CN109165859B - 一种基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法。其方法步骤包括原气站设备初检、原气站整体精检、物联网节能分析、匹配设计改造、精细化运维及节能量核算，通过对用气单位原气站实施初检、精检掌握了原气站能耗水平以及运行参数，应用物联网信息采集系统分析出能耗浪费根源，结合实际用气需求，为用气单位量身定制节能压缩空气站；节能压缩空气站可实施动态匹配，达到最佳节能效果；节能压缩空气站通过物联网监控云管理系统实现实时监测的精细化运维，最后通过合同约定比例的每月相对节电量支付给节能服务公司。本发明为用气单位提供了一种新型轻资产运营的商业模式，减轻了用气单位设备采购以及后期运维保养的成本。
Description
技术领域
本发明涉及工业设备节能分享商业模式，尤其涉及一种基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法。
背景技术
压缩空气作为工业生产上最环保的动力源，具有取之不尽，用之不竭、节能环保等技术优势，广泛用于医药，食品，机械，电子，塑胶，纺织，电力，建材等各行各业，作为喷涂，搅拌，输送等，基本上每家制造业工厂都会配备专用气站。
目前，制造业用气单位往往采用增加固定资产模式解决对压缩空气的需求，即向压缩机制造商或销售商进行采购、制造商或销售商安装、用气单位自行运维、保养的传统模式，由于大部分压缩机的制造商和销售商，所关注的是销售的利润，并做不到真正关注企业的使用效果，导致用气成本和风险完全由用气单位自行承担。包括由于压缩机无可避免的老化、管道泄漏、工况不匹配等后期问题，都会加大用气单位在用气成本上的大幅增加，而这部分成本是用气单位往往无法测算和管理。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法。
一种基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法包括以下步骤：
1)原气站设备初检：由节能服务公司采用压缩机能效分析仪对用气单位原气站所有压缩机设备进行能耗测试，通过测试将压缩机设备划分为节能组、淘汰组；节能组压缩机，作为用气单位备用气站处理；淘汰组压缩机，由用气单位直接淘汰处理；
2)原气站整体精检：完成步骤1)后的原气站，由节能服务公司通过物联网信息采集系统对压缩空气的生产环节、输送环节、应用环节使用的设备进行精检，确定原气站整体能耗比、压力损失、平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能、用气流量波动需求、用气压力波动需求；同时采用超声波测漏仪对原气站输送环节的设备进行扫描检测，确定原气站泄漏位置；所述的物联网信息采集系统包括精检传感元件单元、精检PLC控制单元、精检数据采集单元、精检云平台和若干终端设备，精检传感元件单元包括安装于每台压缩机上的电能表、主管网上的压力传感器、温度传感器、涡街流量计，精检PLC控制单元包括PLC控制器、网络通信模块，精检云平台包括统计分析模块、运行控制模块、专家诊断模块和web服务模块；所述的压缩机和精检传感元件单元均与所述的精检PLC控制单元连接，所述的精检PLC控制单元与精检数据采集单元连接，所述的精检数据采集单元与精检云平台通过网络通信连接，所述终端设备均与精检云平台通过网络通信连接；
3)物联网节能分析：完成步骤2)后的原气站，由专家诊断模块对统计分析模块的原气站能耗比、压力损失与web服务模块的数据库进行数据对比，确定压缩空气在生产环节、输送环节、应用环节实际浪费点；
4)匹配设计定制：完成步骤3)后，由节能服务公司根据物联网节能分析的用气浪费点，以及步骤2)超声波测漏仪检测的泄漏位置，结合步骤2)原气站整体精检的用气流量波动需求、用气压力波动需求，定制节能压缩空气站，以降低单位压缩空气的生产及输送的能耗；节能压缩空气站包括生产环节的节能压缩机，输送环节的高、低压力分别供气管网，以及物联网监控云管理系统，节能压缩空气站设备资产的所有权归节能服务公司所有；
5)精细化运维：完成步骤4)后节能压缩空气站，由节能服务公司通过物联网监控云管理系统进行精细化管理，实时监控设备运行以及跟踪能耗监测，确定节能压缩空气站每月生产压缩空气所消耗的电能及用气量；
6)节能量核算：根据步骤5)确定的节能压缩空气站每月生产压缩空气所消耗的电能及用气量，对比原气站平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能核算每月的相对节电量，由用气单位根据双方约定比例的每月相对节电量电费支付给节能服务公司。
