CN201463179U - 医药洁净空调自寻优能源管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种医药洁净空调自寻优能源管理装置，其包括：中央空调水系统节能装置、空调末端系统装置、冷却塔供冷控制装置、冷却塔风机节能控制装置，以上装置均与智能管理装置通过以太网相连。本实用新型能对大面积的医药生产厂房多点的温度/湿度/微压差等进行监测，并将数据传输到PC机上进行数据存储与分析，并输出打印曲线，在设备异常情况下还以多种形式的报警通知相应人员。同时系统具有强大的分级管理功能，为不同阶层的用户管理提供了一个多级的管理、监控平台；系统还具有良好的扩展性，为用户以后的功能扩充提供了巨大的扩充空间。

Description

医药洁净空调自寻优能源管理装置

技术领域

本实用新型涉及一种能源管理装置，特别是涉及一种医药洁净空调自寻优能源管理装置。

背景技术

药厂中央空调节能是多学科交叉应用的成果，分别涉及暖通空调、流体力学、计算机控制及应用、变频控制技术、电气自动化技术、自由冷却技术(FREE-COOLING)等多个学科。传统研究仅仅限于单个学科或者限于暖通空调本身，这样并不能达到最好的效果。我们正是采用多学科的交叉，才能达到药厂中央空调安全、节能、高效的目标。

常规中央空调节能技术改造措施、方法很多，这些技术主要应用于商业楼宇或宾馆写字楼的中央空调节能改造中，有一个共性：就是仅满足舒适性要求，对温度波动幅度要求不是很严格，对湿度数据基本没有进行监测与控制，安全等级要求不是很高，即使中央空调设备停开数十分钟，往往也不会对整个楼宇产生重大影响。

中央空调是在医药生产企业这样的特殊环境下，具有极强的专业性及针对性，涉及到非常多的数据与参数。系统改造完成后，必须达到药品生产GMP标准，包括对车间恒温恒湿、车间微压差、车间换气次数的要求等等，这样的要求在常规舒适性中央空调中是不存在的。同时，改造完成后，系统的稳定性要求更高，系统短暂的停运都可能会造成生产车间的负压，影响洁净度，造成药品交叉污染。正是由于这种特殊性与专业性使得在制药行业进行中央空调改造技术较之常规的中央空调系统节能改造更为复杂，技术和稳定性要求更高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种医药洁净空调自寻优能源管理装置，药厂空调的特殊性与专业性使得在制药行业进行中央空调改造技术较之常规的中央空调系统节能改造更为复杂，技术和稳定性要求更高，药厂的温度波动幅度要求很严格，对湿度数据要进行监测与控制，安全等级要求很高，即使中央空调设备停开数十分钟，往往也会对整个楼宇产生重大影响。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种医药洁净空调自寻优能源管理装置，其包括：根据空调末端设备实际需要调节水泵转速进行变流量供水的中央空调水系统节能装置、空调末端系统装置、用来冷却冷凝器的冷却塔供冷控制装置和驱动空气与在冷凝器吸收了热量的冷却水强行进行热湿交换，以使冷却水降温后再返回冷凝器进行吸热的冷却塔风机节能控制装置，其特征在于：所述装置还包括由计算机管理系统组成的智能管理装置，所述中央空调水系统节能装置、空调末端系统装置、冷却塔供冷控制装置和冷却塔风机节能控制装置均与智能管理装置通过以太网相连。

其中，所述中央空调水系统节能装置包括节能水泵和变频二级泵。

其中，所述空调末端系统装置包括利用减少风量的方法来适应负荷变化的变风量控制装置和保证室内温度、湿度、压力满足工艺要求的温湿度控制装置，所述风量控制装置和温湿度控制装置均安装在所述空调末端系统装置里面.

