DB-ZRD10 多能互補綜合能源利用控制實訓平臺
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電能源，耦合儲電系統、儲熱系統，通過電力輸配系統和熱力輸配系統滿足用戶需要的一種系統。滿足實驗室用電需要（單設備電大功率2課時）。在該系統中，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，同時也可利用電網電價政策，實現削峰填谷。
系統原理圖
二、技術參數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提供了實時、智能、科學的安全監控保護方案。本系統可以為用戶提供不間斷的在線監測，實時監控實驗裝置的溫度、煙霧的變化趨勢，實現煙霧預警、熱度預警、火災控制、快速熱高溫處理的控制功能。
2）裝置通過實驗臺內部熱功能探測傳感器，監測配電系統中的高溫熱能數據、空間環境溫度、煙霧等有關電氣熱高溫隱患的信號，實現數據在線測量、采集、分析與控制功能，帶有RS485、MODBUS通信接口，用于連接計算機監控系統，4G或等無線通信接口，實現無線網絡上傳至云平臺，在任意地理位置可通過PC或手機APP 查看現場數據并進行遠程控制。
*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。系統中的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）具備采集實時數據、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。通過與現場的無氣體裝置連接，能精準的接收系統裝置傳送過來的環境數據，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用于顯示現場測量的實時教據，進行歷史數據査詢、系統時間設置、報警參數設置等操作，操作界面簡單。
7）數字處理技術，實時監控并顯示各配電箱柜環境狀態RS485通訊技術，實時、準確傳送運行參數和控制指令LORA、4G無線通訊技術。
8）系統預警報警、數據智能控制分析、智能參數修改模式、遠程啟動智能功能
9）系統檢測功能、網絡巡檢功能聲光報警功能報警、故障記錄存儲、查詢功能。
11）監控通信485模式、可帶數量:0-256臺、4G點數: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實現無線網絡上傳至云平臺，在任意地點位置可通過PC腦或手機APP查看現場數據或進行遠程控制。
11）工作電壓：DC24、觸發模式：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電機組成風光控制發電系統，通過太陽能、風電發電、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電機組成風光控制發電系統，通過太陽能、風力發電，電力充足時直接給地源熱機組提供運行電力，地源熱機組產生冷水和熱水。冬季時熱水為供給地暖系統或者風管，為室內提供暖氣。夏季時冷水為供給風管，為室內提供冷氣。實現綠色能源利用。達到節能減排效果。
2、風電儲能運行：
發電量＞使用量或者晚上電力費用低時，系統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水溫度，給室風供暖。從而達到節能效果。
聯合運用
系統與電網一起滿足實驗室用電需要（單設備電大功率2課時）。在該系統中，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，同時也可利用電網電價政策，實現削峰填谷。
三、系統功能特點
1、實訓平臺 ：
是根據目前國內建筑電氣，樓宇智能化精心設計的綜合實驗裝置，本裝置結合當前綠色新能源領域的先進技術，從教學實驗的要求的角度出發，以工程化的設計理念完整的實現了多能互補綜合能源控制工作過程。
2、工程化；
整套控制系統大部分采用工業現場實際應用部件。
開放性；裝置采用透明化，開放性設計，學生能夠清晰的了解整個系統工 作原理
3，直觀性強
實訓裝置直觀展示了間接冷卻空調的系統結構、工作原理，可清楚的看到制冷循環系統結構及主要部件的實物，系統還配置有系統完整流程圖、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的實時工作狀態一目了然；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：
各個系統相互獨立運行，自動控制。整個中央空調采用PLC作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調的運行，也可通過網絡實現遠程控制。空調的運行參數由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉換后送入PLC中，再由PLC送到計算機中進行實時顯示監控。
四、系統組成
系統主要由模擬太陽燈、風力發電機組、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、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、框架鐵質板金：顏色7032
參考圖片
2、DB962太陽能光伏裝置：
2.1、太陽能發電主要由太陽能光伏板、太陽能支架、配輸電系統組成，
2.2、尺寸：≧1000 MM*500MM*1700MM
