一、概述
  多能互補綜合能源利用控制實訓平臺就是可再生發(fā)電能源，耦合儲電系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)，通過電力輸配系統(tǒng)和熱力輸配系統(tǒng)滿足用戶需要的一種系統(tǒng)。滿足實驗室用電需要（單設(shè)備電大功率2課時）。在該系統(tǒng)中，電能僅僅是輔助能源，消耗量低，同時采用電池和蓄熱裝置，可提高太陽能利用，同時也可利用電網(wǎng)電價政策，實現(xiàn)削峰填谷。

 

二、技術(shù)參數(shù)
1、工作電源：三相五線制 AC 220V±10% 50Hz
2、整機容量:最大供冷量：1.5kW
3、整機容量:最大供熱量：2kW
4、最大輸入總功率3kW；
5、控制智能模塊
1）實驗臺無線控制智能模塊為實驗臺系統(tǒng)提供了實時、智能、科學的安全監(jiān)控保護方案。本系統(tǒng)可以為用戶提供不間斷的在線監(jiān)測，實時監(jiān)控實驗裝置的溫度、煙霧的變化趨勢，實現(xiàn)煙霧預警、熱度預警、火災(zāi)控制、快速熱高溫處理的控制功能。
2）裝置通過實驗臺內(nèi)部熱功能探測傳感器，監(jiān)測配電系統(tǒng)中的高溫熱能數(shù)據(jù)、空間環(huán)境溫度、煙霧等有關(guān)電氣熱高溫隱患的信號，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在線測量、采集、分析與控制功能，帶有RS485、MODBUS通信接口，用于連接計算機監(jiān)控系統(tǒng)，4G或等無線通信接口，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)上傳至云平臺，在任意地理位置可通過PC或手機APP 查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)并進行遠程控制。
*3）通過電保護啟動后，其自身高溫下吸收大量的熱，抑制高溫反應(yīng)。系統(tǒng)中的N2與CO2可以降低燃燒中氧濃度，通過物理、化學等多種熱高溫有機處理共同作用達到控熱高溫。
4）可對線溫度、空間溫度和煙霧同時在線探測，確保防范電氣熱高溫隱患。
5）具備采集實時數(shù)據(jù)、歷史曲線、事件記錄、趨勢分析等功能。
6）智能主機包括CPU主控單元、報警單元、通信單元和顯示單元。通過與現(xiàn)場的無氣體裝置連接，能精準的接收系統(tǒng)裝置傳送過來的環(huán)境數(shù)據(jù)，通過運算分析，判斷是否超標，超標則進行聲光報警，智能主機PC用于顯示現(xiàn)場測量的實時教據(jù)，進行歷史數(shù)據(jù)査詢、系統(tǒng)時間設(shè)置、報警參數(shù)設(shè)置等操作，操作界面簡單。
7）數(shù)字處理技術(shù)，實時監(jiān)控并顯示各配電箱柜環(huán)境狀態(tài)RS485通訊技術(shù)，實時、準確傳送運行參數(shù)和控制指令LORA、4G無線通訊技術(shù)。
8）系統(tǒng)預警報警、數(shù)據(jù)智能控制分析、智能參數(shù)修改模式、遠程啟動智能功能
9）系統(tǒng)檢測功能、網(wǎng)絡(luò)巡檢功能聲光報警功能報警、故障記錄存儲、查詢功能。
11）監(jiān)控通信485模式、可帶數(shù)量:0-256臺、4G點數(shù):無限制、報警方式：聲光報警，報警聲音≥71dB。
10）存儲記錄≥1萬條有線通訊方式RS485有線通訊距離<500m無線通訊方式、4G無線通訊距離4G/PC實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)上傳至云平臺，在任意地點位置可通過PC腦或手機APP查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)或進行遠程控制。
11）工作電壓：DC24、觸發(fā)模式：熱敏線溫度、空間煙霧報警、遠程4G/PC啟動、手動按鈕
12）保護能力：  0.1G/秒:100g、保護面積： 0.1G/1m3 。 
*13）熱處理工作時間： 9s、熱高溫處理濃度：90g/m3~125g/m3。
 
