地下水源热泵系统水源侧故障预测诊断研究

摘要

地下水源热泵技术的应用是实现科学用能、解决我国能源紧缺问题的重要举措。近些年来,地下水源热泵系统在我国建筑中的应用十分广泛,发展十分迅速,但是该技术在我国建筑领域深度推广的过程中也暴露出一些技术、设计及运行管理中的问题。建立完备的故障诊断系统是保证地下水源热泵系统高效、稳定运行的必要措施。然而由于地下水源热泵系统采用地下水作为冷热源,因此它存在着其它形式的热泵系统所不具有的水源侧故障。这使得传统的热泵故障诊断方法难以完全地应用到地下水源热泵系统中来。
　　为弥补地下水源热泵系统故障诊断研究中的空白,确保系统在运行期内能够持续高效的运行,本文针对地下水源热泵系统回灌井堵塞及热贯通等水源侧故障进行研究,并在以往故障诊断判别故障发生的基础上侧重故障演化规律的预测诊断。
　　对于回灌井堵塞问题,本文首先分析了地下水源热泵系统回灌井堵塞的类型及成因,在理论建模的基础上提出了回灌井预测诊断的一般方法,其次运用该诊断方法,通过实际测量杨凌某小区各井水位及其流量,计算该小区各回灌井的渗透系数及溢井发生所需时间,根据渗透系数减小率来判断各回灌井回灌性能恶化程度,根据溢井发生所需时间判断各回灌井在运行期间溢井的可能性。最后给出了回灌井堵塞的防治措施。
　　对于热贯通问题,本文首先阐述了地下水在含水层运动过程中的传热机理,并运用数值模拟的方法分析了热贯通的影响因素。其次建立了能够实现热贯通预测诊断的人工神经网络以及能够衡量热贯通对机组能效影响大小的评价指标。根据温度升幅判断热贯通是否发生,根据评价指标判断该运行期内机组能效的弱化程度。最后以杨凌某小区4年夏季运行的历史数据为依据验证了该诊断方法的可行性并给出了热贯通问题的防治措施。为管理人员运行策略的制定提供了参考。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

主 要 符 号 表

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3 问题提出及研究内容

1.4 研究方法和措施

第2章 回灌井堵塞诊断的理论基础

2.1地下水及多孔介质的性质

2.2多孔介质的性质

2.3含水层分类及其性质

2.4给水度、贮水系数及贮水率

2.5地下水运动的微分方程

2.6地下水向水井的流动

2.7地下水向井群的流动

2.8本章小结

第3章 地下水源热泵系统回灌井堵塞的预测诊断

3.1回灌井堵塞的概述

3.2回灌井堵塞形成的原因

3.3回灌井堵塞诊断的研究进展

3.4回灌井堵塞预测诊断的一般方法

3.5工程实例分析

3.6回灌井堵塞的防治措施

3.7本章小结

第4章 地下水传热的数值模拟及热贯通的影响因素

4.1热贯通的概述

4.2热贯通影响因素的分析

4.3本章小结

第5章 基于人工神经网络的热贯通预测诊断

5.1人工神经网络的概述

5.2 人工神经网络的构成及工作原理

5.3 BP人工神经网络及其学习机理

5.4热贯通对机组能效影响的描述

5.5 工程实例诊断

5.5.2网络的设置及训练

5.6热贯通的防治措施

5.7 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录