其中，所述冷却塔供冷控制装置包括安装在冷却塔供冷控制装置里面的冷冻水泵和冷却水泵。

其中，所述冷却塔风机节能控制装置包括变频调速装置。

其中，所述智能管理装置为总监控主机。

其中，所述智能管理装置连接捕获到异常信号自动报警的报警设备。

其中，所述报警设备为门磁报警器、红外报警器、烟感报警器或玻璃破碎器报警器。

其中，所述以太网采用的连接介质为双绞线或光纤。

本实用新型的工作过程如下：

智能管理装置通过采集空调末端系统装置内的温湿度控制装置，将采集来的温湿度信号进行分析处理，然后将运算结果发送到风量控制装置中，最终实现风量控制与温湿度信号之间的最佳匹配，从而达到节约风机能源的目的，智能管理装置同时还采集了空调末端系统装置内的温湿度控制装置反馈的信号，从而控制中央空调水系统节能装置和冷却塔供冷控制装置的水泵，通过进行水泵的转速控制，达到实时跟踪末端生产需要，实现水泵能源节约的目的，冷却塔风机的节能控制装置是通过智能管理装置采集中央空调水系统节能装置和冷却塔供冷控制装置的水泵转速信息，通过最佳配比的自寻优运算得出的冷却塔风机的转速控制信息，通过智能管理装置将该信息传送至冷却塔供冷控制装置中，从而实现节能自动控制。该智能管理装置具有强大的数据分析、历史数据存储等功能，同时还自带报警装置，通过多种多样的方式将报警信息表达给管理人员，另外该报警装置还能实现报警后的一系列自动恢复功能，将报警后造成的损失降低到最小。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的医药洁净空调自寻优能源管理装置具有以下优点：本实用新型能对大面积的医药生产厂房多点的温度/湿度/微压差等进行监测，并将数据传输到PC机上进行数据存储与分析，并输出打印曲线，在设备异常情况下还以多种形式的报警通知相应人员。同时系统具有强大的分级管理功能，为不同阶层的用户管理提供了一个多级的管理、监控平台。系统还具有良好的扩展性，为用户以后的功能扩充提供了巨大的扩充空间。

同时，本装置还可以结合SMS、GSM短信技术，利用互联网的全球资源，打造价格低廉、功能丰富的无人值守厂房环境温湿度解决方案。在厂房环境指标出现异常的时候，进行短消息报警，可设置短消息群发，及不同的时刻通知不同的值班人员。通过手机或电话振铃、电子邮件的方式，可以让系统发送当前厂房内的设备运行情况的短消息及电子邮件，充分实现无人值守的远程监控。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案.图1为本实用新型的结构示意图，本实用新型包括：根据空调末端设备实际需要调节水泵转速进行变流量供水的中央空调水系统节能装置1、空调末端系统装置2、用来冷却冷凝器的冷却塔供冷控制装置3、驱动空气与在冷凝器吸收了热量的冷却水强行进行热湿交换，以使冷却水降温后再返回冷凝器进行吸热的冷却塔风机节能控制装置4、由计算机管理系统组成的智能管理装置5，该中央空调水系统节能装置1、空调末端系统装置2、冷却塔供冷控制装置3和冷却塔风机节能控制装置4均与智能管理装置5通过以太网相连，以太网采用的连接介质为双绞线或光纤等介质，该智能管理装置5可以为总监控主机，其后连接捕获到异常信号自动报警的报警设备6，报警设备6为门磁报警器、红外报警器、烟感报警器或玻璃破碎器报警器等报警器，该中央空调水系统节能装置1包括节能水泵11和变频二级泵12，该空调末端系统装置2包括利用减少风量的方法来适应负荷变化的变风量控制装置21和保证室内温度、湿度、压力满足工艺要求的温湿度控制装置22，风量控制装置21和温湿度控制装置22均安装在所述空调末端系统装置2里面.冷却塔供冷控制装置3包括安装在冷却塔供冷控制装置3里面的冷冻水泵31和冷却水泵32，该冷却塔风机节能控制装置4包括变频调速装置.该智能管理装置5为总监控主机，智能管理装置5连接捕获到异常信号自动报警的报警设备6.

