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地源热泵优化控制系统设计与研究

刘胜涛  
【摘要】:针对已建成的地源热泵系统运行能效逐渐下降甚至丧失节能能力,由节能表现为不节能的问题,研发了一套为地源热泵提供优化控制决策的系统,该系统采用决策树算法,在实际运行中辅助地源热泵系统,帮助地源热泵系统在实际运行中对其自身原有控制决策进行适度优化,在保证舒适性同时降低能耗。研究过程中对地源热泵系统进行了整体分析,梳理了热泵的类型,通过分析地源热泵系统的组成、原理和工作流程,提出了应用中存在的一些问题。选择具体现场的地源热泵系统为研究对象,监测其运行数据、运行规律、室外气象数据、室内使用规律和室内人员舒适性感受。分析数据后发现了该地源热泵系统运行中存在土壤热不平衡、室内应用习惯不良、持续高负荷等现象,造成了地源热泵系统的能效逐渐下降的结果。研究了地源热泵系统的参数体系,根据积累的运行数据和应用规律,研究监测参数和评价计算方法,采用决策树算法对诸多参数和策略进行循环迭代,最终得出特定条件下的最优策略。对地源热泵优化控制系统进行了整体方案设计和软硬件详细设计,最终实现了本系统,并在现场安装测试使用。测试过程中对地源热泵系统的COP、土壤不平衡度、室内舒适度等进行了重点测试跟踪。测试结果表明:优化控制系统能够提供优化策略,使得地源热泵系统能够根据自身负荷变化情况调节运转状态,在尽量保持舒适性不变的前提下减小能耗,能够最大限度的保证土壤热平衡度,减少了能源浪费,提高了能效。


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