CN205621055U - 一种地源热泵系统的能源管理平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地源热泵系统的能源管理平台，包括热能采集系统、电能采集系统和后台计算机；后台计算机与热能采集系统和电能采集系统通过不同的计算机串行接口连接，对热能采集系统和电能采集系统所采集的数据进行统计和分析，并完成系统规定的其它自动化监控任务。本实用新型构建一个全新的地源热泵自动化能源管理平台，通过科学管理、合理配置资源和调度设备，以减少人工抄表、手工计算与制表的工作量，提高工作效率和测量精确度；提高了暖通自动化水平，保证热泵机组最优化运行，达到最高的换能效率。

Description

一种地源热泵系统的能源管理平台

技术领域

本实用新型属于暖通自动化技术领域，特别涉及一种地源热泵系统的能源管理平台。

背景技术

地源热泵利用地下土壤和地下水相对稳定的特性，通过埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移，完成与建筑物的热交换。作为一种可再生能源技术的应用，具有节能、环保、维护成本低、使用寿命长的特点。

换能效率是地源热泵系统的重要技术指标之一。换能效率的考核则通过测量系统产生的热量(冷量)和系统实际的电能消耗，按一定的算法计算出综合能效比，并通过表格、曲线等方式对机组生产状况进行记录和分析，以实现对系统运行状况的综合评估，使得能源监测与管理成为地源热泵系统高效、稳定运行的重要保证。但目前，对于换能效率的考核，存在着自动化程度低的问题，对于系统产生的热量(冷量)和系统实际电能消耗的计量均是通过手工抄表完成的，工作效率低；根据测量结果对换能效率的计算并绘制表格、曲线等的过程中误差较大，使得测量精度降低。

鉴于上述现有的对于换能效率考核的过程中存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种地源热泵系统的能源管理平台，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种地源热泵系统的能源管理平台，通过设置热能采集系统、电能采集系统和后台计算机；自动采集系统产生的热量(冷量)和系统实际的电能消耗，并将采集到的数据以模拟量形式传送给后台计算机的监控平台，由后台计算机对数据进行统计和分析，最终以曲线、报表等形式输出监控结果，并完成系统规定的其它自动化监控任务，通过构建全新的地源热泵自动化能源管理平台，通过科学管理、合理配置资源和调度设备，以减少人工抄表、手工计算与制表的工作量，提高工作效率和测量精确度，同时提高了暖通自动化水平，保证热泵机组最优化运行，达到最高的换能效率，更具有实用价值。

本实用新型采取的技术方案为：一种地源热泵系统的能源管理平台，包括热能采集系统、电能采集系统和后台计算机；

后台计算机与热能采集系统和电能采集系统通过不同的计算机串行接口连接；对热能采集系统和电能采集系统所采集的数据进行统计和分析，并完成系统规定的其它自动化监控任务。

进一步地，热能采集系统设置有至少一只热量表，热量表安装于地源热泵系统的管道上，对机组负荷侧循环回水的温度和流量进行计量，并累计水流量和当前总热量/冷量；热量表与后台计算机连接。

进一步地，电能采集系统设置有至少一只多功能电力仪表，多功能电力仪表分别与地源热泵系统的电能消耗设备的电气主回路连接，对各电能消耗设备的电压、电流、电源频率以及功率因数进行测量，并对历史工作的有功功率、无功功率进行累计；多功能电力仪表与后台计算机连接。

进一步地，热量表与后台计算机的COM1串行接口(11)依次通过M-BUS转换器和RS232-RS485转换器连接。

进一步地，热量表与M-BUS转换器通过双芯电缆连接，无需识别信号方向。

进一步地，M-BUS转换器通过双芯屏蔽电缆按信号方向连接至后台计算机。

进一步地，多功能电力仪表与后台计算机的COM2串行接口(12)依次通过RS485集中器和RS232-RS485转换器连接。

进一步地，多功能电力仪表通过双芯屏蔽电缆按信号方向连接RS485集中器，RS485集中器通过双芯屏蔽电缆按照信号方向连接至计算机。

进一步地，后台计算机设置以太网通讯接口，开放通讯协议。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果：

1、构建一个全新的地源热泵自动化能源管理平台，通过科学管理、合理配置资源和调度设备，以减少人工抄表、手工计算与制表的工作量，提高工作效率和测量精确度，同时降低了劳动强度和用工成本；

2、提高了暖通自动化水平，有测量精确高、响应快捷、管理高效、技术先进的特点，保证热泵机组最优化运行，达到最高的换能效率；

3、由后台计算机对数据进行统计，通过计算机对数据进行管理，便于数据的调用、复制、保存和分析，为热泵系统的最优控制提供专家决策；

4、通过分析异常数据可以及时发现末端设备缺陷和管网泄漏，通过后台计算机对问题点进行定位，能够快速反应，进一步节能降耗；

5、通过对末端设备运行和耗能状况的综合评估,为进一步优化机组运行、及时发现设备缺陷、提高换能效率提供科学依据；

6、平台预留网络通讯接口，方便与智能楼宇监控中心和能源管理站连接，减少二次开发的设备和施工投入；

7、实用性强，可广泛适用于各种暖通智能化装置的能源管理与能效指标评价系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，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为本实用新型一种地源热泵系统的能源管理平台的结构示意图；

附图中标记含义：1后台计算机、2RS232-RS485转换器、3M-BUS转换器、4热量表、5RS485集中器、6多功能电力仪表、11COM1串行接口、12COM2串行接口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例采用递进的方式撰写。

