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590 真空与低温 第 31 卷 第 5 期

表 1 参数变量符号对照表 表 2 热泵系统制冷过程运行数据集合
Tab. 1 Parameter naming comparison table Tab. 2 Operation data set of heat pump system refrigera-
参数 变量符号 参数 变量符号 tion process
进风干球温度 T g /℃ 输入功率 P/kW 参数 范围 平均值
进风湿球温度 T s /℃ 功率因数 P f /% T g /℃ 35～35.09 35.04
相对湿度 S d /% 板换热出口温度 1 T h1 /℃ T s /℃ 34.2～34.22 34.21
进水温度 T sj /℃ 板换热出口温度 2 T h2 /℃ S d /% 37.8～37.87 37.85
出口温度 T sc /℃ 分配器入口温度 T p /℃ T sj /℃ 11.95～12.17 12.07
三通阀后温度 T f /℃ 吸气温度 X/℃ T sc /℃ 6.96～7.13 7.04
3
−1
流量 Q s /（m ∙h ） 排气温度 F/℃ T f /℃ 12.07～12.28 12.18
−1
3
压差 Y ac /kPa 油温 T y /℃ Q s /（m ∙h ） 3.76～3.77 3.77
恒温水箱温度 T hx /℃ 上进风温度 T j1 /℃ Y ac /kPa 21.92～22.23 22.04
A 相电压 U a /V 上出风温度 T c1 /℃ T hx /℃ 11.91～12.15 11.99
B 相电压 U b /V 下进风温度 T j2 /℃ U a /V 220.3～220.33 220.31
C 相电压 U c /V 下出风温度 T c2 /℃ U b /V 220.54～220.64 220.61
A 相电流 I a /V 水侧换热量 T sh /kW U c /V 219.26～219.29 219.27
B 相电流 I b /V 性能系数 ε cop I a /A 13.86～13.94 13.90
C 相电压 U c /V 水阻力 R/kPa I b /A 13.88～13.96 13.92
I c /A 14.53～14.6 14.57
计算数据基于热力学原理构建，水侧换热量采 P/kW 7.887～7.948 7.93
用式（1）计算，性能系数 COP 为水侧换热量 T s 与 P f /% 84.79～85.10 84.97
h
输入功率 P 的比值，水阻力 R 由系统压降理论推导。 T h1 /℃ 4.35～4.62 4.50
空气源热泵数据集中参数较多，数据呈现非线性、 T h2 /℃ 5.03～5.27 5.15
强耦合性以及存在复杂多噪声等特点，如何在此数 T p /℃ 39.84～39.97 39.90
X/℃ 3.47～3.77 3.64
据集中，找到反映热泵系统运行状态的主要参数以
F/℃ 79.68～80.06 79.86
及影响换热量、输入功率和性能系数的关键参数，
T y /℃ 67.42～67.78 67.59
是本文工作的关键内容。
T j1 /℃ 34.07～34.27 34.19
ρQ s c∆t
T sh = （1） T c1 /℃ 34.13～34.28 34.20
3600
3
式中：T s 为换热量，kW；Q s 为流量，m /h；c 为比热 T j2 /℃ 46.5～46.67 46.55
h
T c2 /℃ 45.04～45.13 45.05
3
容，J/（kg·℃）； ρ为密度，kg/m ；Δt 为水温差，℃。
T sh /kW 22.145～22.161 22.03
首先对数据集进行初步筛选，剔除在七组数据
2.791～2.788 2.78
ε cop
中未变化的特征电源频率和其他变量的衍生变量
R/kPa 21.92～22.23 22.04
（使用侧进出口温差、被试机平均电压、被试机平
均电流）。然后采用 Z-score 方法来检验数据中的
2 主成分和相关性分析的理论基础
异常值，Z-score 方法是一种常用于检测异常值的
数据挖掘 （Data Mining）就是从大量的、不完
[16]
数据标准化技术，它通过计算每个数据点与数据集
全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，
均值的偏差程度来评估数据是否为异常值，其转化
[16]
函数 ，如式（2）所示。 提取隐含在其中的、人们事先不知道的，但又是潜
x−µ 在的有用的信息和知识的过程。
Z = （2）
σ 在进行数据主成分和相关性分析之前，为了
式中：x 为数据点的值； µ为数据集的均值； σ为数据 消除参数之间的量纲影响，通常需要将数据标
集的标准差。 准化。
初步筛选后的 30 个参数以及数据变化范围， 假设原始数据矩阵如式（3）所示。按照式（4）
如表 2 所列。 方法对原始数据进行标准化处理。