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任务书
一、任务背景
空气源热泵供暖系统是一种利用环境空气中的热能通过热泵技术供暖的系统，具有环保、高效的特点，受到了广泛关注和应用。然而，在实际运行过程中，由于供需匹配不精确以及水温控制不当等问题，导致系统能效不佳，运行成本较高。因此，基于供需匹配的空气源热泵供暖系统变水温优化控制研究具有重要的理论和实际应用价值。
二、研究目标
本研究旨在基于供需匹配的空气源热泵供暖系统，通过优化控制方法，实现系统变水温优化控制，提高系统能效，降低运行成本。具体研究目标如下：
1. 分析空气源热泵供暖系统的供需特点，探讨供需匹配对系统能效的影响。
2. 构建空气源热泵供暖系统的数学模型，并基于该模型开展仿真和优化实验。
3. 基于供需特点和系统模型，研究系统变水温的优化控制方法，减少供需不匹配带来的能量浪费。
4. 设计合适的控制策略和算法，实现系统水温的自适应调节，提高系统的稳定性和控制精度。
5. 通过仿真和实验对优化控制方法进行验证和评估，得出最佳控制结果。
三、研究内容与方案
1. 分析空气源热泵供暖系统供需特点和能效影响因素。针对供需匹配不精确的问题，进行深入研究和分析。
2. 构建供暖系统的数学模型，包括热泵循环、空气源换热器、热水供暖系统等组件的动态模型。
3. 搭建仿真平台，对供暖系统进行仿真实验，探索系统的优化控制方法。
4. 设计系统变水温的优化控制方法，采用模糊控制、PID控制、模型预测控制等方法，对系统实现自适应调节。
5. 设计实验方案，搭建实验设备，对优化控制方法进行验证和评估，得出最佳控制结果。
6. 对优化控制方法进行优化和改进，提高系统的稳定性和控制精度。
四、研究计划与预期成果
1. 第1年
进行空气源热泵供暖系统的供需特点分析，研究供需不匹配对能效的影响。建立系统的数学模型，开展仿真实验，探索系统的优化控制方法。
2. 第2年
设计系统变水温的优化控制方法，采用模糊控制、PID控制、模型预测控制等方法，实现系统的自适应调节。进行仿真实验，对控制方法进行验证和评估。
3. 第3年
设计实验方案，搭建实验设备，验证优化控制方法的有效性，并进行优化和改进。撰写研究报告，发表相关学术论文。
预期成果包括：系统供需特点的分析结果，系统数学模型的建立，优化控制方法的设计和验证，研究报告和学术论文的撰写和发表。
五、研究经费预算
根据研究内容和方案制定相应的经费预算，包括实验设备购置、实验材料和耗材费用、实验场地租赁等费用预估。
六、参考文献
[1] 王云鹏, 李建勋, 张冠军, 等. 基于模型预测控制的空气源热泵供暖系统变流温控制策略[J]. 暖通空调, 2017, 47(9): 186-190.
[2] 刘敏, 刘雪松, 郑冠兰. 基于供热供冷需求匹配的变流温控制策略[J]. 暖通空调, 2019, 49(7): 210-215.
[3] 张慧, 张静. 基于供需特性的机房空调节能优化控制方法研究[J]. 暖通空调, 2014, 44(4): 56-62.