基于制热量预测模型的太阳能水源热泵节能控制技术研究

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1、万方数据中图分类号UDCTK513621硕士学位论文学校代码lQ§3三密级公珏基于制热量预测模型的太阳能水源热泵节能控制技术研究ResearchontheEnergySavingControlTechnologyoftheSolarWaterSourceHeatPumpontheBasisofHeatPredictiveModel作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期塑!!!篁：哆许奎机械工程机械电子工程机电工程学院江乐新副教授答辩委员会主席中南大学2014年5月、万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位

2、论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：丝日期：j型L年土月旦日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅

3、；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：望奎日期：丝!芏年上月量日翩签名丝譬日期：竺竺年上月生日万方数据中南大学硕士学位论文摘要基于制热量预测模型的太阳能水源热泵节能控制技术研究摘要：随着太阳能光热技术和热泵技术迅速发展，太阳能热泵供热水技术逐步成为了目前能源界研究开发的热点。本文研究的太阳能水源热泵系统将太阳能光热技术与热泵技术相结合，是一种机电一体化的新型节能产品。然而，由于热泵机组低温制热性能较差，且太阳能系统集热效果随着天气变化波

4、动较大，使得这种设备在制热水运行过程中的控制方法成为系统能否高效运行的一个关键问题。本文对太阳能水源热泵系统进行深入分析，对系统制热水提出了一种全新的控制技术。本文开展的具体工作如下：对太阳能水源热泵系统的工作原理进行分析，提出系统控制策略重点在于最大化利用太阳能完成制热水任务以及提高系统综合能效比。通过对储热水箱进行质量和能量守恒分析，得到了储热水箱水温的控制方程，以此提出了基于预测各部分制热量的控制策略。建立了太阳辐射逐时预测BP神经网络模型，利用模型输出参数建立太阳能集热系统集热量预测计算模型；对水源热泵机组蒸发器进行换热分析，以此为基础建

5、立了水源热泵机组制热量预测计算模型。建立了次日逐时太阳辐射预测BP神经网络模型，预测当天太阳辐射分布规律，并且与太阳辐射逐时预测BP神经网络的结果相比较实现太阳辐射规律的修正，搭建太阳能集热系统实验平台验证方法的可行性，推导出太阳能集热系统集热量的预测修正计算模型，以此计算得到单位时间内平均集热量；搭建水源热泵机组制热水实验平台，通过实验研究的方法得到热泵机组制热能效比与机组运行时间之间的关系，以此为基础推导出预测热泵机组制热量的预测修正计算模型。结合太阳能水源热泵系统的运行特点，设计了太阳能水源热泵系统控制器。运用VB6．0编程软件编制了上位机

6、控制软件，实现了BP神经网络算法、上位机与下位机PLC的通讯以及数据处理等功能；采用模块化编程思想，运用STEP．7编程软件编制了下位机PLC运行程序。对安装了本控制器的太阳能水源热泵系统进行制热水实验，测试结果表明，本控制策略比传统控制策略具有更好的节能效果，提高了系统综合能效比。图39幅，表10个，参考文献60篇。关键词：太阳能水源热泵；热量预测；节能控制；神经网络分类号：TK513lI万方数据中南大学硕士学位论文ABSTRACTResearchontheEnergySavingControlTechnologyoftheSolarWater

7、SourceHeatPumpontheBasisofHeatPredictiveModelAbstract：晰mtherapiddevelopmentofthesolarthermaltechnologyandheatpumptechnology,thesolarheatpumpandhotwatertechnologygraduallybecomeahotspotofresearchanddevelopmentintheenergysectorSolarwatersourceheatpumpsystem，researchedinthispape

8、r,isanewenergy-savingmechatronicequipment．Thisequipment，whichcombine