地源热泵场地适用性评价方法与流程

本发明涉及地源热泵
技术领域：
，特别是涉及地源热泵场地适用性评价方法。
背景技术：
：地源热泵是近些年来发展起来的能源利用形式，采用将管道埋入地下，管道中的换热介质与管道周围岩土体换热后温度升高，最后利用升温后的介质做功的形式，提供了一种全新的能源循环利用方式。毫无疑问，地源热泵对场地的依赖性非常高，适用性强的场地能够在很大程度上提高地源热泵的工作效率，因此在地源热泵设计施工之前都需要对场地的适用性进行评价，以挑选出适用性最强的场地。目前对场地的评价多依赖人工进行，由于人工评价存在主观性强、标准不统一等问题，因此人工评价结果的可靠性不是非常高。技术实现要素：本发明实施例提供了地源热泵场地适用性评价方法，可以解决现有技术中存在的问题。本发明提供了地源热泵场地适用性评价方法，包括以下步骤：确立评价要素指标；应用层次分析法ahp根据评价要素指标和待评价场地，建立有层次结构的指标体系，该指标体系中上层指标对下层指标具有支配作用；根据指标体系中任意上下两层的指标之间的影响大小，建立下层指标与上层指标之间的判断矩阵；对判断矩阵对应的特征向量进行层次单排序，获得下层指标对上层指标的排序权值，根据该排序权值以及预先确定的各评价要素指标对应的适用性权重计算每种待评价场地的综合适用性权值。本发明中的地源热泵场地适用性评价方法，利用层次分析法ahp建立指标体系，根据指标体系中指标之间的影响大小建立判断矩阵，对判断矩阵进行层次单排序后即可根据预先设定的适用性权重计算得到每种待评价场地的综合适用性权值。本发明采用客观的评价方法，能够得到相对更加准确的评价结果，对实际工程设计和施工都提供了数据参考。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明中建立的指标体系的示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了地源热泵场地适用性评价方法，该方法包括以下步骤：步骤一，确立评价要素指标。本发明中的评价要素指标包括地质条件和经济效益，其中地质条件又包括地貌单元、水位埋深、原始地温和导热系数这四个指标，经济效益包括初始效益和长期效益两个指标。步骤二，应用层次分析法ahp根据评价要素指标和待评价场地建立有层次结构的指标体系，该指标体系中属于上层的指标对下层指标具有支配作用。本发明中建立的指标体系分为三层，从上至下依次为a、b和c，其中a层包括评价要素指标：地质条件a1和经济效益a2，b层包括评价要素指标下属的子因素：地貌单元b1、水位埋深b2、原始地温b3、导热系数b4、初始效益b5和长期效益b6，c层则包括待评价的场地：黄土台塬c1、冲积平原c2和山前洪积扇c3，指标体系如图1所示。步骤三，根据指标体系中任意上下两层的指标之间的影响大小，建立下层指标与上层指标之间的判断矩阵。建立判断矩阵的原则为：每次取两个指标xi和xj，以aij表示xi和xj对场地适用性z的影响大小之比，全部比较结果用矩阵a＝(aij)n×n表示，称a为x-z之间的成对比较判断矩阵，简称判断矩阵。容易看出，若xi与xj对z的影响之比为aij，则xj与xi对z的影响之比应为aji＝1/aij。关于如何确定aij的值，saaty等建议引用数字1～9及其倒数作为标度，具体内容及含义见表1所示：表1标度及其含义标度含义1两个指标相比，具有相同的重要性3两个指标相比，前者比后者稍微重要5两个指标相比，前者比后者明显重要7两个指标相比，前者比后者强烈重要9两个指标相比，前者比后者极端重要2、4、6、8上述相邻标度的中间值倒数上述标度的倒数步骤四，对建立的判断矩阵进行一致性检验。上述建立成对比较判断矩阵的办法虽能减少其它因素的干扰，较客观地反映出一对指标影响力的差别。但综合全部比较结果时，其中难免包含一定程度的非一致性。如果比较结果是前后完全一致的，则判断矩阵a的元素还应当满足：对判断矩阵的一致性检验的步骤如下：①计算一致性指标ci②查找与平均一致性指标ci对应的平均随机一致性指标ri。对n＝1,...,9，saaty给出了ri的值，如表2所示。表2ri值n123456789ri000.580.901.121.241.321.411.45ri的值是这样得到的，用随机方法构造500个样本矩阵：随机地从1～9及其倒数中抽取数字构造正互反矩阵，求得最大特征根的平均值λ’max，并定义③计算一致性比例cr当cr<0.10时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。