本技术涉及地源热泵评估，特别涉及一种复合能源系统能效评价方法。
背景技术：
1、在当今社会，能源效益的提升和环境可持续性已经成为全球范围内的重要课题。随着能源需求的不断增长和对环境影响的关切，各种复合能源系统的设计和运行变得至关重要。节能率的计算前提是获得系统采用节能技术前后的能耗，但往往很难通过计量或者模拟得到系统的能耗数据。
2、目前的节能率评价方法往往仅考虑了局部因素，未能全面考虑多复合能源系统的综合性能。此外，对于不同类型的复合能源系统，缺乏一套统一而全面的评价标准，导致了评价结果的片面性和不精确性。
3、在相关技术中，比如中国专利文献cn116432526a中提供了地源热泵系统长期运行性能精细化评价方法，使用设计参数数据群仿真计算，建立地埋管换热器-热泵-建筑耦合传热模型数据库；建立设计参数与运行结果的映射，形成地源热泵系统长期运行性能拟合神经网络模型；输入设计参数，使用神经网络模型拟合预测能效比、节能减排及埋管区域地温，精细化评估系统长期运行的适用性、经济性和环保性。但是神经网络模型的性能高度依赖于训练数据的质量和数量。如果训练数据不足或不代表系统的全面性能，模型可能无法准确拟合实际运行情况。
技术实现思路
1、1.要解决的技术问题
2、针对现有技术中存在的复合能源系统中计算节能率往往比较复杂，本技术提供了一种复合能源系统能效评价方法，通过与能效限值进行比较来计算节能率，简化了节能率的计算。
3、2.技术方案
4、本发明的目的通过以下技术方案实现。
5、本说明书实施例提供一种复合能源系统能效评价方法，包括：分别采集复合能源系统的运行参数，复合能源系统包含地源热泵系统和辅助耦合系统，辅助耦合系统包含冷水机组系统、空气源热泵系统和燃气锅炉系统；根据采集的运行参数，分别计算地源热泵系统、冷水机组系统、空气源热泵系统和燃气锅炉系统的能效指标；根据采集的运行参数，计算复合能源系统的运行能效和运行费效；根据计算得到的地源热泵系统、冷水机组系统、空气源热泵系统和燃气锅炉系统的能效指标，计算复合能源系统的综合系统运行能效；根据计算得到的复合能源系统的综合系统运行能效，计算复合能源系统的节能率；根据计算得到的运行能效、运行费效、综合系统运行能效和节能率，对复合能源系统进行能效评价。
6、其中，运行参数包含：地源热泵系统：制冷季热泵机组累计制冷量qgc、制冷季热泵机组累计用电量wghp1、供暖季热泵机组累计供热量qgh、供暖季热泵机组累计用电量wghp2和供暖季地埋侧水泵累计用电量wgp2；制冷季用户侧水泵累计用电量wup1、制冷季地埋侧水泵累计用电量wgp1、供暖季用户侧水泵累计用电量wup2、制冷季用户侧水泵累计用电量waup1和供暖季用户侧水泵累计用电量waup2；冷水机组系统：制冷季冷水机组累计制冷量qc0、制冷季冷水机组累计用电量wch、制冷季冷冻水泵累计用电量wchp、制冷季冷却水泵累计用电量wcp和制冷季冷却塔累计用电量wct；空气源热泵系统：制冷季热泵机组累计制冷量qac、制冷季热泵机组累计用电量wahp1、供暖季热泵机组累计供热量qah、供暖季热泵机组累计用电量wahp2。
7、优选的燃气锅炉系统：市政热力系统：板式换热器累计换热量qh1、板式换热器二次侧水泵累计用电量wsp1；燃气锅炉系统：板式换热器累计换热量qh2、燃气锅炉累计耗气量vg、板式换热器一次侧水泵累计用电量wpp和二次侧水泵累计用电量wsp2。
