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淺層地溫(地熱能)監測系統


一、概述

   隨著能源的日益緊缺和礦產類化學能源所帶來的環境污染日益嚴峻,具有低耗高效、綠色環保特點的地源熱泵技術進入應用的視野。

地源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖制冷空調系統,地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽輻射能量,比人類每年利用的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量);它又是一個巨大的動態能量平衡系統,地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散相對的平衡,地源熱泵技術的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現實。如果實行冬夏連用,地源熱泵的系統將具有更高的穩定性(土壤越深中間存在的空氣含量越低,受地面溫度影響越小),能夠實現理論上的可再生。

然而要想利用好地源熱泵技術,必須首先對地溫進行監測,才能計算出地層熱物性參數和換熱器的長度等。

能源局等4部委發布促進地熱能開發利用指導意見〔2013〕48 號

到2015年,基本查清全國地熱能資源情況和分布特點,建立國家地熱能資源數據和信息服務體系。全國地熱供暖面積達到5 億平方米,地熱發電裝機容量達到10萬千瓦,地熱能年利用量達到2000萬噸標準煤,形成地熱能資源評價、開發利用技術、關鍵設備制造、產業服務等比較完整的產業體系。

到2020年,地熱能開發利用量達到5000萬噸標準煤,形成完善的地熱能開發利用技術和產業體系。

二、系統簡介:

地源熱泵垂直埋管方式的選擇原理,通過埋管井中,雙U管運行時冷卻水進出口水溫、管內水流速計算出管內外換熱熱量,同時將土壤近似為半無限大空間,對管內各點與無限遠處的土壤同水平點間進行傳熱量計算,對溫、管內水流速計算出管內外換熱熱量,同時將土壤近似為半無限大空間,對管內各點與無限遠處的土壤同水平點間進行傳熱量計算,對同深度、不同時間段時各點的溫度,對兩組數據進行整理與分析,來計算地源熱泵地埋管系統運行時溫度場的變化規律。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此對地源熱能進行長期、反復的監測,才能更好的驗證出地溫特性,所以地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。

能源利用分析

三、軟件監測系統

◆ 系統采用B/S和C/S相結合模式設計

系統的設計是基于GPRS數據傳輸技術和網絡技術之上的,軟件開發采用B/S和C/S兩種結構相結合的方式設計:

1)數據匯集處理和前端控制程序等應用系統采用C/S體系結構。

2)監控調度人員使用客戶端軟件訪問系統完成所有操作,采用C/S體系結構。其他非監控類人員使用瀏覽器訪問系統完成所有操作,采用B/S體系結構。

C/S與B/S系統結構模式介紹:

軟件開發采用目前比較流行和成熟的應用集成體系結構模式主要有客戶/服務器(Client/Server,簡稱C/S)兩層體系結構模式以及瀏覽器/服務器(Browser/Server,簡稱B/S)三層體系結構模式。

B/S結構具有良好的擴充性,對客戶端沒有任何特殊要求,對用戶數也沒有限制,只需支持網絡并具有瀏覽器功能即可。B/S模式只在服務器安裝應用程序,客戶端不須安裝程序,直接使用IE或其他瀏覽器即可使用,修改應用程序只與服務器有關,客戶端不作任何改動,操作簡單,維護方便。

C/S結構具有較強的互動性,特別有利于系統的維護和復雜功能的實現,可以對信息進行各種操作,在高速網絡環境下可以滿足不同用戶的需要。

◆ 支持瀏覽器、客戶端軟件登錄網絡(因特網、局域網)訪問系統。

系統軟件采用Web技術,局域網用戶可通過內網訪問,廣域網用戶可通過公網訪問系統,經認證用戶名和密碼后進入相應級別管理系統,進行相關操作與管理。

◆ 軟件模塊化設計,主要包括系統信息管理、測點信息管理、實時在線監測、歷史記錄管理、報警信息管理、報表曲線分析、日志管理等功能模塊


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