 二、系統(tǒng)工作原理：
整個實驗室共用一套光伏太陽能板和中小型風力發(fā)電機組成風光控制發(fā)電系統(tǒng)，通過太陽能、風電發(fā)電、電池儲電、相變儲熱、太陽能供熱、制冷熱泵機組相互互補工作為室內(nèi)提供冷負荷和熱負荷的多能互補綜合能源控制平臺。
1、正常運行：
整個實驗室以一套光伏太陽能板和小型風力發(fā)電機組成風光控制發(fā)電系統(tǒng)，通過太陽能、風力發(fā)電，電力充足時直接給地源熱機組提供運行電力，地源熱機組產(chǎn)生冷水和熱水。冬季時熱水為供給地暖系統(tǒng)或者風管，為室內(nèi)提供暖氣。夏季時冷水為供給風管，為室內(nèi)提供冷氣。實現(xiàn)綠色能源利用。達到節(jié)能減排效果。
2、風電儲能運行：
發(fā)電量＞使用量或者晚上電力費用低時，系統(tǒng)會直接給電池充電儲電，電池儲滿后再給相變儲能加熱利用石蠟的物理特性儲熱，實現(xiàn)削峰填谷和儲能。
3、光熱儲能運行：
冬季時白天通過太陽能熱器吸收熱量，加熱水溫，熱水經(jīng)過相變儲能器加熱石蠟，利用石蠟的物理特性儲熱，晚上石蠟放熱加熱地暖管的循環(huán)水溫度，給室風供暖。從而達到節(jié)能效果。
聯(lián)合運用
系統(tǒng)與電網(wǎng)一起滿足實驗室用電需要（單設(shè)備電大功率2課時）。在該系統(tǒng)中，電能僅僅是輔助能源，消耗量低，同時采用電池和蓄熱裝置，可提高太陽能利用，同時也可利用電網(wǎng)電價政策，實現(xiàn)削峰填谷。
 
三、系統(tǒng)功能特點
1、實訓平臺 ：
是根據(jù)目前國內(nèi)建筑電氣，樓宇智能化精心設(shè)計的綜合實驗裝置，本裝置結(jié)合當前綠色新能源領(lǐng)域的先進技術(shù)，從教學實驗的要求的角度出發(fā)，以工程化的設(shè)計理念完整的實現(xiàn)了多能互補綜合能源控制工作過程。
2、工程化；
整套控制系統(tǒng)大部分采用工業(yè)現(xiàn)場實際應(yīng)用部件。
 開放性；裝置采用透明化，開放性設(shè)計，學生能夠清晰的了解整個系統(tǒng)工 作原理
3，直觀性強
實訓裝置直觀展示了間接冷卻空調(diào)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理，可清楚的看到制冷循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要部件的實物，系統(tǒng)還配置有系統(tǒng)完整流程圖、交流電壓表、交流電流表、真空壓力表、信號指示燈使整個系統(tǒng)的實時工作狀態(tài)一目了然；便于教學演示講解及學生對課本知識的理解掌握。
4、整機系統(tǒng)：
各個系統(tǒng)相互獨立運行，自動控制。整個中央空調(diào)采用PLC作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調(diào)的運行，也可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程控制。空調(diào)的運行參數(shù)由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉(zhuǎn)換后送入PLC中，再由PLC送到計算機中進行實時顯示監(jiān)控。
 
四、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由模擬太陽燈、風力發(fā)電機組、太陽能光伏板、太陽能光伏電池組、太陽能熱水器、風光互補控制柜、儲能電池柜、地源熱泵機組、儲水箱、相變儲能柜、地暖系統(tǒng)、風機盤管，水泵管道等部分組成。
1、DB965模擬太陽裝置
模擬太陽由高強度燈組成，可以模塊太陽能光光照光照，
1.1、模擬太陽：8個500W /220V的
1.2、尺寸：≧500mm×500mm×1700mm
1.3、框架鐵質(zhì)板金：顏色7032
 
 