8、其中，复合能源系统是一个更宽泛的概念，包括所有能量转换和利用的设备和设施。在这个上下文中，复合能源系统涵盖地源热泵系统和辅助耦合系统。复合能源系统的运行参数可能包括整体能耗、总热量产出、能源输入和输出等整体性能指标，以及各个子系统的运行状态等。地源热泵系统是一种利用地下热能进行空间加热或空间制冷的系统。它利用地下温度相对稳定的特性，通过地热换热器和热泵实现能源的转换。地源热泵系统的运行参数可能包括地热换热器的入口温度、出口温度、热泵的效率、压缩机的运行状态等。辅助耦合系统是与地源热泵系统协同工作的一组系统，通常包括冷水机组系统和空气源热泵系统。这些系统的作用是在需要时提供额外的制冷或加热支持。辅助耦合系统的运行参数将涉及到冷水机组系统和空气源热泵系统的特定参数。冷水机组系统可能包括冷却水温度、冷却水流量等参数；空气源热泵系统可能包括空气温度、热泵效率等参数。
9、其中，地源热泵系统主要利用地下热能进行能量转换，而辅助耦合系统则提供额外的支持，可以包括其他形式的热泵系统(如空气源热泵)和冷水机组系统。运行参数方面，地源热泵系统关注地热换热器和热泵的性能参数，而辅助耦合系统则关注与其相关的具体系统的参数。地源热泵系统和辅助耦合系统在复合能源系统中相互协同工作，共同提供对空间加热和制冷的支持。辅助耦合系统作为补充，可以在需要时提供额外的能源支持，从而提高整体系统的灵活性和性能。
10、其中，制冷季和供暖季的参数分别反映了系统在不同季节的性能。制冷季的参数关注制冷性能，而供暖季的参数关注供暖性能。累计制冷量和累计供热量是系统在相应季节内提供的总体服务量，而累计用电量则表示为提供这些服务系统所消耗的总电能。用户侧水泵和地埋侧水泵的用电量表示了系统中水泵的电耗，分别为用户侧和地埋侧提供相应的水循环服务。
11、其中，常规冷水机组系统主要由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔组成。冷水机组水系统包括冷冻水系统和冷却水系统。其中冷冻水经冷水机组的蒸发器冷却至7℃左右，由冷冻水泵输送至末端用户，在末端处升温至12℃左右返回至冷水机组蒸发器，如此往复循环；冷却水经冷水机组的冷凝器升温至37℃左右，由冷却水泵输送至冷却塔，在冷却塔中风机和喷淋的作用下降温至32℃左右后返回冷水机组冷凝器，如此往复循环。冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔都需要消耗电量做功，从而将热量从室内转移到室外，实现制冷的目的。
12、其中，将实际测得的eer、cop、cer与行业标准或同类系统的平均值进行对比，分析系统的性能是否达到或超过行业水平。结合cer来评估系统的经济效益，考虑能源价格、运行成本和维护费用来确定系统的总体成本效益。可以根据上述指标对系统的能效性能进行评级，如领跑级、一级、二级和三级。根据当前的能效评价结果，可以设定改进目标，并提出提高eer、cop和节能率的方法，降低cer以提升整体能效。根据评价结果，制定具体的优化方案，如改进设备配置、优化运行策略等。
13、进一步的，运行能效包含冷水机组系统的综合运行能效eerc，衡量冷水机组在制冷季的性能；地源热泵系统的制冷综合运行能效eerg，反映地源热泵系统在制冷季的效能；地源热泵系统的供热综合运行能效copg，表示地源热泵系统在供暖季的性能；空气源热泵系统的制冷综合运行能效eera，反映空气源热泵系统在制冷季的效能；空气源热泵系统的供热综合运行能效copa，表示空气源热泵系统在供暖季的性能；冷水机组或热泵机组的瞬时制冷能效比eeri，表示系统在瞬时情况下的制冷性能；地源热泵系统的瞬时制热系数copi，反映系统在瞬时情况下的供热性能；空气源热泵系统的瞬时制冷量eerai，表示系统在瞬时情况下的制冷性能；空气源热泵系统的瞬时制热系数copai，反映系统在瞬时情况下的供热性能。
