[发明专利]热泵干燥系统运行优化方法、终端设备及系统

说明书

本申请适用于热泵干燥系统技术领域，提供了热泵干燥系统运行优化方法、终端设备及系统，该方法包括：确定干燥物的显热负荷，显热负荷根据二阶微分方程等效热参数模型确定；根据显热负荷构建储能系统数学模型；以运行成本最低为目标函数，根据热泵干燥系统的多个约束条件，优化储能系统数学模型；采用粒子群‑蚁群优化算法求解优化后的储能系统数学模型，获得热泵干燥系统运行优化方案。本申请提供了一种热泵干燥系统运行优化方法，降低了热泵干燥系统的运行成本。

技术领域

本申请属于热泵干燥系统技术领域，尤其涉及热泵干燥系统运行优化方法、终端设备及系统。

背景技术

干燥过程是进行农作物保存前的重要环节，同时也需消耗大量能源。热泵干燥系统能够显著提高传统热风干燥机的干燥效率，干燥系统中的储能设备常用于克服电力供给设备供给的不确定性，使该系统具有更高的能源利用效率。

为了能够加大热泵干燥系统在干燥行业中的广泛应用，降低总的资源消耗量是潜在使用者最关心的问题。

因此，亟需一种热泵干燥系统运行优化方法，以达到资源消耗总量最优的目标。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了热泵干燥系统运行优化方法、终端设备及系统，能够达到整体资源消耗量最优的目标。

本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种热泵干燥系统运行优化方法，包括：

确定干燥物的显热负荷，显热负荷根据二阶微分方程等效热参数模型确定；根据显热负荷构建储能系统数学模型；以运行成本最低为目标函数，根据热泵干燥系统的多个约束条件，优化储能系统数学模型；采用粒子群-蚁群优化算法求解优化后的储能系统数学模型，获得热泵干燥系统运行优化方案。

在第一方面的一种可能的实现方式中，热泵干燥系统运行优化方法还包括：

确定干燥物的潜热负荷；根据显热负荷和所述潜热负荷确定所述干燥物的全热负荷，全热负荷为干燥物在整个干燥过程中所需的全部能量。

全热负荷的表达式为：Q＝Q_e+Q_m式中，Q_e表示潜热负荷，Q_m表示显热负荷；潜热负荷的表达式为：Q_e＝γ×Δm式中，γ表示水分汽化的潜热系数，是一个常数，Δm表示干燥物所含水分的质量。

在第一方面的一种可能的实现方式中，干燥物所含水分的质量Δm通过以下步骤确定：

获得热泵干燥系统中干燥物含水率和干燥时间的对应关系，干燥物含水率和干燥时间对应关系的表达式为：

式中，MR(t)表示干燥时间为t时干燥物的含水率，M_t为干燥时间为t时干燥物的干基含水率，M_e为干燥物的平衡干基含水率，M_i为干燥物的初始干基含水率，m_t表示干燥时间为t时干燥物的质量，m_d表示干燥物在干燥前的初始质量；

简化干燥物含水率和干燥时间对应关系的表达式，得到简化后的干燥物含水率和干燥时间对应关系的表达式，简化后的干燥物含水率和干燥时间对应关系的表达式为：

根据简化后的干燥物含水率和干燥时间对应关系的表达式得到干燥物所含水分的质量Δm，干燥物所含水分的质量Δm的表达式为：

Δm＝m_t-m_d＝MR(t)×M_i×m_d。