 
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2、DB962太陽能光伏裝置：
2.1、太陽能發(fā)電主要由太陽能光伏板、太陽能支架、配輸電系統(tǒng)組成，
2.2、尺寸：≧1000 MM*500MM*1700MM
2.3、光伏系統(tǒng)參數(shù)：光伏發(fā)電單元采用4塊260W的光伏電池組件，2串2并形式連接，組串后系統(tǒng)開路電壓81V，系統(tǒng)總功率約1000W，通過MPPT光伏控制器對儲能電池充電。按每天日照3.5-5小時計算，每天可發(fā)電約4KWH（4度電）。
2.3、太陽能組件參數(shù)
?  組件型號：ZM100  多晶
?  最大功率（W）：260
?  開路電壓（V）：42
?  短路電流（A）：7.02
?  最大功率點的工作電壓（V）：37.5
?  最大功率點的工作電流（Ａ）：6.83
?  轉(zhuǎn)化效率：17.12%
?  開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K
?  短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K
?  功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
?  最大系統(tǒng)電壓（V）：1000
?  保險絲額定電流（A）：20
?  組件尺寸（長×寬×高）：1640×992×40mm
?  框架：陽極氧化鋁
?  玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
?  電池片封裝：EVA
?  背板：復合薄膜
?  接線盒
1)   6個旁路二極管
2)   絕緣材料：PPO
3)   防水等級：IP65
?  鎖緊系統(tǒng)：嵌入式常規(guī)額定電流：30A
1)      耐電壓：DC1000V
2)      接觸電阻：<2mΩ
3)      絕緣電阻：＞500MΩ
4)      適用單芯電纜截面：2.5mm2, 4mm2, 6mm2或14AWG, 12AWG, 10AWG
5)      電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
6)      環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
7)      防護等級：IP67
8)      安全等級：Ⅱ
9)      接線方式：壓接
10)    鎖緊系統(tǒng)：嵌入式
11)    重量：約0.025Kg
?  溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C
?  抗冰雹系數(shù)：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
?  最大表面負荷：7200pa

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3、 DB963真空集熱管裝置
3.1、真正的太陽能電池板必須放置在一個金屬結(jié)構(gòu)中，并通過柔性管道與主模塊連接，柔性管道上有排放、安全和注入閥門。
3.2、吸收管數(shù)量:7根
3.3、流體體積:1.5L
3.4、尺寸：≧1100 MM*800MM*1500MM

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4、DB554風力發(fā)電裝置：
4.1、風力發(fā)電單元由發(fā)電機組。發(fā)電機采用1000W的三相永磁發(fā)電機，室外安裝，電壓48V。
?  額定功率：1000(W)
?  額定電壓：48(V)
?  額定電流：25(A)
?  風輪直徑：1.65(m)
?  啟動風速：2.5(m/s)
?  額定風速：9.6(m/s)
?  安全風速：35(m/s)
?  工作形式：永磁同步發(fā)電機
?  風葉旋轉(zhuǎn)方向：順時針
?  風葉數(shù)量：3（片）   
?  風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
?  電機材料：鋁合金
4.2模擬風洞：室內(nèi)安裝
?  風量：34073 m3/h，1275Pa-2138Pa
?  電壓：三相四線 380VAC
?  功率：2.2kW

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5、DB556儲能電池組實訓裝置
5.1儲能電池采用鉛酸免維護式電池，是一種采用密封閥控技術(shù)的電化學儲能裝置。具有安全性高、密封防漏、安裝簡便、自放電小等特點。
5.2考慮到系統(tǒng)整體功耗較大（工作時間2小時；經(jīng)初步計算，電池組配比由8節(jié)12V/200AH電池組成，4串2并結(jié)構(gòu)，組串后的電壓在44-56V之間，組串電池組容量400AH。
?  電池類型：酸蓄電池
?  輸出電壓：12V
?  均充電壓：14.1V
?  浮充電壓：13.65V
?  額定容量：200Ah
5.3、尺寸：≧600 MM*600MM*1700MM

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6、DB557風光互補控制實訓裝置：
6.1控制器具有多種保護功能，包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路保護，過風速剎車、具有自動恢的輸出過流保護功能，輸出短路保護功能。
6.2、參數(shù)
?  工作電壓：48VDC
?  充電功率Pmax ：2500W
?  光伏功率Pmax ：1200W
?  風機功率Pmax ：1300W
?  充電方式：PWM脈寬調(diào)制
?  充電最大電流 42A
?  過放保護電壓 41V 
?  過放恢復電壓 45.6V
?  輸出保護電壓 57V  
?  卸載開始電壓（出廠值）55.5V
?  卸載開始電流（出廠值） 15A
6.3、尺寸：≧600 MM*600MM*1700MM
 

