一种基于matlab的地表水源热泵系统能耗优化方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地表水源热栗技术领域，尤其涉及一种基于MATLAB的地表水源热栗 系统能耗优化方法和装置。
【背景技术】
[0002] 地表水源热栗系统是一种使用从水井或河流中抽取的水为热源（或冷源）的热 栗系统。它是通过池水或湖水所具有的稳定的温度和显著的散热性，对中小区域进行供暖 (或制冷）。目前可将地表水源热栗系统分为闭式系统和开式系统。闭式系统由潜在地表 水中的地表水热交换器，以及与之相邻的水-水或水-空气热栗组成；开式系统由于地表水 经水处理后直接抽取至热栗机组，或通过一个中间换热器与闭式系统相连。
[0003] 但现有技术也存在一定程度的不足。由于地表水源热栗系统在参数设置时往往采 用经验值或较大范围的参数值，进而会影响系统运行的工作效率和工作质量，造成资源的 浪费，同时也会影响地表水源热栗系统的初始投资。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了解决现有技术中的上述不足而完成的，本发明的目的在于提出一 种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化方法和装置，该优化方法能够有效的解决由 于选取经验值或较大范围的参数值所带来的地表水源热栗系统工作效率低下，工作质量不 高，同时造成资源浪费的问题。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化方法，包括：
[0007] 建立地表水源热栗系统的参数数据库；
[0008] 调用所述参数数据库中的参数，建立拟合公式；
[0009] 建立地表水源能效比的优化模型；
[0010] 根据所述拟合公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源热栗系统能耗的优化 程序；
[0011] 输入待测系统参数，运行所述优化程序，得到优化运行数据。
[0012] 进一步的，根据所述参数数据库与所述优化运行数据对所述地表水源热栗系统进 行选型。
[0013] 进一步的，所述待测系统参数包括：水源水温、系统扬程、管长和水特性。
[0014] 进一步的，所述拟合公式包括夏季拟合公式和冬季拟合公式。
[0015] 进一步的，所述优化程序包括夏季优化程序和冬季优化程序，所述根据所述拟合 公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源热栗系统能耗的优化程序包括：
[0016] 根据所述夏季拟合公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源热栗系统能耗的 夏季优化程序；以及
[0017] 根据所述冬季拟合公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源热栗系统能耗的 冬季优化程序。
[0018] 此外，本发明还提出了一种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化装置，包 括：
[0019] 参数数据库模块，用于建立地表水源热栗系统的参数数据库；
[0020] 拟合公式模块，用于调用所述参数数据库中的参数，建立拟合公式；
[0021] 模型建立模块，用于建立地表水源能效比的优化模型；
[0022] 优化程序模块，用于根据所述拟合公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源 热栗系统能耗的优化程序；
[0023] 优化运行数据模块，用于输入待测系统参数，运行所述优化程序，得到优化运行 数据。
[0024] 进一步的，还包括根据所述参数数据库与所述优化运行数据对所述地表水源热栗 系统进行选型。
[0025] 进一步的，所述待测系统参数包括：水源水温、系统扬程、管长和水特性。
[0026] 进一步的，所述拟合公式包括夏季拟合公式和冬季拟合公式。
[0027] 进一步的，所述优化程序包括夏季优化程序和冬季优化程序，所述根据所述拟合 公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源热栗系统能耗的优化程序包括：
[0028] 根据所述夏季拟合公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源热栗系统能耗的 夏季优化程序；以及
[0029] 根据所述冬季拟合公式与所述优化模型，通过编写得到地表水源热栗系统能耗的 冬季优化程序。
[0030] 本发明所述的一种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化方法和装置。根据 参数数据库中的参数建立的拟合公式和建立的地表水源能效比的优化模型，利用MATLAB 编写得到地表水源热栗系统能耗的优化程序，通过运行得到优化运行数据，避免了由于地 表水源热栗系统采用经验值或较大范围的参数值，造成的系统运行的工作效率低下和工作 质量不高，资源浪费的问题。
【附图说明】
