CN210718201U - 离散型制造企业综合能源服务系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的离散型制造企业综合能源服务系统，涉及离散型制造企业工程的技术领域，解决现有离散型制造企业中能源利用率低的的技术问题。该系统包括多个所述工艺系统，多个所述工艺系统包括相互独立设置的一次能源转换系统和二次能源转换系统以及物质能量输送系统，其中：一次能源转换系统，用于自然能源转换；二次能源转换系统，用于对二次能源转换、回收和/或利用；物质能量输送系统用于完成各系统之间物质和能量的传输以及将物质和能量的输送至用能端。本实用新型为离散型制造企业工艺系统提供智慧绿色能源，满足人们对能源再造和回收利用的要求。

Description

离散型制造企业综合能源服务系统

技术领域

本实用新型属于离散型制造企业工程的技术领域，特别涉及一种离散型制造企业的综合能源服务系统。

背景技术

离散型制造企业是指，产品的生产过程通常被分解成很多加工任务来完成，每项任务要求企业的投入相关的设备和资源。企业一般将功能类似的设备按照空间和功能或工艺流程，建成生产组织并将工件从一个工作中心到另外一个工作中心进行不同类型的工序加工。从产品形态来说，离散制造的产品相对较为复杂，包含多个零部件、原材料清单、加工工艺装置或零部件配套关系，从加工过程看，离散制造型企业生产过程是由不同零部件加工子过程或并联或串连组成的复杂的过程。其生产工艺过程的特点是：工业厂房多、生产用电和生产用冷热量大、建筑供冷供暖用冷热量大、能源种类多、工业余能多、工业废水排放量大等特点。

本发明人发现，现有技术中至少存在以下技术缺陷：

1.现有技术中的离散型制造企业，仅仅是满足生产工艺的需求，没有相关的工艺或设备对生产过程中的余能进行回收并利用，造成很大的浪费。

2.现有技术中的离散型制造企业，不能因地制宜有效利用可再生能源。

3.现有技术中的离散型制造企业，对排放物不能有效回收并利用。

4.现有技术中对能源系统的监管和控制不完善。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种离散型制造企业的综合能源服务系统，克服现有技术中能源利用率低的的技术问题。本发明创造有诸多有益效果，详见下文叙述。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种离散型制造企业综合能源服务系统，包括多个所述工艺系统，多个所述工艺系统包括相互独立设置的一次能源转换系统和二次能源转换系统，其中：

一次能源转换系统，用于自然能源转换；

二次能源转换系统，用于对二次能源转换、回收和/或利用。

在一个优选或可选实施方案中，还包括能源管理系统，所述能源管理系统包括分散控制系统和电气系统，其中：电气系统，用于多个所述工艺系统设备电源开关的启动或停止；分散控制器，用于多个所述工艺系统中设备和管路控制件的调节或打开或关闭。

在一个优选或可选实施方案中，还包括在多个所述工艺系统中安装的摄像头，所述摄像头用于对多个所述工艺系统中的设备开启或关闭进行监控和/或对多个所述工艺系统工作情况进行现场影像传输。

在一个优选或可选实施方案中，所述一次能源转换系统为太阳能发电组件或风能发电组件或地热利用系统，其中：

太阳能发电组件，用于将太阳能转化为电能并存储；

风能发电组件，用于将风能转化为电能并存储；

地热利用系统，用于将可再生地源作为建筑供暖或制冷的冷媒使用。

在一个优选或可选实施方案中，太阳能发电组件为光伏发电设备。

在一个优选或可选实施方案中，所述二次能源转换系统为空压机余热回收利用系统、污水处理系统、废水中废热提取系统中的一种或几种。

在一个优选或可选实施方案中，所述污水处理系统包括水箱，所述水箱用于存储处理后的水。

在一个优选或可选实施方案中，所述工艺系统还包括储能设备，所述储能设备为电能存储设备，为冰蓄冷设备提供电能。

在一个优选或可选实施方案中，所述一次能源转换系统包括储电电池，所述储电电池与市政供电电路并联连接。

本实用新型的有益效果是：本案发挥离散型制造企业的特点，流程性工艺多、场地大和设备多等的特性，在离散型制造企业工艺场地或附近设置多个所述工艺系统包括相互独立设置的一次能源转换系统和二次能源转换系统，其中：