步骤五，对判断矩阵对应的特征向量进行层次单排序，获得下层指标对上层指标的排序权值，根据该排序权值以及预先确定的各评价要素指标对应的适用性权重计算每种待评价场地的综合适用性权值。层次单排序是指：判断矩阵a对应于最大特征值λmax的特征向量w，经归一化后即为同一层次相应指标对于上一层次某指标相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序。下面结合具体实例对本发明的方法和效果进行详细说明。本次实例中选择的待评价场地为黄土台塬c1、冲积平原c2和山前洪积扇c3，其中黄土台塬c1为位于合阳县的典型黄土台塬区，冲积平原c2包括位于西安市东郊的浐河河漫滩、位于西安市高新区某场地的皂河阶地、位于西安市北郊试验场地的渭河一级阶地、位于西安市内某地的洪积湖积台地，山前洪积扇c3为位于商南县秦岭山前的山前洪积扇。建立的判断矩阵依次为：b层指标中b1、b2、b3和b4对a层指标中a1的判断矩阵a1，b层指标中b5和b6对a层指标中a2的判断矩阵a2，c层指标中c1、c2和c3对b层中指标b1的判断矩阵b1，c层指标中c1、c2和c3对b层中指标b2的判断矩阵b2，c层指标中c1、c2和c3对b层中指标b3的判断矩阵b3，c层指标中c1、c2和c3对b层中指标b4的判断矩阵b4，c层指标中c1、c2和c3对b层中指标b5的判断矩阵b5，以及c层指标中c1、c2和c3对b层中指标b6的判断矩阵b6。实际建立的判断矩阵以及一致性检验为：判断矩阵a1进行一致性检验，求得ci＝0.0327，平均随机一致性指标ri算的cr＝0.0367，可知cr<0.10，所以认为判断矩阵a1的一致性是可以接受的。并求得地质条件a1的指标b1、b2、b3、b4对应的排序权值分别为：0.5104、0.3217、0.0983、0.0696。对判断矩阵a2进行求解可得b5、b6的排序权值分别对应为0.875和0.125。对判断矩阵b1进行一致性检验：求得ci＝0.0429，平均随机一致性指标ri算的cr＝0.0825，可知cr<0.10，所以认为判断矩阵b1的一致性是可以接受的。并求得c1、c2、c3对b1的排序权值分别为0.1007、0.6738、0.2255。对判断矩阵b2进行一致性检验：求得ci＝0.0268，平均随机一致性指标ri算的cr＝0.0515，可知cr<0.10，所以认为判断矩阵b2的一致性是可以接受的。并求得c1、c2、c3对b2的排序权值分别为0.1085、0.3445、0.5469。对判断矩阵b3进行一致性检验：求得ci＝0.0268，平均随机一致性指标ri算的cr＝0.0516，可知cr<0.10，所以认为判断矩阵b3的一致性是可以接受的。并求得c1、c2、c3对b3的排序权值分别为0.1958、0.3108、0.4934。对判断矩阵b4进行一致性检验：求得ci＝0.0091，平均随机一致性指标ri算的cr＝0.0176，可知cr<0.10，所以认为判断矩阵b4的一致性是可以接受的。并求得c1、c2、c3对b4的排序权值为0.1220、0.3196、0.5584。对判断矩阵b5进行一致性检验：求得ci＝0.0193，平均随机一致性指标ri算的cr＝0.0370，可知cr<0.10，所以认为判断矩阵b5的一致性是可以接受的。并求得c1、c2、c3对b5的排序权值为0.1047、0.6370、0.2583。对判断矩阵b6进行一致性检验：求得ci＝0.0268，平均随机一致性指标ri算的cr＝0.0516，可知cr<0.10，所以认为判断矩阵b6的一致性是可以接受的。并求得c1、c2、c3对b6的排序权值分别为0.1958、0.3108、0.4934。在综合评价上，根据专家打分形式，对地质条件a1和经济效益a2打分，得出地质条件a1和经济效益a2的适用性权重分别为0.35和0.65。所以场地c1的综合适用性权值为：0.35×(0.1007×0.5104+0.1085×0.3217+0.1958×0.0983+0.1220×0.0696)+0.65×(0.1047×0.875+0.1958×0.125)＝0.1154同理，求得场地c2的综合适用性权值为0.5652，场地c3的综合适用性权值为0.3194。所以决策层对总目标的权向量为：{0.1154,0.5652,0.3194}，并将其作为最后的决策依据，即综合适用性权值排序为c2>c3>c1。故最后的决策排序为冲积平原>山前洪积扇>黄土台塬，冲积平原的适用性最强。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 2 3