多热源供热计算机监控系统设计与关键技术研究

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多热源供热系统(Multi-heat source heating system,MSHS)设计主要是由太阳能集热器、空气源热泵机组、余热回收装置等多种热源有机组成,具有节能减排、运行经济、组装灵活、使用方便等特点,近年来得到了广泛认可和推广。但是一方面由于MSHS热源组成的多样性,系统运行工况不稳定,控制因素复杂等因素,影响了系统的可靠性、稳定性。另一方面,随着生活水平的提高,用户对系统的人机交互水平、自动化能耗计量、能源分析与管理、可视化管理控制等提出了更高的要求。  本文以MSHS的可视化管理控制为研究对象,以实现对系统能源的监控与分析管理为目标,全面分析讨论了多种热源与能量的调配管理、系统运行策略等,并搭建了山东科技大学中心浴室为实验平台,实现了系统运行工况的在线监控、能耗计量与管理、报警等功能,优化了系统运行管理策略。  系统在分析了系统各热源供热特性的基础之上,依据“廉价能源优先”使用原则,分析了系统的能量管理策略、供热策略、补水策略等,实现了系统运行的最优能效比。结合多热源供热模型,通过对运行数据分析,获得了MSHS供热负荷的运行规律和特点,制定了MSHS在不同时间、不同季节气候条件下以温度和水位为控制参数的运行策略与能量管理策略。经计算分析,多热源供热系统更具经济性与节能性。  综合利用计算机、可编程控制器、通信传感等技术,提出了一套以“PC机+PLC”为核心、以世纪星组态软件为监控画面、以modbus通讯协议及智能I/O设备为基础的可视化远程监控总体方案。详细阐述了系统硬件设计、电气设计、PLC程序设计、参数自动监测、运行可视化设计、数据快捷存取打印、预警报警及WEB发布远程监控等软硬件的设计方法。  为进一步验证本课题研究方案的可行性,搭建了山东科技大学洗浴中心为测试平台。试验示范工程运行两年的测试结果表明,本文提出的多热源联合供热可视化监控系统,按照“能源廉价优先”原则运行安全可靠,控制方法正确、可行,可视化界面形象生动,数据打印存取方便快捷,节能性、经济性效果显著,提高了系统的总体运行与能源管理水平。  本课题在调研分析大量国内外文献的基础之上,构建了多热源供热计算机辅助监控测试平台,搭建了系统运行示范工程,并对系统运行参数进行测试分析,运行结果验证了本课题设计思想的的可行性、可靠性、经济性与节能性,具有一定的学术参考价值和工程实践指导意义。
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