作为优选，所述的步骤2)中的运行控制模块用于控制精检过程的原气站压缩机运行，检测原气站不同工况下平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能；统计分析模块用于对原气站能耗比、压力损失的数据统计分析；专家诊断模块用于对统计分析模块的数据与web服务模块的数据库进行数据对比，分析压缩空气实际浪费点；web服务模块用于云平台数据存储及提供网上信息浏览服务。
作为优选，所述的步骤4)定制的节能压缩空气站还需进行节能气站再精检分析步骤，所述的节能气站再精检分析步骤如下：
4.1)节能气站整体再精检：完成步骤4)后的节能压缩空气站，由节能服务公司通过物联网信息采集系统对压缩空气的生产环节、输送环节、应用环节使用的设备进行精检；确定原气站整体能耗比、压力损失、平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能、用气流量波动需求、用气压力波动需求；同时采用超声波测漏仪对节能压缩空气站输送环节的设备进行扫描检测，确定原气站泄漏位置；
4.2)物联网节能再分析：完成步骤4.1)后的节能压缩空气站，由专家诊断模块对统计分析模块的节能压缩空气站能耗比、压力损失与web服务模块的数据库进行数据对比，确定压缩空气在生产环节、输送环节、应用环节实际浪费点；
4.3)匹配设计优化改造：完成步骤4.2)后，由节能服务公司根据物联网节能分析的用气浪费点，以及步骤4.1)超声波测漏仪检测的泄漏位置，结合步骤4.1)节能气站整体精检的用气流量波动需求、用气压力波动需求，优化改造节能压缩空气站，以降低单位压缩空气的生产及输送的能耗。
作为优选，所述的步骤4)节能压缩机为变频控制、永磁电机、二级压缩的空压机。
作为优选，所述的步骤4)物联网监控云管理系统包括运维传感元件单元、节能压缩空气站控制单元、运维数据采集单元、运维云平台和若干终端设备；所述的节能压缩机和运维传感元件单元均与所述的节能压缩空气站控制单元连接，所述的节能压缩空气站控制单元与运维数据采集单元连接，所述的运维数据采集单元与运维云平台通过网络通信连接，所述终端设备均与运维云平台通过网络通信连接。
作为优选，所述的运维传感元件单元包括安装于每台压缩机上的电能表、主管网上的压力传感器、温度传感器、涡街流量计。
作为优选，所述的节能压缩空气站控制单元包括压缩机控制器、网络通信模块。
作为优选，所述的运维云平台包括实时监控模块、实时控制模块、统计分析模块、专家诊断模块和web服务模块，实时监控模块用于气站实时监控、告警通知，实时控制模块用于全生命周期管理、工单管理、售后管理，统计分析模块包括气站列表统计、设备列表统计、节能统计、运行报表统计、适配器列表统计，专家诊断模块用于故障预测、能耗优化。
作为优选，所述的步骤5)终端设备包括电脑、手机、监控屏幕。
本发明的有益效果：本发明的节能服务公司通过对用气单位原气站进行初检、精检实施掌握了原气站能耗水平以及运行参数，应用物联网信息采集系统找出能耗浪费根源，结合实际用气需求，为用气单位量身定制节能压缩空气站，同时节能压缩空气站可根据用气工况变化、新技术设备应用实施动态匹配，达到最佳节能效果；节能压缩空气站通过物联网监控云管理系统对节能压缩空气站进行云管理控制，实现实时监测的精细化运维，最后通过合同约定比例的每月相对节电量支付给节能服务公司。本发明基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，为用气单位在工业信息化高速发展的今天，提供了一种新型轻资产运营的商业模式，减轻了用气单位设备采购以及后期运维保养的成本。
附图说明
图1为基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法的步骤流程图；
图2为基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法的步骤流程图(增加了动态匹配)；
图3为物联网信息采集系统框图；
图4为物联网监控云管理系统框图。
具体实施方式
