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浅层地温(地热能)监测系统


一、概述

   随着能源的日益紧缺和矿产类化学能源所带来的环境污染日益严峻,具有低耗高效、绿色环保特点的地源热泵技术进入应用的视野。

地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖制冷空调系统,地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量);它又是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的平衡,地源热泵技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。如果实行冬夏连用,地源热泵的系统将具有更高的稳定性(土壤越深中间存在的空气含量越低,受地面温度影响越小),能够实现理论上的可再生。

然而要想利用好地源热泵技术,必须首先对地温进行监测,才能计算出地层热物性参数和换热器的长度等。

能源局等4部委发布促进地热能开发利用指导意见〔2013〕48 号

到2015年,基本查清全国地热能资源情况和分布特点,建立国家地热能资源数据和信息服务体系。全国地热供暖面积达到5 亿平方米,地热发电装机容量达到10万千瓦,地热能年利用量达到2000万吨标准煤,形成地热能资源评价、开发利用技术、关键设备制造、产业服务等比较完整的产业体系。

到2020年,地热能开发利用量达到5000万吨标准煤,形成完善的地热能开发利用技术和产业体系。

二、系统简介:

地源热泵垂直埋管方式的选择原理,通过埋管井中,双U管运行时冷却水进出口水温、管内水流速计算出管内外换热热量,同时将土壤近似为半无限大空间,对管内各点与无限远处的土壤同水平点间进行传热量计算,对温、管内水流速计算出管内外换热热量,同时将土壤近似为半无限大空间,对管内各点与无限远处的土壤同水平点间进行传热量计算,对同深度、不同时间段时各点的温度,对两组数据进行整理与分析,来计算地源热泵地埋管系统运行时温度场的变化规律。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此对地源热能进行长期、反复的监测,才能更好的验证出地温特性,所以地埋测温电缆的设计显得尤其重点。

能源利用分析

三、软件监测系统

◆ 系统采用B/S和C/S相结合模式设计

系统的设计是基于GPRS数据传输技术和网络技术之上的,软件开发采用B/S和C/S两种结构相结合的方式设计:

1)数据汇集处理和前端控制程序等应用系统采用C/S体系结构。

2)监控调度人员使用客户端软件访问系统完成所有操作,采用C/S体系结构。其他非监控类人员使用浏览器访问系统完成所有操作,采用B/S体系结构。

C/S与B/S系统结构模式介绍:

软件开发采用目前比较流行和成熟的应用集成体系结构模式主要有客户/服务器(Client/Server,简称C/S)两层体系结构模式以及浏览器/服务器(Browser/Server,简称B/S)三层体系结构模式。

B/S结构具有良好的扩充性,对客户端没有任何特殊要求,对用户数也没有限制,只需支持网络并具有浏览器功能即可。B/S模式只在服务器安装应用程序,客户端不须安装程序,直接使用IE或其他浏览器即可使用,修改应用程序只与服务器有关,客户端不作任何改动,操作简单,维护方便。

C/S结构具有较强的互动性,特别有利于系统的维护和复杂功能的实现,可以对信息进行各种操作,在高速网络环境下可以满足不同用户的需要。

◆ 支持浏览器、客户端软件登录网络(因特网、局域网)访问系统。

系统软件采用Web技术,局域网用户可通过内网访问,广域网用户可通过公网访问系统,经认证用户名和密码后进入相应级别管理系统,进行相关操作与管理。

◆ 软件模块化设计,主要包括系统信息管理、测点信息管理、实时在线监测、历史记录管理、报警信息管理、报表曲线分析、日志管理等功能模块


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