下面具体说明各个部分的构成：

1、中央空调水系统节能装置1

本装置根据空调末端设备实际需要调节水泵转速进行变流量供水。改造采用高效新型节能水泵替换原系统低效水泵，将各调节阀改为变频的二级泵，取消原二级泵。采用这种方式将不再需要调节阀，对于大多数支路来说，供回水干管间是负压差，当某台空调机的水泵停止时，流量会自动成为零。改变用户处水泵的转速，可以很好地实现流量调节。由于不再安装任何调节阀，因此没有调节阀所造成的损失。当流量减少一半时，用户水泵的工作点将略有偏移，但能耗仍可降低80％以上。当系统平均运行流量为最大流量的70％时，可以通过计算，得出：与采用变速泵的方式相比各用户泵电耗的总和不到原运行方式电耗的35％。

采用这种方式可达到以下效果：

◎避免大马拉小车，对容量过大的水泵应更换适合工艺要求容量的水泵。

◎根据工艺要求，尽可能减少运行时间。

◎进行水量控制，尽量不用阀门、挡板等适当地减小流量。

◎降低静压力。

◎适当地将水泵加以串联或并联。

◎降低扬程或减少运行台数。

◎对轴流泵和斜流泵可以在很宽范围内进行翼角控制，以提高效率。

2、空调末端系统装置2

1).变风量控制装置21

空调系统的设计一般都是按室内负荷和室外温湿度最不利的情况来设计的.但一年中这种设计工况的维持时间只有数天或数十小时，绝大多数情况下都是在非满负荷下工作.我国目前大部分空调系统都采用定风量系统，在这种系统中，空调冷负荷变小后，常采用机器露点不变，再对冷却的空气进行不同程度的“再热”的方法来解决.这种方法虽然可以满足空调负荷变化的需要，但都增加了不必要的“再热”能量，是一种不经济的运行方式.而变风量系统在室内冷负荷变小时，不是采用“再热”而是利用减少风量的方法来适应负荷的变化.这种方法去掉了“再热”又减少了风机的轴功率.经测算，如果系统全年均在70％风量下工作，风机耗电约可减少一半，因此节能的效果比较明显.

2)温湿度控制装置22

湿度系统控制主要用于保证室内温度、湿度、压力满足工艺要求。药厂一般采用的是四管制(制冷由冰水主机供冷，制热由蒸汽供热或电加热)空调系统，本装置采用了连锁控制和远程工作站控制相结合的方法对空调系统的温、湿度控制。

3、冷却塔供冷控制装置3

冷却塔是用来冷却冷凝器的。随着室外空气湿球温度的降低，冷却塔的出水温度自然也会降低(因为影响冷却塔出水温度的因素主要是湿球温度)。当室外湿球温度继续下降到某温度值以下时，冷却塔的出水温度已经很低，可以直接或间接向空调系统供冷而无需开启冷冻机。此技术对于在上海地区全年需要连续运行的中央空调系统特别适用。经研究，当湿球温度达到8℃以下时，可采用冷却塔供冷。根据上海地区的气象参数，冷却塔供冷时间可达两个多月，如果辅以较好的控制管理，使用时间可进一步延长，可以达到三个月左右。采用冷却塔供冷技术，大大减少运行费用；而且防止了当冷冻机长期在远离设备设计工况的情况下工作时，因冷却水温度较低(低于10℃)而无法启动的情况，提高了主机的使用效率以及安全性。

4、冷却塔风机节能控制装置4

冷却塔风机的作用是驱动空气与在冷凝器吸收了热量的冷却水强行进行热湿交换，以使冷却水降温后再返回冷凝器进行吸热。为使制冷设备在一定的负荷范围内稳定运行，必须使进入冷凝器的冷却水温度保持稳定。对于吸收式制冷机，冷却水温度过低将出现溶液结晶事故。对于大型封闭式离心机组，冷凝压力过低会引起电机冷却液流动不畅，可能造成电机局部过热甚至烧毁。冷却水温度过高则会降低制冷机效率。稳定冷却水温度可以采用调节运行台数或调节风机转速的方法，也可以采用利用三通阀调节通过冷却塔的水量与通过旁通水量比例的方法。利用三通阀调节旁通水量的方法，冷却水泵的输送能量并没有减少，如果把冷却水泵改成变频泵，因为流过冷凝器的水量一般情况下不能变化很大，所以变频的范围也受到了限制。