14、进一步的，冷水机组系统的综合运行能效eerc通过如下公式计算：
15、
16、其中，冷水机组系统：制冷季冷水机组累计制冷量qc0，与系统在夏季提供制冷服务有关，反映了系统在制冷季的性能；制冷季冷水机组累计用电量wch，表示了在制冷季系统为制冷提供服务时所消耗的电力；制冷季冷冻水泵累计用电量wchp，表示了冷冻水泵在制冷季为系统提供冷冻水循环服务时所消耗的电力；制冷季冷却水泵累计用电量wcp，表示了冷却水泵在制冷季为系统提供冷却水循环服务时所消耗的电力；制冷季冷却塔累计用电量wct，表示了冷却塔在制冷季为系统提供散热服务时所消耗的电力。
17、地源热泵系统的制冷综合运行能效eerg通过如下公式计算：
18、
19、其中，制冷季热泵机组累计制冷量qgc，与系统在夏季提供制冷服务有关，反映了系统在制冷季的性能；制冷季热泵机组累计用电量wghp1，表示了在制冷季系统为制冷提供服务时所消耗的电力；制冷季用户侧水泵累计用电量wup1，表示了用户侧水泵在制冷季为用户提供冷水或冷却服务时所消耗的电力；制冷季地埋侧水泵累计用电量wgp1，表示了地埋侧水泵在制冷季为地热井或地热换热器提供循环水服务时所消耗的电力；
20、地源热泵系统的供热综合运行能效copg通过如下公式计算：
21、
22、其中，供暖季热泵机组累计供热量qgh，与系统在冬季提供供暖服务有关，反映了系统在供暖季的性能；供暖季热泵机组累计用电量wghp2，表示了在供暖季系统为供暖提供服务时所消耗的电力；供暖季用户侧水泵累计用电量wup2，表示了用户侧水泵在供暖季为用户提供热水或供暖服务时所消耗的电力；供暖季地埋侧水泵累计用电量wgp2，表示了地埋侧水泵在供暖季为地热井或地热换热器提供循环水服务时所消耗的电力。
23、空气源热泵系统的制冷综合运行能效eera通过如下公式计算：
24、
25、其中，制冷季热泵机组累计制冷量qac，与系统在夏季提供制冷服务有关，反映了系统在制冷季的性能；制冷季热泵机组累计用电量wahp1，表示了在制冷季系统为制冷提供服务时所消耗的电力；制冷季用户侧水泵累计用电量waup1，表示了用户侧水泵在制冷季为用户提供冷水或冷却服务时所消耗的电力；
26、空气源热泵系统的供热综合运行能效copa通过如下公式计算：
27、
28、其中，供暖季热泵机组累计供热量qah，与系统在冬季提供供暖服务有关，反映了系统在供暖季的性能；供暖季热泵机组累计用电量wahp2，表示了在供暖季系统为供暖提供服务时所消耗的电力；供暖季用户侧水泵累计用电量waup2，表示了用户侧水泵在供暖季为用户提供热水或供暖服务时所消耗的电力。
29、进一步的，冷水机组或热泵机组的瞬时制冷能效比eeri通过如下公式计算：
30、eeri＝(a1r3+b1r2+c1r+d1)×[1-0.03×(tcs-tcc)]×[1+0.02×(tes-tec)]
31、其中，a1、b1、c1和d1表示冷水或热泵机组制冷工况部分负荷eer拟合公式系数，以反映机组在不同工况下的性能；tcs表示冷水或热泵机组冷凝器实际工况出水温度，表示机组冷却工况中冷凝器出水的实际温度；tcc表示冷水或热泵机组冷凝器制冷设计工况出水温度，代表机组在制冷设计工况下冷凝器出水的温度；tes表示冷水或热泵机组蒸发器实际工况出水温度，表示机组蒸发工况中蒸发器出水的实际温度；tec表示冷水或热泵机组蒸发器制冷设计工况出水温度，代表机组在制冷设计工况下蒸发器出水的温度；
