置連接捕獲到異常信號自動報警的報警設備。 其中，所述報警設備為門磁報警器、紅外報警器、煙感報警器或玻璃破碎器報警器。 其中，所述乙太網採用的連接介質為雙絞線或光纖。
本實用新型的工作過程如下 智能管理裝置通過採集空調末端系統裝置內的溫溼度控制裝置，將採集來的溫溼 度信號進行分析處理，然後將運算結果發送到風量控制裝置中，最終實現風量控制與溫溼 度信號之間的最佳匹配，從而達到節約風機能源的目的，智能管理裝置同時還採集了空調 末端系統裝置內的溫溼度控制裝置反饋的信號，從而控制中央空調水系統節能裝置和冷卻 塔供冷控制裝置的水泵，通過進行水泵的轉速控制，達到實時跟蹤末端生產需要，實現水泵 能源節約的目的，冷卻塔風機的節能控制裝置是通過智能管理裝置採集中央空調水系統節 能裝置和冷卻塔供冷控制裝置的水泵轉速信息，通過最佳配比的自尋優運算得出的冷卻塔 風機的轉速控制信息，通過智能管理裝置將該信息傳送至冷卻塔供冷控制裝置中，從而實 現節能自動控制。該智能管理裝置具有強大的數據分析、歷史數據存儲等功能，同時還自帶 報警裝置，通過多種多樣的方式將報警信息表達給管理人員，另外該報警裝置還能實現報 警後的一系列自動恢復功能，將報警後造成的損失降低到最小。 本實用新型的積極進步效果在於本實用新型提供的醫藥潔淨空調自尋優能源管 理裝置具有以下優點本實用新型能對大面積的醫藥生產廠房多點的溫度/溼度/微壓差 等進行監測，並將數據傳輸到PC機上進行數據存儲與分析，並輸出列印曲線，在設備異常 情況下還以多種形式的報警通知相應人員。同時系統具有強大的分級管理功能，為不同階 層的用戶管理提供了一個多級的管理、監控平臺。系統還具有良好的擴展性，為用戶以後的 功能擴充提供了巨大的擴充空間。 同時，本裝置還可以結合SMS、GSM簡訊技術，利用網際網路的全球資源，打造價格低 廉、功能豐富的無人值守廠房環境溫溼度解決方案。在廠房環境指標出現異常的時候，進行 短消息報警，可設置短消息群發，及不同的時刻通知不同的值班人員。通過手機或電話振 鈴、電子郵件的方式，可以讓系統發送當前廠房內的設備運行情況的短消息及電子郵件，充 分實現無人值守的遠程監控。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。圖1為本實用新型的結構示意圖，本實用新型包括根據空調末端設備實際需要調節水泵 轉速進行變流量供水的中央空調水系統節能裝置1、空調末端系統裝置2、用來冷卻冷凝器 的冷卻塔供冷控制裝置3、驅動空氣與在冷凝器吸收了熱量的冷卻水強行進行熱溼交換，以 使冷卻水降溫後再返回冷凝器進行吸熱的冷卻塔風機節能控制裝置4、由計算機管理系統 組成的智能管理裝置5，該中央空調水系統節能裝置1、空調末端系統裝置2、冷卻塔供冷控 制裝置3和冷卻塔風機節能控制裝置4均與智能管理裝置5通過乙太網相連，乙太網採用 的連接介質為雙絞線或光纖等介質，該智能管理裝置5可以為總監控主機，其後連接捕獲 到異常信號自動報警的報警設備6，報警設備6為門磁報警器、紅外報警器、煙感報警器或 玻璃破碎器報警器等報警器，該中央空調水系統節能裝置1包括節能水泵11和變頻二級泵 12，該空調末端系統裝置2包括利用減少風量的方法來適應負荷變化的變風量控制裝置21 和保證室內溫度、溼度、壓力滿足工藝要求的溫溼度控制裝置22，風量控制裝置21和溫溼 度控制裝置22均安裝在所述空調末端系統裝置2裡面。冷卻塔供冷控制裝置3包括安裝 在冷卻塔供冷控制裝置3裡面的冷凍水泵31和冷卻水泵32，該冷卻塔風機節能控制裝置4 包括變頻調速裝置。該智能管理裝置5為總監控主機，智能管理裝置5連接捕獲到異常信 號自動報警的報警設備6。 下面具體說明各個部分的構成 1、中央空調水系統節能裝置1 本裝置根據空調末端設備實際需要調節水泵轉速進行變流量供水。改造採用高效 新型節能水泵替換原系統低效水泵，將各調節閥改為變頻的二級泵，取消原二級泵。採用這 種方式將不再需要調節閥，對於大多數支路來說，供回水幹管間是負壓差，當某臺空調機的 水泵停止時，流量會自動成為零。改變用戶處水泵的轉速，可以很好地實現流量調節。由於 不再安裝任何調節閥，因此沒有調節閥所造成的損失。當流量減少一半時，用戶水泵的工作 點將略有偏移，但能耗仍可降低80%以上。當系統平均運行流量為最大流量的70%時，可 以通過計算，得出與採用變速泵的方式相比各用戶泵電耗的總和不到原運行方式電耗的 35%。
