图1.基于上位机+工程项目本地自控系统对接联动模式

图2.地源热泵系统智慧运行管控平台可视化界面

地埋管换热（地下换热）系统是地源热泵系统重要组成部分，其运行效率对地源热泵系统的能效影响关键。北京市科学技术研究院城市系统工程研究所的沈春明研究团队依托2024年财政资金创新工程项目“大型热泵工程高效换热关键技术研发及应用”课题四“大型地源热泵高效运行智慧化控制系统工程应用研究”，自主研发了一套具有超前预测与自适应性的大型地源热泵系统运行监测与智控系统平台，并在北京大兴国际机场临空经济区国际再生医学园地源热泵综合能源项目进行试验应用，实现多维参数监测预测、控制策略自动输出以及设备运行自动调控。

目前，大型地源热泵系统长期运行面临模型精度不足、长周期负荷预测不确定性导致调度方案鲁棒性差，以及现有控制系统智慧化程度低等问题，导致冬夏热失衡、系统能效衰减和运行不稳定，极大的影响了地源热泵长期稳定的运行效果。

沈春明研究团队经过不断地尝试与探索，开发了一种融合日前与日内预测的双层负荷预测方法，提升负荷预测精度与调度能力；引入负荷预测误差与设备模型不确定性，构建长-短周期耦合的滚动时域优化框架，结合遗传算法与智能调度策略，动态调整设备启停与负荷分配，解决复杂负荷波动下的能效不足、冷热失衡与响应滞后问题；依托“年度-月度-日前-日内”多尺度优化策略，集成三维非稳态传热模型、改进遗传算法与数据压缩技术，实现地源侧热平衡控制与能耗降低，提供涵盖动态调度、可视化监控与数据管理的智能化解决方案。

项目成果在北京市大兴区新航城城市运营管理有限公司承建管理的“北京大兴国际机场临空经济区国际再生医学产业园项目”开展试验应用。实测运行期间，冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等附属设备的能耗均得相应程度降低，整体节能率达到6.7%，该成果对北京建筑供热低碳转型中推进和提升浅层地热能利用水平具有重要意义。

目前，该成果的研发团队已发表高水平论文2篇，申请国家发明专利3项，获得软件著作权1项，出版专著1部。接下来，该研究团队进一步升级平台，形成地埋管地源热泵为主耦合其他能源方式的系统运行智慧管理平台，开展工程应用，推动北京建筑供热低碳发展。

(沈春明 文/图)