32、地源热泵系统的瞬时制热能效copi通过如下公式计算：
33、copi＝(e1r3+f1r2+g1r+h1)×[1-0.03×(tcs-tch)]×[1+0.02×(tes-teh)]
34、其中，e1、f1、g1和h1表示热泵机组制热工况部分负荷cop拟合公式系数，以反映热泵机组在不同工况下的性能；r表示负荷比，负荷比反映了实际工况下系统的负荷相对于设计工况的大小；tcs表示冷水或热泵机组冷凝器实际工况出水温度，表示机组在制热工况中冷凝器出水的实际温度；tch表示热泵机组冷凝器制热设计工况出水温度，代表机组在制热设计工况下冷凝器出水的温度；tes表示冷水或热泵机组蒸发器实际工况出水温度，表示机组蒸发工况中蒸发器出水的实际温度；teh表示热泵机组蒸发器制热设计工况出水温度，代表机组在制热设计工况下蒸发器出水的温度；
35、
36、其中，n表示冷水或热泵机组开启台数，反映了系统中同时运行的冷水或热泵机组的数量。多个机组的协同运行可以影响系统的整体性能；q0表示冷水或热泵机组的设计工况下制冷量或供热量，代表了在设计工况下系统能够提供的制冷或供热服务的总量。这是基于系统设计和规格确定的数值；qi表示冷水或热泵机组的瞬时制冷量或供热量，表示系统在瞬时工况下提供的制冷或供热服务的总量。与设计工况下的制冷或供热量不同，这是考虑实际运行条件下的数值；
37、进一步的，空气源热泵系统的瞬时制冷能效比eerai通过如下公式计算：
38、eerai＝(a2tw3+b2tw2+c2tw+d2)×[1+0.02×(tes-tec)]
39、其中，a2、b2、c2和d2表示机组制冷工况eer随室外温度变化拟合公式系数，通过拟合公式确定这些系数的值，以反映机组在不同室外温度下的制冷性能；tes表示冷水或热泵机组蒸发器实际工况出水温度，表示机组蒸发工况中蒸发器出水的实际温度；tec表示冷水或热泵机组蒸发器制冷设计工况出水温度，代表机组在制冷设计工况下蒸发器出水的温度；tw表示室外空气干球温度，表示室外空气的温度，这是制冷系统性能受到影响的外部环境条件之一；
40、空气源热泵系统的瞬时制热能效copai通过如下公式计算：
41、copai＝(e2tw3+f2tw2+g2tw+h2)×[1-0.03×(tcs-tch)]
42、其中，tw表示室外空气干球温度，表示室外空气的温度，这是制热系统性能受到影响的外部环境条件之一。e2、f2、g2和h2表示随室外温度变化拟合公式系数；tcs表示冷水或热泵机组冷凝器实际工况出水温度，表示机组在制热工况中冷凝器出水的实际温度。tch表示热泵机组冷凝器制热设计工况出水温度，代表机组在制热设计工况下冷凝器出水的温度；
43、进一步的，综合制冷能效比eer通过如下公式计算：
44、
45、其中，eerbg表示办公建筑制冷系统的综合制冷能效比，反映了办公建筑中制冷系统的整体性能，考虑了系统在不同工况下的能效表现；eerjd表示酒店建筑制冷系统的综合制冷能效比，表征了酒店建筑中制冷系统的整体性能，包括在各种使用情况下的制冷效能；eersc表示商场建筑制冷系统的综合制冷能效比，描述了商场建筑中制冷系统的总体性能，考虑了商场环境下的制冷要求；eeryy表示医院建筑制冷系统的综合制冷能效比，反映了医院建筑中制冷系统的整体性能，考虑了医院特殊需求下的制冷效果；eerxx表示学校建筑制冷系统的综合制冷能效比，表示学校建筑中制冷系统的整体性能，包括在学校环境下的制冷表现；pbg表示办公建筑面积占比；pjd表示酒店建筑面积占比；psc表示商场建筑面积占比；pyy表示医院建筑面积占比；pxx表示学校建筑面积占比，反映了整个系统中各类建筑的相对重要性，用于根据建筑类型的不同权重计算综合制冷能效比。
