[發明專利]能量樁最優樁長確定方法及裝置

在審

• 申請號: 202110952884.0
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113673016A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 韋曉婷;格日勒
• 申請（專利權）人: 北京京誠華宇建筑設計研究院有限公司;中冶京誠工程技術有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/27;G06N3/12;G06Q10/04;G06F111/04;G06F111/06;G06F113/08;G06F119/00;G06F119/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 董驍毅;葉明川

1.一種能量樁最優樁長確定方法，其特征在于，所述方法包括：

在預設三維建筑模型和能量樁系統模型中對多個不同樁長的能量樁進行試驗模擬，確定能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系；

根據所述能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系以及所述能量樁出水溫度與地下換熱量的對應關系，確定不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量；

根據所述不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量、運行期內冷源系統能耗數據以及設備造價數據構建雙層優化模型，并根據預設約束條件對所述雙層優化模型中的樁長優化變量進行多目標遺傳算法優化，確定符合所述約束條件的最優能量樁樁長。

2.根據權利要求1所述的能量樁最優樁長確定方法，其特征在于，所述在預設三維建筑模型和能量樁系統模型中對多個不同樁長的能量樁進行試驗模擬，確定能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系，包括：

根據目標建筑的圍護結構參數、內擾負荷參數及時刻表、室內環境設計參數構建三維建筑模型，根據管內流速、能量樁間距、樁徑、管徑、樁基材料與土壤材料的物性參數構建能量樁系統模型；

根據按照設定模擬步長劃分的多個不同能量柱樁長、所述三維建筑模型以及所述能量樁系統模型進行試驗模擬，對所述試驗模擬結果擬合得到能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系。

3.根據權利要求1所述的能量樁最優樁長確定方法，其特征在于，所述根據所述能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系以及所述能量樁出水溫度與地下換熱量的對應關系，確定不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量，包括：

根據地下換熱量與所述能量樁出水溫度的對應關系，確定對應的管內流體進水溫度和熱泵機組制冷系數；

根據所述管內流體進水溫度和熱泵機組制冷系數以及所述能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系，確定不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量。

4.根據權利要求1所述的能量樁最優樁長確定方法，其特征在于，所述根據所述不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量、運行期內冷源系統能耗數據以及設備造價數據構建雙層優化模型，包括：

根據運行期內冷源系統能耗數據為目標函數構建下層優化模型；

根據所述不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量、設備造價數據、設備容量數據以及能量樁樁長，構建多目標優化上層優化模型；

根據所述下層優化模型和所述多目標優化上層優化模型構建雙層優化模型。

5.一種能量樁最優樁長確定裝置，其特征在于，包括：

模擬試驗模塊，用于在預設三維建筑模型和能量樁系統模型中對多個不同樁長的能量樁進行試驗模擬，確定能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系；

參數計算模塊，用于根據所述能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系以及所述能量樁出水溫度與地下換熱量的對應關系，確定不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量；

雙層優化模塊，用于根據所述不同樁長的能量樁對應的熱泵機組冷負荷量、運行期內冷源系統能耗數據以及設備造價數據構建雙層優化模型，并根據預設約束條件對所述雙層優化模型中的樁長優化變量進行多目標遺傳算法優化，確定符合所述約束條件的最優能量樁樁長。

6.根據權利要求5所述的能量樁最優樁長確定裝置，其特征在于，所述模擬試驗模塊包括：

模型構建單元，用于根據目標建筑的圍護結構參數、內擾負荷參數及時刻表、室內環境設計參數構建三維建筑模型，根據管內流速、能量樁間距、樁徑、管徑、樁基材料與土壤材料的物性參數構建能量樁系統模型；

試驗模擬單元，用于根據按照設定模擬步長劃分的多個不同能量柱樁長、所述三維建筑模型以及所述能量樁系統模型進行試驗模擬，對所述試驗模擬結果擬合得到能量樁出水溫度與能量樁樁長的對應關系。