如图1，一种基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原气站设备初检：由节能服务公司采用压缩机能效分析仪对用气单位原气站所有压缩机设备进行能耗测试，通过测试将压缩机设备划分为节能组、淘汰组；节能组压缩机，作为用气单位备用气站处理，由用气单位进行管理，以满足因计划外临时的用气需求工况，保留用气单位对原设备资产的所有权；淘汰组压缩机，由用气单位直接淘汰处理；所述的压缩机能效分析仪选用合肥科迈捷智能传感技术有限公司生产的CAE350S压缩机能效分析仪；
2)原气站整体精检：完成步骤1)后的原气站，由节能服务公司通过物联网信息采集系统对压缩空气的生产环节、输送环节、应用环节使用的设备进行精检，确定原气站整体能耗比、压力损失、平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能、用气流量波动需求、用气压力波动需求；同时采用超声波测漏仪对原气站输送环节的设备进行扫描检测，确定原气站泄漏位置；
如图3所示，所述的物联网信息采集系统包括精检传感元件单元、精检PLC控制单元、精检数据采集单元、精检云平台和若干终端设备，精检传感元件单元包括安装于每台压缩机上的电能表、主管网上的压力传感器、温度传感器、涡街流量计，精检PLC控制单元包括PLC控制器、网络通信模块，精检云平台包括统计分析模块、运行控制模块、专家诊断模块和web服务模块；运行控制模块用于控制精检过程的原气站压缩机运行，检测原气站不同工况下平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能；统计分析模块用于对原气站能耗比、压力损失的数据统计分析；专家诊断模块用于对统计分析模块的数据与web服务模块的数据库进行数据对比，分析压缩空气实际浪费点；web服务模块用于云平台数据存储及提供网上信息浏览服务；所述的压缩机和精检传感元件单元均与所述的精检PLC控制单元连接，所述的精检PLC控制单元与精检数据采集单元连接，所述的精检数据采集单元与精检云平台通过网络通信连接，所述终端设备均与精检云平台通过网络通信连接；所述的超声波测漏仪选用中国希尔斯仪表(深圳)有限公司生产的S530超声波侧漏仪；
3)物联网节能分析：完成步骤2)后的原气站，由专家诊断模块对统计分析模块的原气站能耗比、压力损失与web服务模块的数据库进行数据对比，确定压缩空气在生产环节、输送环节、应用环节实际浪费点；其中生产环节需要确定压缩设备是否偏离最佳效率压力点、变频技术是否正确使用、实际用气量是否小于装机排气量、实际用气压力是否低于压缩设备设定压力、压缩空气后处理设备是否正确使用；输送环节需要确定管道是否泄漏、管网布置是否存在压力损失；应用环节需要确定用气设备是否泄露、用气设备是否过压、用气设备是否高低压分网使用；
4)匹配设计定制：完成步骤3)后，由节能服务公司根据物联网节能分析的用气浪费点，以及步骤2)超声波测漏仪检测的泄漏位置，结合步骤2)原气站整体精检的用气流量波动需求、用气压力波动需求，定制节能压缩空气站，以降低单位压缩空气的生产及输送的能耗；节能压缩空气站包括生产环节的节能压缩机，输送环节的高、低压力分别供气管网，以及物联网监控云管理系统，节能压缩空气站设备资产的所有权归节能服务公司所有；
5)精细化运维：完成步骤4)后节能压缩空气站，由节能服务公司通过物联网监控云管理系统进行精细化管理，实时监控设备运行以及跟踪能耗监测，确定节能压缩空气站每月生产压缩空气所消耗的电能及用气量；
6)节能量核算：根据步骤5)确定的节能压缩空气站每月生产压缩空气所消耗的电能及用气量，对比原气站平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能核算每月的相对节电量，由用气单位根据双方约定比例的每月相对节电量电费支付给节能服务公司；对于用气单位，免除了气站设备采购以及后期运维保养的成本，仅需要承担节能压缩空气站生产压缩空气所消耗的电能、以及根据双方约定比例节电量的电费；对于节能服务公司，实现的服务收入A＝ab(xy-z)；其中a为双方分享的约定比例，b为电费价格，x为原气站平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能，y为节能压缩空气站每月的用气量，z为节能压缩空气站每月生产压缩空气所消耗的电能。