[0031] 为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需 要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的 附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图得到其他的附图。
[0032] 图1是本发明实施例一提供的一种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化方 法的流程图。
[0033] 图2是本发明实施例二提供的一种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化装 置的结构图。
【具体实施方式】
[0034] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附 图，通过【具体实施方式】，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的 一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。
[0035] 实施例一：
[0036] 图1是本发明实施例一提供的一种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化方 法的流程图。
[0037] 如图1，本实施例一提供的一种基于MATLAB的地表水源热栗系统能耗优化方法， 包括：
[0038] S101、建立地表水源热栗系统的参数数据库。
[0039] 其中，地表水源热栗系统会针对不同的使用环境，选取不同的系统装置如不同类 型的主机、水栗、冷却塔等。进而，主机、水栗、冷却塔装置的参考量和相关修正系数也不尽 相同。因此，需要利用MATLAB对地表水源热栗系统的参数建立数据库，以便于对系统的参 数进行调用和处理。
[0040] 值得注意的是，参数数据库的建立从根本上说，是将参数进行转换和转存，并通过 搜索引擎为用户访问提供接口和数据窗口，以便于实现数据的新建、修改和删除。
[0041] 参数数据库建立之后，可以执行如下步骤。
[0042] S102、MATLAB会调用所述参数数据库中的参数，建立拟合公式。
[0043] 由之前所述可知，参数数据库中参数包括有地表水热栗系统中主机、水栗、冷却塔 装置的参考量和相关修正系数。其中，参考量和相关修正系数包括：水流量、温度、温差、各 个修正系数、冷量、热量、功率、效率、系统扬程等。通过调用这些参考量和相关修正系数，以 建立拟合公式。
[0044] 值得一提的是，拟合公式可以包括夏季拟合公式和冬季拟合公式。这是由于地表 水热源栗系统针对夏季与冬季分别采取制冷与供暖的工作方式不同，进而参考量与相关修 正系数也有所区别。
[0045] 其中，夏季拟合公式为：
[0046] Qe= -0· 053 Δ 12-4 Δ t+598. 1 (1)
[0047] 其中，为制冷量，A t为冷却水供回水温度；
[0048] ffe= 0. 015At2+l. 79 Δ t+86. 2 (2)
[0049] 其中，We为热栗系统组耗功率；
[0052] 其中，v为粘度系数，η。为水栗标准效率，T。为冷却水温度，G为带有富裕系数的 冷却水流量；
[0055] 其中，Δ η i为比转速n s区间在20-120之间的水栗效率，Δ η 2为比转速n s区间 在210-300之间的水栗效率。
[0056] 值得一提的是，比转速的定义为水头为lm、发出1匹功率且机械效率为100%时水 轮机自身的转速某种标准栗或风机在最高效率情况下，扬程为一米（风机全压为一毫米水 柱）流量为0. 075立方米每秒（风机为一立方米每秒）时标准栗或风机的转速为此系列栗 或风机的比转速。
[0059] 其中，Qex为制冷量Q e的修正系数，W Μ为热栗系统组耗功率W e的修正系数。
[0060] 此外，冬季拟合公式为：
[0065] Wex=-0· 00013764TC 2+0· 082954TC-11. 453 (13)
[0066] 值得注意的是，冬季拟合公式中水栗标准效率η。、比转速ns区间在20-120之间 的水栗效率A q i以及比转速n s区间在210-300之间的水栗效率△ η 2与夏季拟合公式相 同。
[0067] 同时，
[0068] S103、MATLAB会建立地表水源能效比的优化模型。其优化模型建立过程如下：
[0069] 在不考虑地表水源热栗系统中水量损失，冷却水流量G。、系统扬程氏和功率W。分 别可以表示为：
[0073] 冷却水系统的能耗为：
[0075] 其中，H。为进水压扬程，η为水栗效率，P为冷却水密度，C为冷却水的比热，W 为其他能耗。此外，S为管路阻力系数，并且可用如下公式表示为：
[0077] 其中，d为管径，ξ为局部阻力系数。
[0078] 进一步的，还需要得到地表水源热栗系统的理论制冷性能系数COPi 该系数可以 表示为：
[0080] 其中，?；为冷冻水温度，T。为冷却水温度。
[0081] 这里需要说明的是，冷却水是指在机组和室外散热设备之间的循环水系统，冷冻 水是指在机组与末端封盘之间的循环水系统。但在实际工作过程中，冷凝器和蒸发器都存 在换热温差，而且这两个换热温差随制冷技术以