46、综合制热能效比cop通过如下公式计算：
47、
48、其中，copbg表示办公建筑热泵系统的综合供热能效比，描述了办公建筑中热泵系统的整体供热性能，考虑了系统在不同工况下的能效表现；copjd表示酒店建筑热泵系统的综合供热能效比，反映了酒店建筑中热泵系统的整体供热性能，包括在各种使用情况下的供热效能；copsc表示商场建筑热泵系统的综合供热能效比，表示商场建筑中热泵系统的总体供热性能，考虑了商场环境下的供热需求；copyy表示医院建筑热泵系统的综合供热能效比，反映了医院建筑中热泵系统的整体供热性能，考虑了医院特殊需求下的供热效果；copxx表示学校建筑热泵系统的综合供热能效比，描述了学校建筑中热泵系统的整体供热性能，包括在学校环境下的供热表现；pbg表示办公建筑面积占比；pjd表示酒店建筑面积占比；psc表示商场建筑面积占比；pyy表示医院建筑面积占比；pxx表示学校建筑面积占比，反映了整个系统中各类建筑的相对重要性，用于根据建筑类型的不同权重计算综合制冷能效比。
49、进一步的，能效指标包括：地源热泵系统的能效限值eerg,n、冷水机组系统的能效限值copg,n、空气源热泵系统的制冷能效限值eera,n和空气源热泵系统的供热能效限值copa,n，分别通过如下公式计算：
50、
51、
52、
53、
54、其中，eerc,n表示冷水机组系统的第n级制冷能效限值，表示冷水机组系统中第(n)级的制冷性能的要求，是对系统在不同级别上的制冷效率的限制；eerg表示地源热泵系统的制冷综合运行能效，描述了地源热泵系统在整体运行中的制冷性能，考虑了系统在不同工况下的能效表现；eerc表示冷水机组系统的综合运行能效，反映了冷水机组系统在各种工况下的整体运行性能，包括制冷效能和其他关键性能参数；copg表示地源热泵系统的供热综合运行能效，描述了地源热泵系统在整体运行中的供热性能，考虑了系统在不同工况下的能效表现；eera表示空气源热泵系统的制冷综合运行能效，反映了空气源热泵系统在整体运行中的制冷性能，包括系统在不同工况下的能效表现；copa表示空气源热泵系统的供热综合运行能效，描述了空气源热泵系统在整体运行中的供热性能，考虑了系统在不同工况下的能效表现；
55、进一步的，制冷能效限值eers,n通过如下公式计算：
56、
57、其中，eers,n表示复合能源系统的第n级制冷能效限值，表示复合能源系统中第(n)级制冷性能的要求，是对系统在不同级别上制冷效率的限制；eerc,n表示冷水机组系统的第n级制冷能效限值，表示冷水机组系统中第(n)级制冷性能的要求，是对该级别上制冷效率的限制；qc1表示冷水机组系统的累计制冷量，表示系统在一定时期内的总制冷量；eerg,n表示地源热泵系统的第n级制冷能效限值，表示地源热泵系统中第(n)级制冷性能的要求，是对该级别上制冷效率的限制；qg1表示地源热泵系统的累计制冷量，表示地源热泵系统在一定时期内的总制冷量；eera,n表示空气源热泵系统的累计制冷量，表示空气源热泵系统在一定时期内的总制冷量；qa1表示空气源热泵系统的累计制冷量，表示空气源热泵系统在一定时期内的总制冷量。