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7、逆變控制器、
7.1采用純正弦波高頻逆變器，具有瞬態(tài)功率大，帶載力強的優(yōu)點，逆變器自帶電源管理，設(shè)置有過壓保護、欠壓保護、過載保護等多種保護功能；交流輸出回路增加旁路功能，在一定范圍內(nèi)如果儲能電池即將耗盡且系統(tǒng)仍需工作時，交流回路自動切換至電網(wǎng)供電，以維持系統(tǒng)的正常運行。
7.2、參數(shù)
直流輸入電壓：40～57VDC
?  額定輸出功率：10KW
?  輸出電壓：220VAC
?  輸出波形：純正弦波
?  輸出頻率：50Hz
?  工作效率：87%
?  功率因數(shù)：>0.88
?  波形失真率≤5%
?  工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃
?  相對濕度：﹤90﹪（25℃）
?  保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
具有過溫、過載、過/欠壓保護及保護具有自動恢復功能，采用風機冷卻方式，輸入輸出完全隔離設(shè)計，能快速并行啟動電容、電感負載，LED指示燈顯示運行狀態(tài)和故障情形，負載控制風扇冷卻。
7.3、控制系統(tǒng)運行、包括顯示負載電壓、電流、功率、功率因素、視在功率、有功功率、無功功率、通過485顯示在上們機上
7.4、能顯示光伏發(fā)電量，風力發(fā)電量

8、DB-YU2空氣-水-土三源熱泵實驗裝置
8.1、概述
8.1.1設(shè)備是一臺通過消耗電功從大氣、外接水源、土壤源（低溫熱源）中吸取熱量并對實驗設(shè)備中內(nèi)置水源（高溫熱源）進行加熱的實驗裝置。其標準的制冷/熱循環(huán)部件均清晰可見，并整齊有序的排列在實驗臺上。制冷/熱循環(huán)中的關(guān)鍵參數(shù)均可測量，包括：、壓力和溫度，水的溫度，壓縮機的功率等。
8.1.2本產(chǎn)品可用于《工程熱力學》、《制冷設(shè)備原理》《熱泵技術(shù)》等熱泵相關(guān)學科教學實驗;可用于測量系統(tǒng)中壓縮機的制熱系數(shù)，不同水源溫度對熱泵的制熱性能的影響，壓縮比對于熱泵效率的影響，不同蒸發(fā)和冷凝溫度下產(chǎn)生的熱泵性能曲線，繪制壓焓圖等實驗內(nèi)容。根據(jù)熱力學第二定律，通過消耗電功，將低溫熱源(外界水源、大氣、土壤)中的熱能轉(zhuǎn)移至高溫熱源，從而達到制熱效果。

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8.2、實驗功能:
8.2.1.可測量輸入電功、輸出熱量以及二者之間的轉(zhuǎn)換效率;2.可繪制制冷劑在不同蒸發(fā)和冷凝溫度下的性能曲線;
8.2.2..可在壓焓圖上繪制實際的蒸發(fā)壓縮循環(huán)曲線并與理想循環(huán)進行比較;
8.2.3.可驗證整個循環(huán)系統(tǒng)中的能量平衡;
8.2.4.可評估壓縮機的壓比對壓縮效率的影響;
8.2.5..可評估蒸發(fā)器和冷凝器之間的總傳熱系數(shù);
8.2.6當定量靜態(tài)水源和不定量流動水源分別作為低溫熱源時，分析其對熱泵效率的影響;8.可分析土壤/沙子/水等各種填充物內(nèi)部成分構(gòu)成對熱泵效率的影響;9.可分析土壤/沙子等含水量對熱泵效率的影響。
8.2.7.可拓展結(jié)合相變蓄熱、多能互補、儲能等系統(tǒng)組成開展綜合能源實驗研究
8.3技術(shù)參數(shù)
8.3.1、壓縮機：制冷量：≥400W
8.3.2、制冷劑安全類別：134
8.3.3、冷凝換熱面積：≥3m2
8.3.4、換熱面積：≥0.3m2(換熱量約1500w)
8.3.5、土壤源換熱面積：≥0.3m2(換熱量約1500w)  水箱400*300*400MM。
8.3.6、最高冷凝溫度：≤45℃
8.3.7、水泵≥120W 流量≥10 L/分
8.4、尺寸：≧1300 MM*700MM*800MM（不含桌子）
8.5、控制系統(tǒng)，整個采用觸摸屏作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調(diào)的運行，也可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程控制?？照{(diào)的運行參數(shù)由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉(zhuǎn)換后送入PLC中，再由PLC送到計算機中進行實時顯示監(jiān)控
 