其中所述的步骤4)节能压缩机为变频控制、永磁电机、二级压缩的空压机。物联网监控云管理系统包括运维传感元件单元、节能压缩空气站控制单元、运维数据采集单元、运维云平台和若干终端设备；所述的节能压缩机和运维传感元件单元均与所述的节能压缩空气站控制单元连接，所述的节能压缩空气站控制单元与运维数据采集单元连接，所述的运维数据采集单元与运维云平台通过网络通信连接，所述终端设备均与运维云平台通过网络通信连接。运维传感元件单元包括安装于每台压缩机上的电能表、主管网上的压力传感器、温度传感器、涡街流量计。节能压缩空气站控制单元包括压缩机控制器、网络通信模块。运维云平台包括实时监控模块、实时控制模块、统计分析模块、专家诊断模块和web服务模块，实时监控模块用于气站实时监控、告警通知，实时控制模块用于全生命周期管理、工单管理、售后管理，统计分析模块包括气站列表统计、设备列表统计、节能统计、运行报表统计、适配器列表统计，专家诊断模块用于故障预测、能耗优化。终端设备包括电脑、手机、监控屏幕。
如图2所示，作为基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法改进的一种具体实施方式，所述的步骤4)定制的节能压缩空气站还需进行节能气站再精检分析步骤，所述的节能气站再精检分析步骤如下：
4.1)节能气站整体再精检：完成步骤4)后的节能压缩空气站，由节能服务公司通过物联网信息采集系统对压缩空气的生产环节、输送环节、应用环节使用的设备进行精检；确定原气站整体能耗比、压力损失、平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能、用气流量波动需求、用气压力波动需求；同时采用超声波测漏仪对节能压缩空气站输送环节的设备进行扫描检测，确定原气站泄漏位置；
4.2)物联网节能再分析：完成步骤4.1)后的节能压缩空气站，由专家诊断模块对统计分析模块的节能压缩空气站能耗比、压力损失与web服务模块的数据库进行数据对比，确定压缩空气在生产环节、输送环节、应用环节实际浪费点；
4.3)匹配设计优化改造：完成步骤4.2)后，由节能服务公司根据物联网节能分析的用气浪费点，以及步骤4.1)超声波测漏仪检测的泄漏位置，结合步骤4.1)节能气站整体精检的用气流量波动需求、用气压力波动需求，优化改造节能压缩空气站，以降低单位压缩空气的生产及输送的能耗。
综上所述，本实施案例的节能分享商业模式，节能服务公司通过对用气单位原气站进行初检、精检实施掌握了原气站能耗水平以及运行参数，应用物联网信息采集系统找出能耗浪费根源，结合实际用气需求，为用气单位量身定制节能压缩空气站，同时节能压缩空气站可根据用气工况变化、新技术设备应用实施动态匹配，达到最佳节能效果；节能压缩空气站通过物联网监控云管理系统对节能压缩空气站进行云管理控制，实现实时监测的精细化运维，最后通过合同约定比例的每月相对节电量支付给节能服务公司。本发明基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，为用气单位在工业信息化高速发展的今天，提供了一种新型轻资产运营的商业模式，减轻了用气单位设备采购以及后期运维保养的成本。
以上所述的是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述的实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原气站设备初检：由节能服务公司采用压缩机能效分析仪对用气单位原气站所有压缩机设备进行能耗测试，通过测试将压缩机设备划分为节能组、淘汰组；节能组压缩机，作为用气单位备用气站处理；淘汰组压缩机，由用气单位直接淘汰处理；
2)原气站整体精检：完成步骤1)后的原气站，由节能服务公司通过物联网信息采集系统对压缩空气的生产环节、输送环节、应用环节使用的设备进行精检，确定原气站整体能耗比、压力损失、平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能、用气流量波动需求、用气压力波动需求；同时采用超声波测漏仪对原气站输送环节的设备进行扫描检测，确定原气站泄漏位置；所述的物联网信息采集系统包括精检传感元件单元、精检PLC控制单元、精检数据采集单元、精检云平台和若干终端设备，精检传感元件单元包括安装于每台压缩机上的电能表、主管网上的压力传感器、温度传感器、涡街流量计，精检PLC控制单元包括PLC控制器、网络通信模块，精检云平台包括统计分析模块、运行控制模块、专家诊断模块和web服务模块；所述的压缩机和精检传感元件单元均与所述的精检PLC控制单元连接，所述的精检PLC控制单元与精检数据采集单元连接，所述的精检数据采集单元与精检云平台通过网络通信连接，所述终端设备均与精检云平台通过网络通信连接；
3)物联网节能分析：完成步骤2)后的原气站，由专家诊断模块对统计分析模块的原气站能耗比、压力损失与web服务模块的数据库进行数据对比，确定压缩空气在生产环节、输送环节、应用环节实际浪费点；
