Моделювання та оптимізація роботи теплового насоса з використанням відновлюваних джерел енергії

Abstract

У рамках кваліфікаційної роботи магістра було виконано комплексне дослідження, спрямоване на моделювання та оптимізацію роботи систем опалення на базі теплових насосів з використанням відновлюваних джерел енергії. Основна увага приділялася чотирьом конфігураціям теплових насосів: повітря-повітря (ASHP), геотермальному (GSHP), гібридному сонячно-повітряному (SAHP) та потрійному сонячно-геотермально-повітряному. Розроблено математичні моделі основних компонентів системи (компресорного циклу, сонячного колектора, термічного бака-акумулятора, горизонтального ґрунтового теплообмінника та фанкойлів), а також впроваджено інтелектуальне керування на основі штучної нейронної мережі. Розроблено та навчено нейронну мережу зворотного поширення (BP) з 5 входами (температура зовнішнього повітря, сонячна радіація, швидкість вітру, вологість, час доби) та 9 нейронами в прихованому шарі для прогнозування теплового навантаження будівлі з середньою похибкою менше 5%. Модель інтегровано в систему керування тепловим насосом типу «повітря-повітря». Запропоновано та реалізовано адаптивний алгоритм керування температурою зворотної води ТНПП на основі прогнозу навантаження нейронною мережею та ПІД-регулювання з урахуванням індексу теплового комфорту.