新工科背景下建筑能源物联网课程建设探索与实践

培养既具有建筑环境与能源应用工程专业知识又具有物联网技术的复合型人才是新时代行业发展的需要。建筑能源物联网技术课程是在建筑环境与能源应用工程专业新工科建设中开设的一门新课。在该课程建设中,以Niagara物联网技术为抓手,优化建筑能源物联网课程知识体系,教学内容涵盖知识、能力和素质的全方位培养;强化工程实践能力,提出理论教学、实操训练、项目设计与开发、Tridium资格认证“四位一体”的教学过程设计方案;建立集过程性评价、表现性评价和总结性评价的多元化课程评价体系。课程运行结果表明,提出的方法可有效激发学生的学习兴趣,提高学生创新能力、实践能力和解决复杂工程问题的能力。

基于天然气基分布式能源系统智能建筑能源物联网研究

针对常规建筑供能系统存在的不足,充分利用城市既有天然气一次能源供应管网优势,以提高总能系统效率为出发点,本文提出了基于天然气基分布式能源系统智能建筑能源物联网(NDES-SG),并提出了NDES-SG集成基本原则与关键科学问题。为诠释NDES-SG的集成、节能潜力以及系统评价方法,给出了一个范例系统,系统计算结果表明,与常规供能系统相比,NDES-SG实现节能达22.2%。NDES-SG概念为进一步提高能源利用效率与实现新一代的建筑能源供应系统提供了思路。

智慧建筑能源物联网冷热输送管网优化研究

在前期研究工作中,作者提出基于天然气基分布式能源系统智慧建筑能源物联网(NDES-SG)概念以及框架,而本文则重点对NDES-SG中,冷热输送管网能量耗散关键影响因素—保温层优化设计展开研究。本文以冷热物流管网输配为研究对象,研究冷热物流输送管道保温层厚度与输送距离(供冷、热半径)的协同关系,以及选取不同保温材料时,管网经济特性规律。分析结果表明,任意一种保温材料在一定约束条件下,冷热输配管网存在保温厚度与供能半径最优协同关系,即"二者协同最优"拐点值。在NDES-SG中,基于天然气基的分布式产能系统及大中型蓄能系统的位置布点、物联网总能系统效率与输送管网的损失密切相关,因此此研究成果将为智慧建筑能源物联网的冷热电管网输配优化设计以及产能系统和蓄能系统容量的选择和布点的研究提供了理论指导与研究思路。

面向建筑能源系统的物联网通用网关设计与实现

基于STM32处理器设计了一款具有自配置功能的通用物联网网关,实现了感知层传感网与数据中心服务器之间的协议转换、数据交互等功能.该网关首先通过RS485现场总线实现建筑能耗信息的采集,然后将其以XML文件的形式存储在SD卡中,最后通过以太网的TCP协议将能耗信息上传至服务器中.实际工程项目应用结果表明,该网关能够稳定可靠地运行,满足建筑能源系统物联网对数据采集与传输的需求.