【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于建筑節(jié)能與暖通空調(diào)，涉及基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法和控制裝置。
技術(shù)介紹
1、地源熱泵系統(tǒng)是利用地下恒定的溫度來為建筑進行供暖、制冷的高效環(huán)保的新型能源系統(tǒng)。
2、然而，盡管地源熱泵系統(tǒng)的用途愈發(fā)廣泛，但其運行策略卻相對傳統(tǒng)。通常，在制定地源熱泵系統(tǒng)的運行策略時，需考慮建筑物的能源需求、地下水文地質(zhì)條件、天氣變化等因素，綜合考慮上述因素后，通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)循環(huán)水溫、壓縮機運行頻率等參數(shù)，以滿足供暖、制冷需求。
3、在建筑系統(tǒng)的能源需求確定且地下水文地質(zhì)條件勘探完成的情況下，地源熱泵系統(tǒng)的運行主要由建筑所處環(huán)境決定，目前大多數(shù)的操作人員會提前根據(jù)天氣預(yù)報，結(jié)合已有工程經(jīng)驗制定系統(tǒng)運行策略，主要包括管內(nèi)循環(huán)流體流速、地埋管個數(shù)等。同時，隨著技術(shù)的進步和智能控制系統(tǒng)的發(fā)展，越來越多的地源熱泵系統(tǒng)開始采用先進的模型預(yù)測辦法，即將建筑物特性、地下水文地質(zhì)條件、氣候數(shù)據(jù)等作為輸入?yún)?shù)，結(jié)合數(shù)學模型和計算機算法，通過模擬和預(yù)測系統(tǒng)的運行情況，優(yōu)化控制參數(shù)和策略，以實現(xiàn)更精確的運行策略，減少對經(jīng)驗法的依賴。
4、然而，無論是傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法還是近年來發(fā)展的模型預(yù)測方法，都存在一定的局限性：
5、經(jīng)驗預(yù)測法通常基于以往的試驗數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗，對系統(tǒng)的運行策略做出假設(shè)性的推斷，因此無法充分考慮到當前環(huán)境的變化和系統(tǒng)的實際需求；同時，經(jīng)驗預(yù)測方法難以適應(yīng)不同地區(qū)、不同建筑物和不同季節(jié)的變化，其制定的運行策略不夠靈活；另一方面，由于經(jīng)驗預(yù)測方法主要依賴于歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗判斷，其預(yù)測精度
6、模型預(yù)測法在建立準確模型時需要考慮多重因素，包括建筑物特性、地下水文地質(zhì)條件、氣候變化等，因此模型復(fù)雜度較高，需要大量的數(shù)據(jù)和計算資源來支持，由此也會帶來計算耗時較長，數(shù)據(jù)時效性較低的問題；另外，盡管模型預(yù)測法可以提供更準確的預(yù)測結(jié)果，但仍然存在預(yù)測誤差的可能性，特別是在面對復(fù)雜多變的環(huán)境條件時，模型的預(yù)測準確性可能會受到影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的技術(shù)目的在于針對目前地源熱泵系統(tǒng)的運行方法存在耗時較長且預(yù)測準確性有待提高的技術(shù)問題，提供基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法和控制系統(tǒng)。
2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本申請采用以下技術(shù)方案。
3、第一方面，本申請實施例提供一種基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，包括：
4、獲取地源端參數(shù)、設(shè)備端參數(shù)和目標時間尺度的建筑負荷；
5、將地源端參數(shù)和設(shè)備端參數(shù)輸入至預(yù)先訓(xùn)練獲得的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到單根地埋管換熱器在所述地源端參數(shù)和所述設(shè)備端參數(shù)對應(yīng)控制條件下的換熱能力；
6、根據(jù)所述建筑負荷與所述換熱能力，得到滿足所述建筑負荷的地埋管最小數(shù)量；
7、基于所述地埋管最小數(shù)量，利用非支配排序優(yōu)化算法，對運行成本以及地埋管換熱器間距進行優(yōu)化，最終確定地埋管換熱器數(shù)量和地埋管換熱器間距。
8、第二方面，本申請實施例提供基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制裝置，包括：
9、第一參數(shù)輸入模塊，用于獲取地源端參數(shù)；
10、第二參數(shù)輸入模塊，用于獲取設(shè)備端參數(shù)；
11、第三參數(shù)輸入模塊，獲取目標時間尺度的建筑負荷；
12、換熱能力確定模塊，用于將地源端參數(shù)和設(shè)備端參數(shù)輸入至預(yù)先訓(xùn)練獲得的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到單根地埋管換熱器在所述地源端參數(shù)和所述設(shè)備端參數(shù)對應(yīng)控制條件下的換熱能力；
13、地埋管最小數(shù)量確定模塊，用于根據(jù)所述建筑負荷與所述換熱能力，得到滿足所述建筑負荷的地埋管最小數(shù)量；
14、參數(shù)優(yōu)化模塊，用于基于所述地埋管最小數(shù)量，利用非支配排序優(yōu)化算法，對運行成本以及地埋管換熱器間距進行優(yōu)化，最終確定地埋管換熱器數(shù)量和地埋管換熱器間距；
15、結(jié)果輸出模塊，用于輸出所述地埋管換熱器數(shù)量和地埋管換熱器間距。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實施例提供的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法具有以下優(yōu)點：通過預(yù)先訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠準確預(yù)測單根地埋管換熱器在預(yù)選的地源端參數(shù)下的換熱能力，具有較高的準確性和可靠性；該方法能夠?qū)崟r獲取建筑負荷，并根據(jù)負荷變化動態(tài)調(diào)整地埋管換熱器的數(shù)量和間距，確保系統(tǒng)始終運行在最優(yōu)狀態(tài)。通過計算滿足建筑負荷所需的地埋管最小數(shù)量，避免了資源的過度配置和浪費；利用非支配排序優(yōu)化算法，不僅考慮了運行成本，還兼顧了地埋管換熱器間距的優(yōu)化，實現(xiàn)了在保證系統(tǒng)性能的同時降低運行成本。整個控制過程現(xiàn)了自動化，減少了人為干預(yù)和錯誤決策的可能性，提高了系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實施例提供的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制裝置，具有與以上技術(shù)相比，本申請實施例提供的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法相同的有益技術(shù)效果，不做贅述。
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1.基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述地源端參數(shù)包括地溫、綜合導(dǎo)熱系數(shù)、地埋管埋深、地埋管間距、埋管行數(shù)、埋管列數(shù)、流體入口溫度和流體流速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述設(shè)備端參數(shù)包括熱泵機組能效比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法還包括：利用Levenberg-Marquardt算法訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述運行成本的函數(shù)表達式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述地埋管運行及維護的費用的計算表達式如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，熱泵機組運行及維護的費用的計算表達式如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于建筑負荷的地源熱泵系
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法還包括：將目標時間尺度的建筑負荷與換熱能力的比值確定為所述地埋管最小數(shù)量。
10.基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制裝置，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述地源端參數(shù)包括地溫、綜合導(dǎo)熱系數(shù)、地埋管埋深、地埋管間距、埋管行數(shù)、埋管列數(shù)、流體入口溫度和流體流速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述設(shè)備端參數(shù)包括熱泵機組能效比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法還包括：利用levenberg-marquardt算法訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于建筑負荷的地源熱泵系統(tǒng)運行控制方法，其特征在于，所述運行成本的函數(shù)表達式為：...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳瑞春，陳盼盼，張晶，馬可心，萬君，李皓，曹明，張國柱，劉易斐，
申請(專利權(quán))人：臺州宏遠電力設(shè)計院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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