本装置通过研究，验证了采用变频调速技术去调节冷却塔风机转速，把冷却水温度控制在一个比较高的精度范围内，达到节省风机的电耗。

5、智能管理装置5

本装置主要是有计算机管理系统组成，连续如实的采集和记录监测车间内温度、湿度、烟雾、噪声、空气洁净度及供电电压等各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录监测信息；本装置可以连接大量报警设备，例如门磁，红外，烟感，玻璃破碎器等，一但捕获到异常信号，系统能自动报警，上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的值班人员；本系统可以实时显示或者历史显示厂房的各参数曲线变化，可以同时显示多个不同厂房的环境参数曲线，更方便比较分析.可显示参数列表、实时曲线图(对应具体数值并任意调整坐标)、实时数据、折算数据、累计数据、历史、报警画面、报表等多种显示、统计功能更加贴近用户需求，所有的数据采集和记录到主机计算机上，数据可以按照使用人员的要求定时自动保存、备份、打印、归档等.

建立计算机远程监控信息系统，实时监测并记录企业的用能时间、设备运行状态、能源消耗参数等，自动分析对比能源使用状况，发现问题并提供解决方案，实现企业能源管理的信息化、自动化。该系统还包括：各种能源资源评估；能源成本分析；财务预算；能源消费的实时管理；能源项目的财务分析；节能设备的动态监测；节能量的准确确认等。该系统是节约能源、强化管理的一大利器。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种医药洁净空调自寻优能源管理装置，其包括：根据空调末端设备实际需要调节水泵转速进行变流量供水的中央空调水系统节能装置(1)、空调末端系统装置(2)、用来冷却冷凝器的冷却塔供冷控制装置(3)和驱动空气与在冷凝器吸收了热量的冷却水强行进行热湿交换，以使冷却水降温后再返回冷凝器进行吸热的冷却塔风机节能控制装置(4)，其特征在于：所述装置还包括由计算机管理系统组成的智能管理装置(5)，所述中央空调水系统节能装置(1)、空调末端系统装置(2)、冷却塔供冷控制装置(3)和冷却塔风机节能控制装置(4)均与智能管理装置(5)通过以太网相连。

2.根据权利要求1所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述中央空调水系统节能装置(1)包括节能水泵(11)和变频二级泵(12)。

3.根据权利要求1所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述空调末端系统装置(2)包括利用减少风量的方法来适应负荷变化的变风量控制装置(21)和保证室内温度、湿度、压力满足工艺要求的温湿度控制装置(22)，所述风量控制装置(21)和温湿度控制装置(22)均安装在所述空调末端系统装置(2)里面。

4.根据权利要求1所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述冷却塔供冷控制装置(3)包括安装在冷却塔供冷控制装置(3)里面的冷冻水泵(31)和冷却水泵(32)。

5.根据权利要求1所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述冷却塔风机节能控制装置(4)包括变频调速装置。

6.根据权利要求1所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述智能管理装置(5)为总监控主机。

7.根据权利要求1或6所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述智能管理装置(5)连接捕获到异常信号自动报警的报警设备(6)。

8.根据权利要求7所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述报警设备(6)为门磁报警器、红外报警器、烟感报警器或玻璃破碎器报警器。

9.根据权利要求1至6或8任一权利要求所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述以太网采用的连接介质为双绞线或光纤。

10.根据权利要求7所述的医药洁净空调自寻优能源管理装置，其特征在于：所述以太网采用的连接介质为双绞线或光纤。

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