2.3、光伏系統參數：光伏發電單元采用4塊260W的光伏電池組件，2串2并形式連接，組串后系統開路電壓81V，系統總功率約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，每天可發電約4KWH（4度電）。
2.3、太陽能組件參數
Ø 組件型號：ZM100 多晶
Ø 最大功率（W）：260
Ø 開路電壓（V）：42
Ø 短路電流（A）：7.02
Ø 最大功率點的工作電壓（V）：37.5
Ø 最大功率點的工作電流（Ａ）：6.83
Ø 轉化效率：17.12%
Ø 開路電壓溫度系數：-0.292%/K
Ø 短路電流溫度系數：+0.045%/K
Ø 功率溫度系統：-0.408%/K
Ø 最大系統電壓（V）：1000
Ø 保險絲額定電流（A）：20
Ø 組件尺寸（長×寬×高）：1640×992×40mm
Ø 框架：陽極氧化鋁
Ø 玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
Ø 電池片封裝：EVA
Ø 背板：復合薄膜
Ø 接線盒
1) 6個旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水等級：IP65
Ø 鎖緊系統：嵌入式常規額定電流：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：嵌入式
11) 重量：約0.025Kg
Ø 溫度范圍系數：-40°C to+85°C
Ø 抗冰雹系數：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
Ø 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構中，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、吸收管數量:7根
3.3、流體體積:1.5L
3.4、尺寸：≧1100 MM*800MM*1500MM
參考圖片
4、DB554風力發電裝置：
4.1、風力發電單元由發電機組。發電機采用1000W的三相永磁發電機，室外安裝，電壓48V。
Ø 額定功率：1000(W)
Ø 額定電壓：48(V)
Ø 額定電流：25(A)
Ø 風輪直徑：1.65(m)
Ø 啟動風速：2.5(m/s)
Ø 額定風速：9.6(m/s)
Ø 安全風速：35(m/s)
Ø 工作形式：永磁同步發電機
Ø 風葉旋轉方向：順時針
Ø 風葉數量：3（片）
Ø 風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
Ø 電機材料：鋁合金
4.2模擬風洞：室內安裝
Ø 風量：34073 m3/h，1275Pa-2138Pa
Ø 電壓：三相四線 380VAC
Ø 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考慮到系統整體功耗較大（工作時間2小時；經初步計算，電池組配比由8節12V/200AH電池組成，4串2并結構，組串后的電壓在44-56V之間，組串電池組容量400AH。
Ø 電池類型：酸蓄電池
Ø 輸出電壓：12V
Ø 均充電壓：14.1V
Ø 浮充電壓：13.65V
Ø 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
Ø 工作電壓：48VDC
Ø 充電功率Pmax ：2500W
Ø 光伏功率Pmax ：1200W
Ø 風機功率Pmax ：1300W
Ø 充電方式：PWM脈寬調制
Ø 充電最大電流 42A
Ø 過放保護電壓 41V
Ø 過放恢復電壓 45.6V
Ø 輸出保護電壓 57V
Ø 卸載開始電壓（出廠值）55.5V
Ø 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，具有瞬態功率大，帶載力強的優點，逆變器自帶電源管理，設置有過壓保護、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，在一定范圍內如果儲能電池即將耗盡且系統仍需工作時，交流回路自動切換至電網供電，以維持系統的正常運行。
7.2、參數
直流輸入電壓：40～57VDC
Ø 額定輸出功率：10KW
Ø 輸出電壓：220VAC
Ø 輸出波形：純正弦波
Ø 輸出頻率：50Hz
Ø 工作效率：87%
Ø 功率因數：>0.88
Ø 波形失真率≤5%
Ø 工作環境：溫度-20℃～50℃
Ø 相對濕度：﹤90﹪（25℃）
Ø 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計，能快速并行啟動電容、電感負載，LED指示燈顯示運行狀態和故障情形，負載控制風扇冷卻。
7.3、控制系統運行、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、能顯示光伏發電量，風力發電量
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備中內置水源（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/熱循環中的關鍵參數均可測量，包括：、壓力和溫度，水的溫度，壓縮機的功率等。
8.1.2本產品可用于《工程熱力學》、《制冷設備原理》《熱泵技術》等熱泵相關學科教學實驗;可用于測量系統中壓縮機的制熱系數，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，不同蒸發和冷凝溫度下產生的熱泵性能曲線，繪制壓焓圖等實驗內容。根據熱力學第二定律，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換效率;2.可繪制制冷劑在不同蒸發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壓縮循環曲線并與理想循環進行比較;
