基于Niagara的太阳能—空气源热泵空调系统监控管理平台

发布时间：2020-04-24 22:51

【摘要】：随着全球社会经济的日渐发展和大众生活水平的逐步提高,城市内的建筑能源问题日益严重,在建筑能源消耗中占比最大的是空调系统能耗,因此,对空调系统的绿色节能研究成为当今时代背景下的着重点。面向绿色建筑和智能建筑的发展趋势,以及当今物联网技术的迅猛发展,基于物联网技术的监控管理平台能为空调系统提供实时的监测与智能的控制,更好的保障空调系统的绿色节能运行。本文以山东建筑大学科技楼六楼的太阳能-空气源热泵空调系统为对象,搭建其物联网监控管理平台。本空调系统分为太阳能-空气源热泵系统、新风系统和空调末端房间系统三个子系统。系统在夏季可利用空气源热泵为室内末端房间供冷,冬季太阳能集热器作为辅助供热设备,与空气源热泵一同为室内末端房间供热。新风机组为室内末端房间提供室外新风,新风在新风机组内利用室内回风的余热进行预冷或预热。本课题基于Niagara Framwork与物联网技术,进行太阳能-空气源热泵空调系统监控管理平台开发。硬件系统以JACE8000网络控制器为核心,用来连接多个设备和子系统,主要通过Modbus和TCP/IP协议进行数据采集通信,软件开发采用Niagara Workplace N4平台。监控管理平台实现了太阳能-空气源热泵系统、新风系统和空调末端房间三个子系统的网络集成,并可通过web浏览器远程访问平台。为使系统节能,监控管理平台设计有风机盘管与热泵机组一体化控制、循环泵变频控制、新风机组控制等节能措施。在冬季对平台监控管理下的太阳能-空气源热泵空调系统进行实验测试,获取了在该空调系统不同设计工作模式下的太阳能集热器、空气源热泵机组的运行性能等数据,据此研究系统运行方式对机组运行效果的影响。研究结果表明该平台运行稳定,达到设计目标,基于Niagara技术的物联网监控管理平台,可有效将多个系统集成到一个平台联网管理,使各子系统具有良好的可视化展现。通过平台可通过web浏览器远程实时监控系统运行数据,自动或手动控制机组或设备的启停,实现了太阳能-空气源热泵空调系统整体节能降耗。最后,对监控管理平台实际运行进行了实验测试并对所采集的数据整理计算和比较分析,发现了系统在空气源热泵机组由于节能策略停止运行时所造成的热量计量误差。通过研究空气源热泵机组的节能启停和热量表计量原理,对末端房间风机盘管的制热量进行了监测实验,最终分析计算出压缩机停止运行到其重新开始运行时的空气源热泵机组的实际制热量,并通过该监控管理平台设计出新的系统总热量计量策略。经过实际验证,该方法可以为太阳能-空气源热泵系统的节能运行与调节控制提供更加合理的分析,保障了平台对建筑能源数据采集掌握的准确性。
【图文】：

图 2.1 系统原理图控管理系统通过与现场的各类传感器远程通讯，，以此对监控系统的温度、压力热量、电能和功率等各种参数、系统各设备如新风机组、水泵以及空气源热泵

太阳能集热器和空气源热泵机组实物图
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU83;TU18

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本文编号：2639469