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研究生:吳一農
研究生(外文):I-Nung Wu
論文名稱:應用模糊控制理論於熱泵熱水器系統之研製
論文名稱(外文):Development of A Heat Pump Heater System with Fuzzy Logic Control
指導教授:林惠民林惠民引用關係
指導教授(外文):Whei-Min Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:電機工程學系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:熱泵模糊控制理論
外文關鍵詞:Heat PumpFuzzy logic control
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隨著經濟發展,能源需求日益增加,這使人們更意識到能源對人類的重要性,而愈來愈重視節能技術,而熱泵的應用可在節能上收到顯著的效果,熱泵技術主要應用在提供熱水的熱水器上。本論文係對電熱棒、瓦斯、及熱泵作一系列加熱實驗以比較其耗電,並結合模糊控制理論於加熱策略,以提升熱泵熱水器節能效率,抑制不必要的高溫加熱。
經由實驗得知,在相同的溫度環境下,熱泵的是較電熱棒逹到60%的節能效果,對瓦斯亦逹23%的節能,本系統可以一年四季可靠運行,向用戶提供適當的洗澡用水,在冬天時COP值逹到2.1~2.5,在夏天時COP值為2.61~2.95,具有明顯的節能效果。
With the continued development of economy, the energy demand increases continually . The industry is interested in evaluating the technology of heat pump, with applications mostly for water heater. This thesis analyzes and compares the heating efficiency of electric heater, gas heater and heat pump heater . A fuzzy theory is employed to the developed heating algorithm to raise the efficiency of the heat pump heater and suppress the unnecessary heating at the high temperature.
According to the experiment, the heat pump heater could reach 60% energy saving while gas heater could attain 23% in comparison with the electric heater under the same temperature, The system could work all year around and can provide users with water at a proper temperature. In the winter, COP of heat pump heater could reache 2.1~2.5 while in the summer around 2.61~2.95. The energy saving is obvious.
摘要.......................................................................Ⅰ
Abstarct.................................................................Ⅱ
目錄......................................................................Ⅲ
圖目錄..................................................................Ⅴ
表目錄.................................................................Ⅷ
第一章 緒論..........................................................1
1.1 研究背景與動機............................................1
1.2 研究目的.........................................................2
1.3 研究方法.........................................................2
第二章 熱泵系統簡介.........................................4
2.1 冷凍原理.........................................................4
2.2 冷媒循環原理................................................5
2.3 熱泵熱水器原理............................................7
2.4 壓縮機的性能..............................................11
2.4.1 迴轉式壓縮機動作原理.........................11
2.4.2 渦卷式壓縮機動作原理.........................12
2.5 起動電容器 .................................................13
第三章 微處理機架構及週邊電路.................16
3.1 微控制簡介..................................................16
3.2 微控器HT46R23的內部架構....................18
3.2.1 HT46R23的記憶結構..............................19
3.2.2掁盪時序電路.............................................21
3.3 系統軟體規畫...............................................22
3.4 RS232串列傳輸電路..................................24
3.5 溫度感測器...................................................25
第四章 模糊控制理論.......................................28
4.1 簡介................................................................28
4.2 模糊集合.......................................................29
4.3歸屬函數........................................................32
4.4設計模糊邏輯控制器的規則.....................37
4.5模糊控制器輸出的解模糊化.....................38
第五章 模糊控制在熱泵熱水器中的應用....40
5.1 前言...............................................................40
5.2 模糊控制熱泵熱水器系統架構...............41
5.3 模糊控制系統規畫.....................................46
5.4 電源電路規畫..............................................49
5.5溫度顯示器及溫度調整電路規畫............49
第六章 實驗結果...............................................55
6.1 電熱棒加熱實驗..........................................55
6.2 瓦斯加熱實驗..............................................59
6.3 熱泵加熱實驗..............................................63
6.4 模糊控制熱泵熱水器實驗........................68
第七章 結論與未來研究方向.........................79
7.1 結論...............................................................79
7.2 未來研究方向..............................................80
參考文獻..............................................................81
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