採用這種方式可達到以下效果 (D避免大馬拉小車，對容量過大的水泵應更換適合工藝要求容量的水泵。 (D根據工藝要求，儘可能減少運行時間。
(D進行水量控制，儘量不用閥門、擋板等適當地減小流量。 (D降低靜壓力。 (D適當地將水泵加以串聯或並聯。 (D降低揚程或減少運行臺數。
(D對軸流泵和斜流泵可以在很寬範圍內進行翼角控制，以提高效率。 2、空調末端系統裝置2 1).變風量控制裝置21 空調系統的設計一般都是按室內負荷和室外溫溼度最不利的情況來設計的。但一 年中這種設計工況的維持時間只有數天或數十小時，絕大多數情況下都是在非滿負荷下工 作。我國目前大部分空調系統都採用定風量系統，在這種系統中，空調冷負荷變小後，常採 用機器露點不變，再對冷卻的空氣進行不同程度的"再熱"的方法來解決。這種方法雖然可以滿足空調負荷變化的需要，但都增加了不必要的"再熱"能量，是一種不經濟的運行方式。 而變風量系統在室內冷負荷變小時，不是採用"再熱"而是利用減少風量的方法來適應負荷 的變化。這種方法去掉了"再熱"又減少了風機的軸功率。經測算，如果系統全年均在70% 風量下工作，風機耗電約可減少一半，因此節能的效果比較明顯。 2)溫溼度控制裝置22 溼度系統控制主要用於保證室內溫度、溼度、壓力滿足工藝要求。藥廠一般採用的 是四管制(製冷由冰水主機供冷，制熱由蒸汽供熱或電加熱)空調系統，本裝置採用了連鎖 控制和遠程工作站控制相結合的方法對空調系統的溫、溼度控制。 3、冷卻塔供冷控制裝置3 冷卻塔是用來冷卻冷凝器的。隨著室外空氣溼球溫度的降低，冷卻塔的出水溫度
自然也會降低(因為影響冷卻塔出水溫度的因素主要是溼球溫度)。當室外溼球溫度繼續
下降到某溫度值以下時，冷卻塔的出水溫度已經很低，可以直接或間接向空調系統供冷而
無需開啟冷凍機。此技術對於在上海地區全年需要連續運行的中央空調系統特別適用。經
研究，當溼球溫度達到8°C以下時，可採用冷卻塔供冷。根據上海地區的氣象參數，冷卻塔供
冷時間可達兩個多月，如果輔以較好的控制管理，使用時間可進一步延長，可以達到三個月
左右。採用冷卻塔供冷技術，大大減少運行費用；而且防止了當冷凍機長期在遠離設備設計
工況的情況下工作時，因冷卻水溫度較低(低於10°C )而無法啟動的情況，提高了主機的使
用效率以及安全性。 4、冷卻塔風機節能控制裝置4 冷卻塔風機的作用是驅動空氣與在冷凝器吸收了熱量的冷卻水強行進行熱溼交 換，以使冷卻水降溫後再返回冷凝器進行吸熱。為使製冷設備在一定的負荷範圍內穩定運 行，必須使進入冷凝器的冷卻水溫度保持穩定。對於吸收式制冷機，冷卻水溫度過低將出現 溶液結晶事故。對於大型封閉式離心機組，冷凝壓力過低會引起電機冷卻液流動不暢，可能 造成電機局部過熱甚至燒毀。冷卻水溫度過高則會降低制冷機效率。穩定冷卻水溫度可以 採用調節運行臺數或調節風機轉速的方法，也可以採用利用三通閥調節通過冷卻塔的水量 與通過旁通水量比例的方法。利用三通閥調節旁通水量的方法，冷卻水泵的輸送能量並沒 有減少，如果把冷卻水泵改成變頻泵，因為流過冷凝器的水量一般情況下不能變化很大，所 以變頻的範圍也受到了限制。 本裝置通過研究，驗證了採用變頻調速技術去調節冷卻塔風機轉速，把冷卻水溫 度控制在一個比較高的精度範圍內，達到節省風機的電耗。 5、智能管理裝置5 本裝置主要是有計算機管理系統組成，連續如實的採集和記錄監測車間內溫度、 溼度、煙霧、噪聲、空氣潔淨度及供電電壓等各項參數情況，以數字、圖形和圖像等多種方式 進行實時顯示和記錄監測信息；本裝置可以連接大量報警設備，例如門磁，紅外，煙感，玻璃 破碎器等， 一但捕獲到異常信號，系統能自動報警，上傳報警信息並進行本地及遠程監測， 系統可在不同的時刻通知不同的值班人員；本系統可以實時顯示或者歷史顯示廠房的各參 數曲線變化，可以同時顯示多個不同廠房的環境參數曲線，更方便比較分析。可顯示參數列 表、實時曲線圖(對應具體數值並任意調整坐標)、實時數據、折算數據、累計數據、歷史、報 警畫面、報表等多種顯示、統計功能更加貼近用戶需求，所有的數據採集和記錄到主機計算