8.2.3.可驗證整個循環系統中的能量平衡;
8.2.4.可評估壓縮機的壓比對壓縮效率的影響;
8.2.5..可評估蒸發器和冷凝器之間的總傳熱系數;
8.2.6當定量靜態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/水等各種填充物內部成分構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.可拓展結合相變蓄熱、多能互補、儲能等系統組成開展綜合能源實驗研究
8.3技術參數
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，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，從而控制整個空調的運行，也可通過網絡實現遠程控制。空調的運行參數由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉換后送入PLC中，再由PLC送到計算機中進行實時顯示監控
9、保溫水箱：
系統水箱冷熱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
參考圖片
10、DB-OP6相變儲能實驗裝置
參考圖片
10.1、概述
10.1.1、該系統整體由保溫箱體、復合結構支撐、電熱裝置、換熱管等構成，箱體內填充相變材料石蠟，內部埋設6支熱電偶用以檢測系統內部溫度分布;箱體內嵌數字顯示屏，實時顯示內部各點溫度
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化為熱能儲存。當冷水在管道內流經系統內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、不同復合結構替換;
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，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，從而控制整個空調的運行。空調的運行參數由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉換后送入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。
重點展示裝置結構（含容器、石蠟、換熱管、保溫層）。風格為簡約科技風，藍色調為主，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、常溫狀態下的儲熱裝置，石蠟呈固態，內部結構清晰可見。
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→液態），紅色箭頭標注熱量輸入方向
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
12.2、供暖系統：
由暖氣片、熱源、采暖塑料管道和溫控系統組成，
12.2.1. 地暖專用盤管
12.2.2材質：鋼
12.2.3功能：溫水在管內循環加熱地表層，以輻射的方式向室內散熱。
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）等組成的空調系統末端裝置之一。盤管管內流過冷凍水或熱水時與管外空氣換熱，使空氣被冷卻，除濕或加熱來調節室內的空氣參數。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
參考圖片
五、 主要配置表
| 編號 | 名稱 | 單位 | 數量 | 說明（尺寸提供，以實際為主） |
| 1 | DB965模擬太陽裝置 | 套 | 1 | 尺寸：≧500mm×500mm×1700mm |
| 2 | DB962太陽能光伏裝置 | 套 | 1 | 尺寸：≧1000 MM*500MM*1700MM |
| 3 | DB963真空集熱管實訓裝置 | 尺寸：≧1100 MM*800MM*1500MM | ||
| 4 | DB554風力發電實訓裝置 | 只 | 1 | 尺寸：≧3000 MM*800MM*1500MM |
| 5 | DB556儲能電池組實訓裝置 | 只 | 1 | 尺寸：≧600 MM*600MM*1700MM |
| 6 | DB557風光互補控制實訓裝置 | 套 | 1 | 尺寸：≧600 MM*600MM*1700MM |
| 7 | DB-XY2空氣-水-土三源熱泵實驗系統實訓裝置 | 套 | 1 | 尺寸：≧1300 MM*700MM*800MM |
| 8 | 保溫水箱 | 套 | 2 | 40L |
| 9 | DB-OP6相變儲能實驗實訓裝置 | 套 | 1 | 尺寸：≧600 MM*700MM*1700MM |
| 10 | 實訓負載平臺 | 套 | 1 | 尺寸：≧1000MM*600MM*1500MM |
| 11 | 管道路系統 | 套 | 1 | |
| 12 | 泵閥系統 | 套 | 1 |
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、系統實訓
太陽能光伏發電系統實訓
真空集熱管單系統實訓
風力發電單元系統實訓
儲能電池組充電、放電過程系統實訓
風光互補單元發電儲能系統實訓
空氣-水-土三源熱泵實驗系統實訓
相變儲能實驗系統實訓實驗