4)匹配设计定制：完成步骤3)后，由节能服务公司根据物联网节能分析的用气浪费点，以及步骤2)超声波测漏仪检测的泄漏位置，结合步骤2)原气站整体精检的用气流量波动需求、用气压力波动需求，定制节能压缩空气站，以降低单位压缩空气的生产及输送的能耗；节能压缩空气站包括生产环节的节能压缩机，输送环节的高、低压力供气管网，以及物联网监控云管理系统，节能压缩空气站设备资产的所有权归节能服务公司所有；
5)精细化运维：完成步骤4)后的节能压缩空气站，由节能服务公司通过物联网监控云管理系统进行精细化管理，实时监控设备运行以及跟踪能耗监测，确定节能压缩空气站每月生产压缩空气所消耗的电能及用气量；
6)节能量核算：根据步骤5)确定的节能压缩空气站每月生产压缩空气所消耗的电能及用气量，对比原气站平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能核算每月的相对节电量，由用气单位根据双方约定比例的每月相对节电量电费支付给节能服务公司。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于所述的步骤4)定制的节能压缩空气站还需进行节能气站再精检分析步骤，所述的节能气站再精检分析步骤如下：
4.1)节能气站整体再精检：完成步骤4)后的节能压缩空气站，由节能服务公司通过物联网信息采集系统对压缩空气的生产环节、输送环节、应用环节使用的设备进行精检；确定原气站整体能耗比、压力损失、平均每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能、用气流量波动需求、用气压力波动需求；同时采用超声波测漏仪对节能压缩空气站输送环节的设备进行扫描检测，确定原气站泄漏位置；
4.2)物联网节能再分析：完成步骤4.1)后的节能压缩空气站，由专家诊断模块对统计分析模块的节能压缩空气站能耗比、压力损失与web服务模块的数据库进行数据对比，确定压缩空气在生产环节、输送环节、应用环节实际浪费点；
4.3)匹配设计优化改造：完成步骤4.2)后，由节能服务公司根据物联网节能分析的用气浪费点，以及步骤4.1)超声波测漏仪检测的泄漏位置，结合步骤4.1)节能气站整体精检的用气流量波动需求、用气压力波动需求，优化改造节能压缩空气站，以降低单位压缩空气的生产及输送的能耗。
3.根据权利要求1或2所述的基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于所述的步骤4)节能压缩机为变频控制、永磁电机、二级压缩的空压机。
4.根据权利要求1或2所述的基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于所述的步骤4)物联网监控云管理系统包括运维传感元件单元、节能压缩空气站控制单元、运维数据采集单元、运维云平台和若干终端设备；所述的节能压缩机和运维传感元件单元均与所述的节能压缩空气站控制单元连接，所述的节能压缩空气站控制单元与运维数据采集单元连接，所述的运维数据采集单元与运维云平台通过网络通信连接，所述终端设备均与运维云平台通过网络通信连接。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于所述的运维传感元件单元包括安装于每台压缩机上的电能表、主管网上的压力传感器、温度传感器、涡街流量计。
6.根据权利要求4所述的基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于所述的节能压缩空气站控制单元包括压缩机控制器、网络通信模块。
7.根据权利要求4所述的基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于所述的运维云平台包括实时监控模块、实时控制模块、统计分析模块、专家诊断模块和web服务模块，实时监控模块用于气站实时监控、告警通知，实时控制模块用于全生命周期管理、工单管理、售后管理，统计分析模块包括气站列表统计、设备列表统计、节能统计、运行报表统计、适配器列表统计，专家诊断模块用于故障预测、能耗优化。
8.根据权利要求4所述的基于物联网的压缩空气能效管理的节能分享商业方法，其特征在于所述的步骤5)终端设备包括电脑、手机、监控屏幕。
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