地源热泵空调能耗分析与节能运行方法研究

发布时间：2020-06-15 02:51

【摘要】：地源热泵空调能耗分析是控制能源成本、减少能源消耗对环境的影响、提高建筑设备价值的重要途径。高效的能耗分析和节能策略可以降低空调系统的运营成本。在持续监测和管理现有地源热泵中央空调系统的能源消耗的方法中,数据分析起着重要的作用。准确地预测分析、节能寻优可以提高中央空调系统能效,为建筑设备业主提供指导。然而,中央空调系统的能耗常受到很多因素的影响,如天气状况、日程表、设备性能等系统的相互作用,而且实时能耗有非线性和非平稳特性,其能耗的分析和节能运行具有复杂性和挑战性。论文主要研究内容有:(1)在预测中央空调能耗时使用参数优化法、粒子群算法、遗传算法、思维进化算法优化BP神经网络,比较各种方法的准确度和计算时间,提出了改进粒子群优化神经网络的算法,自适应改变惯性因子,从而提高了预测准确度。(2)对于并联水泵系统进行建模,利用免疫遗传算法进行寻优,提高精度和速度,和枚举法寻优结果一致。使用三维图观察各个变量之间的关系。(3)对于水冷式中央空调主要装置进行建模,回归分析,找出空调总能耗与泵的转速、装置开启台数的关系。使用三维图观察能耗和流量之间的关系。分别用遗传算法和模拟退火算法建立新的能耗寻优模型,对一天每分钟能耗进行优化,降低能耗。(4)根据实际工程中空调系统的控制方式,设计基于TRNSYS的地源热泵中央空调控制系统。分析并通过仿真验证地埋管换热器的工作性能是符合设计要求的。分析机组效率和温度流量值的关系。夏季加入水冷机组和热泵机组共同制冷,冷却塔辅助散热。按照负荷改变水泵的运行频率,实现节能。(5)对于地源热泵系统进行负荷的分配,使其冬季夏季与土壤的热交换量基本相同。使用遗传算法、模拟退火算法和改进免疫遗传算法对热泵机组和水冷机组分别进行节能寻优,比较三种方法的效果。与遗传算法相比,改进免疫遗传算法具有较快的计算速度和较好的寻优效果。综上所述,本文对地源热泵空调能耗数据进行分析,提出新的空调节能寻优方法。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU83
【图文】：

系统图,复合式,系统图

逦第１章绪论逦逡逑地源热泵系统以其高能效和可靠的运行性能，越来越受到空调系统的青睐。逡逑然而，当该技术应用于以冷却负荷为主的区域的建筑时，ＧＳＨＰ系统向地面反射逡逑的热量会在地面热交换器周围堆积，导致系统性能下降，夏季系统运行成本增加。逡逑因此，ＨＧＳＨＰ系统被用来克服这个问题，通过使用额外的或补充的热拒绝器，逡逑如冷却塔（ＣＴ）来进行辅助散热。逡逑Ｆａｎ［８５］提出了一种考虑钻孔距离、钻孔深度和回填材料的实际ＨＧＳＨＰ实验逡逑系统的理论设计。通过对ＨＧＳＨＰ系统多种运行策略的理论分析，确定了优化组逡逑合策略。结果表明，ＨＧＳＨＰ系统能够有效地解决系统在长期运行中积累热量和逡逑降低系统性能的问题。系统结构如图１．２．１。逡逑逦＾逦逡逑

电能检测,异常情况

消费异常行为等。逡逑如果通过设置阈值来监测，不能考虑温度和人员变化的影响。８￡＊以１１［９５］提逡逑出的专家规则是基于质量平衡和能量平衡空气处理单元。根据专家规则，可以逡逑成功诊断在空气处理单元发生的故障。基于规则的故障诊断方法依赖于规则的逡逑应用。一个专家系统通常是适用于一个特殊的空调系统。如果真正的暖通空调逡逑系统的专家规则构造不够详细，专家系统的诊断效率可能是很有限的。逡逑Ｓｅｅｍ，Ｕ［９６］使用离群点检测法监测异常数值。卿晓霞［９７］提出了实时监测方逡逑法，建立判定树，与历史数据进行比较。逡逑Ｃｈｏｕ和Ｔｅｌａｇａ［９８］提出了一种实时点异常检测系统。在他们的工作中，能耗逡逑值被预测，通过比较读数值是否与预测值有显着性差异来识别异常。Ｊａｎｅｔｚｋｏ逡逑等人［９９］叙述了一种基于时间加权预测，它使用历史功耗数据来识别点异常。逡逑Ｗｒｉｎｃｈ等人［１？检测到用电气分析法分析建筑物运行中的异常使用频率中周期逡逑性数据域。然而，该技术假定数据特征不变，这导致许多误报。逡逑在很多情况下，这些方法从短期可以节约能源和防止隐患，对中长期能源逡逑概况进行分析，可用于规划长期监测的目的。本文是用于剔除异常点，以免对逡逑建模造成干扰。逡逑４ＳＯＯ邋逦逦逦—逦逦邋ｇ00逡逑＾

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