一次能源转换系统，一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源用于自然能源转换，例如太阳能和风能等，将资源转化成电能，以供离散型制造企业用，节约能源；

二次能源转换系统，二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，包括电能和热能等，通过回收利用二次能源，用于通风或采暖用，用于对二次能源回收和/或利用，体现废能再回收利用特点，节约能量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型“控制层”的结构示意图。

图2是本实用新型的“物理层(物质流、能量流)”的结构示意图。

图中标号所示：

G-能源管理系统(EMS)，E-分散控制系统(DCS),F-电气系统；

A-资源端，a1-太阳能，a2-市政电能，a3-柴油，a4-浅层地热能，a5-天然气，a6-市政水；

B-一次能源转换，b1-光伏发电系统，b2-厂区配电系统，b3-柴油发电系统，b4-天然气锅炉系统，b5-软化水系统；

C-二次能源转换系统，c1-冰蓄冷系统，c2-地源热泵系统，c3-燃气辐射系统，c4-空压机余热回收系统，c5-智慧压缩空气系统，c6-污水处理系统，c7-污水源热泵系统；

D-用能端，d1-生产生活用电，d2-车间供冷，d3-生产工艺用冷水，d4-办公辅房供冷，d5-办公辅房供暖，d6-生产工艺用热，d7-洗浴用热，d8-高大空间厂房供暖，d9-生产用气，d10-生产生活用水系统，d11-厂区喷洒、浇灌；

X-一级能源(能量)输配网，x1-一级电能输配网，x2-一级原水输配网，x3-一级热水输配网，x4-一级冷水输配网，x5-一级燃气输配网，x9-一级油输配网

Y-二级能源(能量)输配网，y1-二级电能输配网，y2-二级软水输配网，y3-二级热水输配网，

Z-三级能源(能量)输配网，z3-三级热水输配网，z4-三级冷水输配网，z6-三级热风输配网，z7-三级空气输配网，z8-三级污水输配网，z9-三级中水输配网。

具体实施方式

为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所述的离散型制造企业综合能源服务系统，本案发挥离散型制造企业的特点，流程性工艺多、场地大和设备多等的特性，在离散型制造企业工艺场地或附近设置多个所述工艺系统包括相互独立设置的一次能源转换系统和二次能源转换系统，见下文详述：

一次能源转换系统，一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源用于自然能源转换，例如太阳能和风能等，将自然资源转化成电能，以供离散型制造企业用，例如，与市政供电并联，在电力不足时，提供额外的电能，满足生产需要，而且还节约能源；

二次能源转换系统，二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，包括电能和热能等，通过回收利用二次能源，用于通风或采暖用，用于对二次能源回收和/或利用，体现废能再回收利用特点，节约能量，本案主要通过回收热能，为采暖系统提供热量。

作为可选的实施方式，还包括能源管理系统，能源管理系统是以帮助工业生产企业在扩大生产的同时，合理计划和利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益，例如，广元科技公司的产品-EMS系统。其中：

电气系统，例如，杭州中恒云能源互联网技术有限公司的产品，用于多个工艺系统设备电源开关的启动或停止；

分散控制器，例如，DCS系统，用于多个工艺系统中管路控制件的打开或关闭。

本案管理系统以EMS系统为主，针对工艺设备的启停开关进行自动化控制，其次是，工艺管路控制件，例如，电动阀的控制。实现现代化智能远程控制操作。

作为可选的实施方式，还包括在多个工艺系统中安装的摄像头，摄像头，例如，数字型号的摄像头，摄像头用于对多个工艺系统中的设备开启或关闭进行监控和/或对多个工艺系统工作情况进行现场影像传输。摄像头与EMS系统电连接，进行工作流程的实施监控和监管，避免过多人力的投入。

