[发明专利]垂直式地埋管地源热泵适宜性评价方法及系统

说明书

本发明提供了一种垂直式地埋管地源热泵适宜性评价方法及系统，选取主控因素，建立评价层次分析模型；对各主控因素的数据进行处理，建立各主控因素专题图；对专题图进行空间复合叠加处理，建立信息处理层；根据信息处理层，利用评价层次分析模型求得主控因素的常权权重；根据模糊C均值聚类算法和主控因素的常权权重，划定变权等级区间，确定变权参数；利用变权参数，确定变权模型；根据变权模型，计算得出各主控因素的变权值，并对属性表中的数据进行分类，对地埋管适宜性评价进行分区。本发明解决了垂直地埋管地源热泵传统适宜性评价只注重整体权重而不考虑局部变化影响的问题，使得评价结果更准确且客观事实。

技术领域

本发明涉及浅层地热能开发的技术领域，具体地，涉及一种垂直式地埋管地源热泵适宜性评价方法及系统。

背景技术

浅层地热能是一种绿色、清洁、低碳的可再生能源，具有分布广泛、储量大、经济性较高的优点，加快浅层地热能的开发利用，有利于我国能源结构的调整，节能减排，改善环境。地埋管地源热泵是开发浅层地热能的一种模式，具有高效稳定的换热性能，节约土地面积，较低的初投资，且设计施工简单等特点而备受青睐，在地热领域得到了快速的发展。

随着地埋管地源热泵开发浅层地热能的快速发展，实际工程中出现了未经科学合理的规划和勘探而盲目开采浅层地热能的现象，造成了大量的资源浪费和能源损失，极大地制约了地埋管地源热泵的发展。因此地埋管地源热泵开采浅层地热能的发展中，需要对开采区域进行科学合理的适宜性评价分区，依据分区等级，选择适合地埋管地源热泵开发利用浅层地热能的区域，以此高效且科学的开发地热能。然而传统的适宜性评价方法大多采用整体权重的角度，宏观看待每一个主控因素的客观作用，不适于地质条件与水文地质条件差异性较大的地区浅层地热能开发利用适宜性评价，易造成准确度较低和不符合客观事实的现象。因此需要一种更加科学的适宜性评价方法，能够真实且准确的评价地埋管地源热泵适宜性，科学合理的进行该技术的适宜性分区，高效稳定的开发浅层地热能，这有利于该技术的推广与发展，助力“2030碳达峰”和“2060碳中和”目标。

公开号为CN114781106A的中国发明专利文献公开了一种复合式地埋管地源热泵系统及其优化方法，其优化方法包括获取建筑物冷热负荷；判断建筑物冷热负荷为主导负荷或非主导负荷；定义主导负荷比值和非主导负荷比值；基于预构建的垂直地埋管的管长设计方程对主导负荷比值、非主导负荷比值以及垂直地埋管的管长进行迭代求解；基于预构建的水平螺旋地埋管的沟壕设计方程根据求解的主导负荷比值、非主导负荷比值计算水平螺旋地埋管的沟壕长度；根据垂直地埋管的管长和水平螺旋地埋管的沟壕长度获取平准化能源成本；以平准化能源成本最小化为目标，获取最终的垂直地埋管的管长和水平螺旋地埋管的沟壕长度。

针对上述中的相关技术，发明人认为相关技术中存在以下几点问题：1、垂直式地埋管地源热泵开发浅层地热能技术，影响该技术的主控因素缺乏全面性，评价体系不完善；2、现有各主控因素实际数据较少，评价区域范围有限，缺少量化处理；3、传统的垂直地埋管地源热泵适宜性方法多从整体权重即通常使用的固定权重，各主控因素的各项指标确定即固定，将不会改变；缺少各项指标在评价体系中的权重变化区间，评价中不能准确表达各项指标的变化对评价结果的影响。4、传统的垂直地埋管地源热泵适宜性评价方法缺少科学的权重模型。5、缺少该技术的适应性评价与适宜性评价分区图，造成实际工程中出现开采地热能技术不匹配实地的水文地质条件和地质条件现象，出现盲目的开采和资源浪费现象。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种垂直式地埋管地源热泵适宜性评价方法及系统。

根据本发明提供的一种垂直式地埋管地源热泵适宜性评价方法，包括如下步骤：

主控因素选取步骤：依据垂直式地源热泵开发浅层地热能技术特征，结合相关因素，通过预设方式，选取主控因素，建立评价层次分析模型；

专题图建立归一化步骤：对各主控因素的数据进行处理，建立各主控因素专题图，并对各主控因素专题图进行归一化处理；