58、供热能效限值cops,n通过如下公式计算：
59、
60、其中，cops,n表示复合能源系统的第n级供热能效限值，表示复合能源系统中第(n)级供热性能的要求，是对系统在不同级别上供热效率的限制；copg,n表示地源热泵系统的第n级供热能效限值，表示地源热泵系统中第(n)级供热性能的要求，是对该级别上供热效率的限制；qg2表示地源热泵系统的累计供热量，表示地源热泵系统在一定时期内的总供热量；copa,n表示空气源热泵系统的第n级供热能效限值，表示空气源热泵系统中第(n)级供热性能的要求，是对该级别上供热效率的限制；qa2表示空气源热泵系统的累计供热量，表示空气源热泵系统在一定时期内的总供热量；
61、进一步的，复合能源系统的运行费效cer通过如下公式计算：
62、
63、其中，cerbg表示办公建筑冷热源系统的综合费效比，办公建筑中冷热源系统的整体费用效益比，考虑了系统在不同工况下的经济性能；cerjd表示酒店建筑冷热源系统的综合费效比，反映了酒店建筑中冷热源系统的整体费用效益比，包括在各种使用情况下的经济性能；cersc表示商场建筑冷热源系统的综合费效比，表示商场建筑中冷热源系统的总体费用效益比，考虑了商场环境下的经济需求；ceryy表示医院建筑冷热源系统的综合费效比，反映了医院建筑中冷热源系统的整体费用效益比，考虑了医院特殊需求下的经济性能；cerxx表示学校建筑冷热源系统的综合费效比，描述了学校建筑中冷热源系统的整体费用效益比，包括在学校环境下的经济表现；pbg表示办公建筑面积占比；pjd表示酒店建筑面积占比；psc表示商场建筑面积占比；pyy表示医院建筑面积占比；pxx表示学校建筑面积占比。
64、进一步的，复合能源系统的节能率包括：制冷工况节能率ηec和供热工况节能率ηeh；
65、制冷工况节能率ηec通过如下公式计算：
66、
67、其中，eers,3表示复合能源系统的制冷三级能效限定值，表示复合能源系统在制冷工况下的第三级能效的要求，是对系统在制冷性能上的最低标准；eers表示复合能源系统的制冷实际能效，复合能源系统在实际制冷运行中的性能，考虑了系统在不同工况下的制冷效率。
68、供热工况节能率ηeh通过如下公式计算：
69、
70、其中，cops,3表示复合能源系统的供热三级能效限定值，表示复合能源系统在供热工况下的第三级能效的要求，是对系统在供热性能上的最低标准；cops表示复合能源系统的供热实际能效，复合能源系统在实际供热运行中的性能，考虑了系统在不同工况下的供热效率。
71、3.有益效果
72、相比于现有技术，本发明的优点在于：
73、本技术，通过分别采集复合能源系统中各子系统的运行参数，根据所采集的参数计算每个子系统的能效指标，再经过计算得到复合系统的综合运行能效，实现了对复合系统整体运行效率的评估；
74、通过计算获得复合系统的运行能效指标，与预先设置的相应的能效限值进行比较，从而简化计算获得复合系统的节能率，有效避免了现有技术中节能率计算过程复杂的问题；
75、本技术计算的复合系统节能率，能够直观反映出复合系统的节能水平和节能潜力，为系统运行状态评价及节能策略制定提供依据；
76、本技术同时考虑了复合系统的运行费效，能对系统运行成本效益进行评价，为复合系统的经济运行提供指导。
1.一种复合能源系统能效评价方法，包括：
2.根据权利要求1所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
10.根据权利要求2所述的复合能源系统能效评价方法，其特征在于：