6機上，數據可以按照使用人員的要求定時自動保存、備份、列印、歸檔等。 建立計算機遠程監控信息系統，實時監測並記錄企業的用能時間、設備運行狀態、 能源消耗參數等，自動分析對比能源使用狀況，發現問題並提供解決方案，實現企業能源管 理的信息化、自動化。該系統還包括各種能源資源評估；能源成本分析；財務預算；能源消 費的實時管理；能源項目的財務分析；節能設備的動態監測；節能量的準確確認等。該系統 是節約能源、強化管理的一大利器。 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內，本實用新型 要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求一種醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其包括根據空調末端設備實際需要調節水泵轉速進行變流量供水的中央空調水系統節能裝置(1)、空調末端系統裝置(2)、用來冷卻冷凝器的冷卻塔供冷控制裝置(3)和驅動空氣與在冷凝器吸收了熱量的冷卻水強行進行熱溼交換，以使冷卻水降溫後再返回冷凝器進行吸熱的冷卻塔風機節能控制裝置(4)，其特徵在於所述裝置還包括由計算機管理系統組成的智能管理裝置(5)，所述中央空調水系統節能裝置(1)、空調末端系統裝置(2)、冷卻塔供冷控制裝置(3)和冷卻塔風機節能控制裝置(4)均與智能管理裝置(5)通過乙太網相連。
2. 根據權利要求1所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述中央 空調水系統節能裝置(1)包括節能水泵(11)和變頻二級泵(12)。
3. 根據權利要求1所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述空調末端系統裝置(2)包括利用減少風量的方法來適應負荷變化的變風量控制裝置(21)和保 證室內溫度、溼度、壓力滿足工藝要求的溫溼度控制裝置(22)，所述風量控制裝置(21)和 溫溼度控制裝置(22)均安裝在所述空調末端系統裝置(2)裡面。
4. 根據權利要求1所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述冷卻 塔供冷控制裝置(3)包括安裝在冷卻塔供冷控制裝置(3)裡面的冷凍水泵(31)和冷卻水 泵(32)。
5. 根據權利要求1所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述冷卻 塔風機節能控制裝置(4)包括變頻調速裝置。
6. 根據權利要求1所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述智能 管理裝置(5)為總監控主機。
7. 根據權利要求1或6所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述 智能管理裝置(5)連接捕獲到異常信號自動報警的報警設備(6)。
8. 根據權利要求7所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述報警 設備(6)為門磁報警器、紅外報警器、煙感報警器或玻璃破碎器報警器。
9. 根據權利要求1至6或8任一權利要求所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置， 其特徵在於所述乙太網採用的連接介質為雙絞線或光纖。
10. 根據權利要求7所述的醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其特徵在於所述乙太網採用的連接介質為雙絞線或光纖。
專利摘要本實用新型公開了一種醫藥潔淨空調自尋優能源管理裝置，其包括中央空調水系統節能裝置、空調末端系統裝置、冷卻塔供冷控制裝置、冷卻塔風機節能控制裝置，以上裝置均與智能管理裝置通過乙太網相連。本實用新型能對大面積的醫藥生產廠房多點的溫度/溼度/微壓差等進行監測，並將數據傳輸到PC機上進行數據存儲與分析，並輸出列印曲線，在設備異常情況下還以多種形式的報警通知相應人員。同時系統具有強大的分級管理功能，為不同階層的用戶管理提供了一個多級的管理、監控平臺；系統還具有良好的擴展性，為用戶以後的功能擴充提供了巨大的擴充空間。
文檔編號F24F11/02GK201463179SQ20092007592
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者蘭大志, 張健 申請人:上海德利傑能自動化科技有限公司