作为可选的实施方式，一次能源转换系统为太阳能发电组件或风能发电组件或地热利用系统，其中：

太阳能发电组件，用于将太阳能转化为电能并存储，例如，光伏系统，例如，山东德州旭阳公司的光伏装置，包括光伏板、支架和储能等设备，即为，现有技术，在此不再赘述。

风能发电组件，用于将风能转化为电能并存储；例如，江苏锡华铸造有限公司的产品，风能发电组件主要针对地理位置有风能优势的区域，一般性的以光伏组件为主。

地源热泵系统，用于将可再生地源作为建筑供暖或制冷的冷热源使用，主要利用地热泵组件，从土壤中提取低品位的冷热量，可减少锅炉的耗能。

作为可选的实施方式，二次能源转换系统为空压机余热回收利用系统、污水处理系统、废水中废热提取系统中的一种或几种。该些系统均为现有技术，例如，广州锦华公司的产品，空压机余热回收是指一款新型高效的余热利用设备，靠吸收空压机废热来把冷水加热的，没有能源消耗。作为一种新型高效的余热利用设备，主要用于解决员工的生活、工业用热水等问题，为企业节省能源的消耗，从而节省大量的成本。

作为可选的实施方式，污水处理系统为现有技术中的产品，在离散型制造企业中，根据不同的排放水质和环保排放要求，利用不同的工艺对污水进行处理。例如，污水处理系统采用离心与旋流式的污水处理装置。

作为可选的实施方式，工艺系统还包括储能设备，利用峰平谷电价差，谷电蓄冰，峰平电融冰供冷，一次能源转换系统包括储电电池，储电电池与市政供电电路并联连接。

工艺系统还包括储冷设备，储冷设备例如，德国ZIEGRA制冰机ZBE

110-35，储冷设备为二次能源转换系统提供冷源，储冷设备利用峰平谷电差价，在谷电蓄冰，峰平电融冰供冷，通过管路与二次能源转换系统对接。

本案申请具体用于对离散型制造企业内从资源端、一次能源转换、二次能源转换、能量输配网及用能端五部分的物质流(水、气、油)、能量流(电、热、冷)、信息流(分散控制系统(DCS)、电气系统、能源管理系统(EMS))进行统一规划管控，节约能源系统占地、提高系统使用率、减少运营人员、降低能源消耗成本。

实施例：

如图1所示，EMS系统管理的内容：物理层中资源端A、一次能源转换B、二次能源转换系统C、用能端D、一级能源(能量)输配网X、二级能源(能量)输配网Y、三级能源与输配网Z信息流传输：

上行，通过安装于设备或者管道上的一次仪表，例如，压力变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器等将能源介质的参数上传至分散控制系统E，通过现场水泵控制箱或者阀门控制箱等将水泵或者阀门的状态信号上传至分散控制系统E，分散控制系统E-DOC系统，通过以太网将信号上传至能源管理系统G，厂区所建设配电站的电气后台通过通讯方式将电气数据上传至电气系统F。

下行，分散控制系统E将控制信号传达给现场设备、水泵控制箱或者阀门控制箱等，控制相应设备动作。

如图2所示，以厂区“水”、“油”和“热”的管理或回收为例，

物质流“水”流程：

市政水a6通过一级原水输配网x2输送至软化水系统b5和用能端生产生活用水系统，软化水系统b5将原水软化处理后通过二级软水输配网y2输送至冰蓄冷系统c1、地源热泵系统c2、智慧压缩空气系统c5，以满足各系统的软水使用需求，其次是，生产生活用水系统d10产生的污废水通过三级污水输配网z8输送至污水处理系统c6进行处理达到中水标准，再通过三级中水输配网z9回用于厂区喷洒、浇灌d11，废水回收再利用。

物质流“气”流程：

天然气a5通过一级燃气输配网x5将天然气输送至天然气锅炉系统b4和燃气辐射系统c3；智慧压缩空气系统c5产生的压缩空气通过三级空气输配网z7输送至用能端生产用气d9处，满足生产用气。