如图1所示，一种地源热泵系统的能源管理平台，包括热能采集系统、电能采集系统和后台计算机1；后台计算机1与热能采集系统和电能采集系统通过不同的计算机串行接口连接，对热能采集系统和电能采集系统所采集的数据进行统计和分析，并完成系统规定的其它自动化监控任务；提高了暖通自动化水平，有测量精确高、响应快捷、管理高效、技术先进的特点，保证热泵机组最优化运行，达到最高的换能效率；由后台计算机1对数据进行统计，通过计算机对数据进行管理，便于数据的调用、复制、保存和分析，为热泵系统的最优控制提供专家决策

热能采集系统设置有至少一只热量表4，热量表4安装于地源侧分水器以及负荷侧集水器管道上，对机组负荷侧循环回水的温度和流量进行计量，并累计水流量和当前总热量/冷量；夏季制冷量和冬季制热量通过机组负荷侧循环回水的温度和流量来计量，通过智能的热量表4可较为方便的实现系统的能量计量功能，且热量表4安装维护方便、功耗低，集温度、流量等实时数据采集功能于一体，并完成运算、统计、通讯、报警等系统任务，热量表4将采集的温度、流量、热/冷量数据以模拟量形式传送给后台计算机1监控平台。通过分析热量表4异常数据可以及时发现末端设备缺陷和管网泄漏，通过后台计算机对问题点进行定位，能够快速反应，进一步节能降耗。

电能采集系统设置有至少一只多功能电力仪表6，多功能电力仪表6分别与地源热泵系统的电能消耗设备的电气主回路连接，其中地源热泵系统的电能消耗设备主要包括热泵机组、地源侧水泵、空调水泵、负荷侧供水循环泵、生活热水循环泵、冷却塔水泵及其冷却风机等；电气控制设计时，已按功能归类，将机组、水泵(风机)电气主回路集中放置在数台控制箱内，多功能电力仪表安装在控制箱的操作面板上，对各电能消耗设备的电压、电流、电源频率以及功率因数进行测量，并对历史工作的有功功率、无功功率进行累计；多功能电力仪表6的电压测量端连接三相380V进线电源，工作电流则根据额定电流选择一定变比的电流互感器来测量，其二次侧连接至仪表的电流信号输入端；多功能电力仪表6具有运算、统计、通讯、报警等功能，通过通讯端口将仪表采集的电压、电流、频率、功率因数以及有功功率、无功功率等参数输送至后台计算机1。

后台计算机1与热能采集系统和电能采集系统通过不同的计算机串行接口连接；对热能采集系统和电能采集系统所采集的数据进行统计和分析，并完成系统规定的其它自动化监控任务；热量表4支持M-BUS协议，通过M-BUS转换器3转换为MODBUS协议，并按标准MODBUS协议格式分配存储空间，不同热量表4参数通过访问对应的存储器来读取，热量表4与后台计算机1的COM1串行接口11依次通过M-BUS转换器3和RS232-RS485转换器2连接；热量表4通讯口使用双芯电缆连接M-BUS转换器3，无需识别信号方向；M-BUS转换器3的RS485通讯接口则以双芯屏蔽电缆按信号方向连接至后台计算机1。

多功能电力表6支持标准MODBUS协议；不同多功能电力表6通过设置规定的表地址来识别；多功能电力仪表6的RS-485通讯接口连接RS485集中器5，再由RS485集中器5连接RS232-RS4852转换器，通过RS232通讯连接后台计算机1的COM2串行接口12，多功能电力表6的485通讯口通过双芯屏蔽电缆按信号方向连接RS485集中器5，再由RS485集中器5通过双芯屏蔽电缆按照信号方向连接至后台计算机1。

后台计算机1设置以太网通讯接口，开放通讯协议，方便与智能楼宇监控中心和能源管理站连接，减少二次开发的设备和施工投入。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，包括热能采集系统、电能采集系统和后台计算机(1)；

所述后台计算机(1)与所述热能采集系统和所述电能采集系统通过不同的计算机串行接口连接，对所述热能采集系统和电能采集系统所采集的数据进行统计和分析，并完成系统规定的其它自动化监控任务。

2.根据权利要求1所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述热能采集系统设置有至少一只热量表(4)，所述热量表(4)安装于地源热泵系统的管道上，对机组负荷侧循环回水的温度和流量进行计量，并累计水流量和当前总热量/冷量；所述热量表(4)与所述后台计算机(1)连接。

3.根据权利要求1所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述电能采集系统设置有至少一只多功能电力仪表(6)，所述多功能电力仪表(6)分别与地源热泵系统电能消耗设备的电气主回路连接，对各电能消耗设备的电压、电流、电源频率以及功率因数进行测量，并对历史工作的有功功率、无功功率进行累计；所述多功能电力仪表(6)与所述后台计算机(1)连接。

4.根据权利要求2所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述热量表(4)与所述后台计算机(1)的COM1串行接口(11)依次通过M-BUS转换器(3)和RS232-RS485转换器(2)连接。

5.根据权利要求4所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述热量表(4)与所述M-BUS转换器(3)通过双芯电缆连接，无需识别信号方向。

6.根据权利要求4所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述M-BUS转换器(3)通过双芯屏蔽电缆按信号方向连接至所述后台计算机(1)。

7.根据权利要求3所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述多功能电力仪表(6)与所述后台计算机(1)的COM2串行接口(12)依次通过RS485集中器(5)和所述RS232-RS485转换器(2)连接。

8.根据权利要求7所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述多功能电力仪表(6)通过双芯屏蔽电缆按信号方向连接RS485集中器(5)，所述RS485集中器(5)通过双芯屏蔽电缆按照信号方向连接至所述后台计算机(1)。

9.根据权利要求1所述的地源热泵系统的能源管理平台，其特征在于，所述后台计算机(1)设置以太网通讯接口，开放通讯协议。