9、保溫水箱：
系統(tǒng)水箱冷熱2個水箱組成
9.1、水箱容積：40L
9.2、外殼：不銹鋼
9.3、接口DN15

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10、DB-OP6相變儲能實驗裝置

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10.1、概述
10.1.1、該系統(tǒng)整體由保溫箱體、復合結(jié)構(gòu)支撐、電熱裝置、換熱管等構(gòu)成，箱體內(nèi)填充相變材料石蠟，內(nèi)部埋設(shè)6支熱電偶用以檢測系統(tǒng)內(nèi)部溫度分布;箱體內(nèi)嵌數(shù)字顯示屏，實時顯示內(nèi)部各點溫度
10.1.2、具備電加熱和熱水加熱兩個熱源可與太陽能光熱單元、熱泵系統(tǒng)配合使用，直接儲存熱水熱能;也可通過電加熱將風光多余電能或用電低谷電能轉(zhuǎn)化為熱能儲存。當冷水在管道內(nèi)流經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部時可將熱能取出利用。
10.2、實驗功能:
10.2.1可支持不同材料、不同復合結(jié)構(gòu)替換;
10.2.2.可用于相變材料的熱物性實驗;
10.2.3.可用于研究相變材料蓄熱溫度分布特性測試;
10.2.4.可用于研究相變材料蓄熱取熱特性測試;
10.2.5.可結(jié)合太陽能、熱泵等其它模塊開展綜合實驗;
10.3、尺寸：≧600 MM*700MM*1700MM  安裝有輪子可以移動
10.4、溫度檢測控制系統(tǒng)，采用觸摸屏作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調(diào)的運行。空調(diào)的運行參數(shù)由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉(zhuǎn)換后送入PLC中，控制溫度0-100度
10.5、接口。太陽能接口接口：DN15
10.6、熱能儲存電加熱功率:≧1.5KW/220
10.7、相變材料：石蠟型號： 56號
10.8、水箱：鋼制
11.9、 換熱面積：≥0.3m2(換熱量約1500w)
11.10、石蠟相變儲熱裝置的工作原理，通過分鏡展示能量儲存與釋放的過程。
重點展示裝置結(jié)構(gòu)（含容器、石蠟、換熱管、保溫層）。風格為簡約科技風，藍色調(diào)為主，突出熱量流動示意（紅色箭頭表吸熱，藍色箭頭表放熱）。
11.10.1、常溫狀態(tài)下的儲熱裝置，石蠟呈固態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰可見。

 
11.10.2、外界熱源通過換熱管加熱，石蠟吸收熱量逐漸融化（固態(tài)→液態(tài)），紅色箭頭標注熱量輸入方向
 

11.10.3：石蠟完全融化后儲存熱量，裝置處于蓄熱飽和狀態(tài)，液態(tài)石蠟充滿容器

11.104、需要放熱時，液態(tài)石蠟通過換熱管釋放熱量并凝固（液態(tài)→固態(tài)），藍色箭標注熱量輸出方向

 
12、 實訓負載平臺
12.1、 裝置采用鋁型材框架底座，臺上安裝有包括鋁塑管、水泵、暖氣片、風機盤管、小型風機 風機開關(guān)
12.2、供暖系統(tǒng)：
由暖氣片、熱源、采暖塑料管道和溫控系統(tǒng)組成，
12.2.1. 地暖專用盤管
12.2.2材質(zhì)：鋼
12.2.3功能：溫水在管內(nèi)循環(huán)加熱地表層，以輻射的方式向室內(nèi)散熱。
12.2 風機盤管機組
它是由小型 風機、電動機和 盤管 （空氣換熱器）等組成的空調(diào)系統(tǒng)末端裝置之一。盤管管內(nèi)流過冷凍水或熱水時與管外空氣換熱，使空氣被冷卻，除濕或加熱來調(diào)節(jié)室內(nèi)的空氣參數(shù)。它是常用的供冷、供熱末端裝置
12.3、輸入電源：單相三線～220V±10%  50Hz
12.4、尺寸：1000MM*600MM*1500MM
 

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五、 主要配置表

 
六、實訓項目
1、原理組成
太陽能光伏單元組成原理
真空集熱管單元組成原理
風力發(fā)電機單元組成原理
儲能電池組單元組成原理
風光互補單元組成原理
空氣-水-土三源熱泵組成原理
相變儲能單元組成原理
2、系統(tǒng)實訓
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)實訓
真空集熱管單系統(tǒng)實訓
風力發(fā)電單元系統(tǒng)實訓
儲能電池組充電、放電過程系統(tǒng)實訓
風光互補單元發(fā)電儲能系統(tǒng)實訓
空氣-水-土三源熱泵實驗系統(tǒng)實訓
相變儲能實驗系統(tǒng)實訓實驗