物质流“油”流程：柴油a3通过一级油输配网x9输送至柴油发电系统b3。

能量流“电”流程：太阳能a1直射通过光伏发电系统b1产生电能，市政电能a2通过一级电能输配网x1输送至厂区配电系统b2进行电能分配，柴油发电系统b3产生电能作为备用电源保证一级电负荷供应，上述三个系统所产生或输配的电能通过二级电能输配网y1，其分别输送至用电系统天然气锅炉系统b4、软化水系统b5、冰蓄冷系统c1、地源热泵系统c2、燃气辐射系统c3、空压机余热回收系统c4、智慧压缩空气系统c5、污水处理系统c6、污水源热泵系统c7以及用能端生产生活用电d1。

能量流“热”流程：天然气锅炉系统b4通过天然气燃烧产生热能，热能通过二级热水输配网y3分别输送至用能端办公辅房供暖d5、生产工艺用热d6、洗浴用热d7处。浅层地热能a4通过一级热水输配网x3输送至地源热泵系统c2，地源热泵系统c2利用部分电能将低品位的热能从浅层地热能a4中提取出共同生产出较高品位热能，通过三级热水输配网z3输送至用能端办公辅房供暖d5。

污水源热泵系统c7利用部分电力提取出污水处理系统c6水中的低品位热能，共同生产出较高品位热能，通过三级热水输配网z3输送至用能端办公辅房供暖d5。天然气锅炉系统b4、地源热泵系统c2、污水源热泵系统c7三个系统生产的热能通过多能互补方式共同为用能端办公辅房供暖d5提供热能。

能量流“冷”流程：冰蓄冷系统c1夜间谷电蓄冰，日间峰平电时段释放冷量，日间电量使用较大，充电不稳定，因此，夜间充电。浅层地热能a4通过一级冷水输配网x4输送至地源热泵系统c2，地源热泵系统c2利用部分电能将低品位的冷能从浅层地热能a4中提取出共同生产出较高品位冷能。污水源热泵系统c7利用部分电力提取出污水处理系统c6水中的低品位冷能，共同生产出较高品位冷能。

冰蓄冷系统c1生产的冷能通过三级冷水输配网z4满足用能端车间供冷d2、生产工艺用冷水d3的冷需求，冰蓄冷系统c1、地源热泵系统c2、污水源热泵系统c7三个系统生产的冷能通过多能互补方式通过三级冷水输配网z4共同为用能端办公辅房供冷d4提供冷能。

在上所述，仅为本发明创造的具体实施方式，但发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在发明创造揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明创造的保护范围应以所属权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，包括多个工艺系统，多个所述工艺系统包括相互独立设置的一次能源转换系统和二次能源转换系统，其中：

一次能源转换系统，用于自然能源转换；

二次能源转换系统，用于对二次能源转换、回收和/或利用。

2.根据权利要求1所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，还包括能源管理系统，所述能源管理系统包括分散控制系统和电气系统，其中：

电气系统，用于多个所述工艺系统设备电源开关的启动或停止；

分散控制器，用于多个所述工艺系统中设备和管路控制件的调节、打开或关闭。

3.根据权利要求2所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，还包括在多个所述工艺系统中安装的摄像头，所述摄像头用于对多个所述工艺系统中的设备开启或关闭进行监控和/或对多个所述工艺系统工作情况进行现场影像传输。

4.根据权利要求2所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，摄像头为数字型摄像头。

5.根据权利要求1所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，所述一次能源转换系统为太阳能发电组件或风能发电组件或地热利用系统，其中：

太阳能发电组件，用于将太阳能转化为电能并存储；

风能发电组件，用于将风能转化为电能并存储；

地热利用系统，用于将可再生地源作为建筑供暖或制冷的冷热源。

6.根据权利要求4所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，太阳能发电组件为光伏发电设备。

7.根据权利要求1所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，所述二次能源转换系统为空压机余热回收利用系统、污水处理系统、废水中废热提取系统中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，所述污水处理系统为离心与旋流式的污水处理系统。

9.根据权利要求1所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，所述工艺系统还包括储冷设备，所述储冷设备为所述二次能源转换系统提供冷源，利用峰平谷电差价，在谷电蓄冰，峰平电融冰供冷。

10.根据权利要求1所述的离散型制造企业综合能源服务系统，其特征在于，所述一次能源转换系统包括储电电池，所述储电电池与市政供电电路并联连接。

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