智能控制技术在地下水源热泵节能控制系统中的应用研究

【摘要】地下水源热泵系统是近年来主要开发的项目，并通过节能系统的应用，能够将地下水源中的能量高效传输给建筑物环境中，实现自然能源的有效利用。文章对具体的智能控制系统内容和节能措施进行了分析。

【关键词】地下水源热泵；智能控制；具体应用；节能控制

在城市的建设中，供热系统的应用一直是讨论的热点话题，因为这不仅仅关乎民生，还关系着自然能源的合理化利用。在过去几十年的经济快速发展中，我国的煤等不可再生能源物质已经供应紧缺，为了实现经济和能源的可持续建设，必须要进行新能源的开发与利用。地源热泵的应用实现了地热能的综合使用，其中地下水源热泵系统的开放式系统应用比较广泛，通过对低位能向高位能的转变，提供了建筑物所必须的热量的供应。

一、地下水源热泵的应用原理

地下水源热泵系统的应用原理是将地下水中所含有的地热能进行能量的转换，地下水中的能量属于低位能，需要通过电能的施加将低位能转换成高位能，所以在地下水源热泵系统中会有压缩机、蒸发器和冷凝器的使用，而压缩机的使用就是能量转换的关键。当提供的电压出现谐波作用时，机组就会检测并识别，停止机械的运行，当电压稳定会智能化系统会自动恢复运行状态，延长了机械设备的使用寿命，节约了资源利用中的工程开支。另外，在缺水或过冷的水温环境中，此种保护措施也会有响应。

二、地下水源热泵系统节能控制分析

1、以保护控制为基础加强节能控制。地下水源热泵在实际的工作环境中，会由于环境的复杂变化引起机器的异常反应，这就需要通过智能化的节能控制实施，保护机械不受突发事故的破坏，节约企业在设备上的投资使用。这种保护措施主要是通过报警系统和检测系统的建立，进行报警通知或终止机械运行。

2、能量的智能化节能控制。在地下水源热泵的应用中，是通过循环水的使用实现热源的能量控制的。当抽水系统持续抽水时，地下水位就会下降，在供水循环系统中就会形成较大的压力差，提供井水循环的水泵就要相应的增大功率。智能化节能应用主要是针对水位的下降进行功率的设定，减少过多电能的浪费，同时避免了因回灌压力过高造成的机械开关频繁，保护了机组的使用寿命，减少了不必要电能的浪费使用。

三、智能控制技术的具体应用

随着计算机技术水平的提高，人们能够在实际的工作中进行智能化的控制，这种智能化主要是你通过对机械进行数学、语言和知识的编程等，实现机械的检测、识别和控制技能，即使是在无人的环境中，也能通过自我识别完成准确化控制。现阶段，应用最广泛的智能控制系统有模糊控制、专家控制和神经网络控制等。其中这些控制系统也是实现地下水泵热源系统控制的主要内容。

1、模糊控制。模糊控制是基于模糊集合论模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用的控制方法。模糊控制系统是以模糊数学、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑的规则推理为理论基础采用计算机控制技术构成的一种具有反馈通道的闭环结构和数字控制系统。它的组成核心是具有智能性的模糊控制器。在地下水源热泵的应用中，应用模糊控制可以实现高控制精度，能够及时的发现测量数据与期望数据的偏差，便于技术人员对具体参数的输入调节，这种调节机制应该是闭环结构形式，将在传感器中收到的观测值反馈到系统的输入端，并与理想的输入量相比较，从而构成闭环结构的反馈调节通道。

2、神经网络预测控制。预测控制是工业过程控制领域发展起来的一种计算机控制算法，它包括模型预测、反馈校正、参考输入轨迹和滚动优化4个部分这种算法的基本思想是先预测后控制，其控制动作具有较强的预见性从而明显优于经典反馈控制系统。人工神经网络作为一种非线性建模和预测方法具有良好的非线性品质、极高的拟合精度‘灵活而有效的学习方式、完全分布式的存储结构和模型结构的层次性，已被广泛应用于预测并取得了良好的效果。对于地下水源热泵空调这种大惯性、大滞后系统的控制，采用常规的控制策略将难以取得理想的效果而神经网络具有非线性逼近能力等优点在建模方面具有较强的优势，因此采用神经网络可以实现预测控制。

3、专家控制系统。专家控制系统是具有模拟或延伸扩展专家智能的功能采用人工智能专家系统技术与控制理论相结合而设计的系统。其实质是。基于控制对象的控制规律以智能的方式利用求得控制系统尽可能地优化和实用化它反映出智能控制的许多重要特征和功能。在中央空调控制系统的应用中，专家系统主要用于系统建模它的关键点在于系统集成一以及“技术集成“从系统的观点出发综合考虑各个方面的因素应用优化的控制算法和智能控制技术构造智能专家控制系统最大限度地挖掘其节能潜力。

四、地下水源热泵智能控制技术发展趋势

地下水源热泵系统的应用已经在工程中有所体现，实现了地热能的有效利用。地热能主要是地表和湖水中吸收的太阳能，其吸收的数量几乎达到40%，若能够通过技术的革新进行高效的利用，这种绿色能源将会促进社会的又一次变革。在现阶段的地下水源热泵智能系统的应用中，虽然能够通过压缩机和水泵的智能化控制，但是其控制体系还不够完善，针对同一台空调机组通过专家控制系统、模糊控制系统和神经网络控制系统的应用，能够实现智能化的应用，但是在多台空调机组的配合使用中却存在不协调的特点，每台空调机组之间缺少设备的沟通，不能够在统一控制体系中同步进行。因此，在未来的地下水源热泵的智能化和节能化的控制中。应不断加强多台机组联合使用的研究，将控制范围从单台机械向网络化发展，利用集成与智能的技术实践，提高地下水源热泵系统的综合调节，真正实现智能化的应用，同时也减少了单台机组的智能设备的繁复应用，降低了工程施工成本。

结语

随着信息技术的提高，以及计算机技术的广泛应用，智能化控制已经成为了未来经济建设的发展方向，在城市供热系统的应用中，通过地下水源热泵系统的建立，实现了可再生资源的利用，但是在实际的应用中，需要借助高新技术的支持，将节能性和智能性充分的结合起来，提供高效率的地热能的使用，保证社会建设和能源使用的平衡发展，同时也将节能的概念渗透到社会生活中，促进社会的科学建设。

参考文献

[1]彭亚美，地下水源热泵系统的模拟分析与运行优化研究[J].合肥工业大学，2013（04）.

[2]曹彬，潍坊地区地下水源热泵应用的影响及适宜性分区研究[J].济南大学，2012（05）.