CN102818337A

CN102818337A - 一种基于物联网的地源热泵系统监测装置

Info

Publication number: CN102818337A
Application number: CN2012102437305A
Authority: CN
Inventors: 胡平放; 刘宏昌; 孙启明; 雷飞; 邬田华; 江章宁; 朱娜
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Hubei Fengshen Clean Air-conditioning Equipment Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: CN102818337B

Abstract

本发明涉及地源热泵技术，特别涉及基于物联网的地源热泵系统监测装置。该装置包括：土壤温度无线传感器、室外空气温度无线传感器、室内温度无线传感器、冷水机组冷热源侧及空调负荷侧的进出水温度无线传感器、流量无线传感器、无线智能电表、无线信号采集模块、本地服务器、远程监控计算机。无线信号采集模块通过ZigBee协议采集各个传感器参数，通过Modbus协议由英特网传至本地服务器，通过地源热泵系统测评模块存储、计算并显示COP及WTF曲线，最后通过英特网传至远程监控计算机。本发明可获取地源热泵系统的综合评价指标CPI、COP及WTF，适用于地源热泵系统日常节能运行监管及为系统节能改造提供评价依据。

Description

一种基于物联网的地源热泵系统监测装置

技术领域

本发明属于地源热泵技术领域，涉及一种监测系统，尤其涉及一种基于物联网的地源热泵系统监测装置，该装置可对地源热泵系统的性能进行评价。

背景技术

近年来，地源热泵系统在我国大部分地区应用越来越广泛，成为我国可再生能源建筑空调应用的主要形式之一。地源热泵系统建设是一项综合技术较强的复杂工程，涉及建筑学、水文地质学、传热学、流体力学、计算机及自动控制等诸多学科。由于目前设计、施工及运行管理水平的参差不齐，地源热泵系统的实际性能与设计预期差距很大，严重的出现运行能耗过高、甚至系统瘫痪的现象，这在一定程度上制约了该技术的规模化应用。2009年，财政部、建设部联合发布《可再生能源建筑应用城市示范实施方案》和《可再生能源建筑应用示范项目数据监测装置技术导则》（试行），在全国范围内开展可再生能源建筑应用示范试点工程，并明确提出了建设地源热泵数据监测装置的若干要求。

但是，目前地源热泵系统运行监测、分析、诊断及评价主要依靠物业管理人员人工读取相关监测仪表的数据来完成，方法原始，费时费力，特别不能及时进行地源热泵系统运行的管理和维护，而且，判断地源热泵系统有没有必要进行节能改造，改造前后节能程度多大，都缺乏一个评判的依据。所以，对地源热泵系统进行监测和评价具有迫切的实际需求和重要的现实意义。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。所述的物联网是指：通过信息传感设备，按约定的协议，把物体和互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征：首先，它是各种感知技术的广泛应用，物联网上部署了海量的多种类型传感器，传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据；其次，物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。ZigBee协议规定的技术是一种经济的、低功耗的、高可靠性的近距离无线组网通讯技术，是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台。在整个网络范围内，每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。物联网需要将各种信息传感设备，与互联网结合起来，在这个巨大网络中，作为传感器与通信网络之间的“桥梁”，我们可以用ZigBee无线组网模块的方式来实现。

中国专利文献CN101435643A揭示了冷水机组运行能效比监测装置及其监测方法，其测得的冷水机组运行能效比可以适用于冷水机组日常节能运行监管。但是，评价地源热泵系统和对地源热泵系统进行运行管理，只考察冷水机组是片面的，还需要综合考虑冷热源系统，水输配系统。

中国专利文献CN201355310Y揭示了一种地源热泵中央空调实时能效比测量仪，其评价指标和专利文献（公开号CN101435643A）相似，该系统仅仅考虑了系统能效比，而没有考虑空调水输送系数，也没运用综合评价的方法对监测数据进行分析、计算和综合处理，更没有得到可以评价地源热泵系统整体性能的综合性能评价指数CPI（Comprehensive PerformanceIndex）。特别是地源热泵系统，在进行系统能效监测的同时，要对土壤温度和室外空气温度进行同步监测，分析对比，更可以全面说明系统的运行规律。

发明内容

针对目前地源热泵系统监测和评价中的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于物联网的地源热泵系统监测装置，该装置可以获取地源热泵系统的实时能效及相关监测数据；更进一步的，该装置还可以对地源热泵系统的进行综合评价，可获取地源热泵系统综合性能指数、季节性能系数及水输送系数。从而全面评价地源热泵系统的节能水平，为地源热泵系统节能评判和节能改造提供技术依据。

本发明提供的一种基于物联网的地源热泵系统监测装置，其特征在于，该装置包括温度传感器组、流量传感器组、智能电表组、无线信号采集模块、本地服务器和远程监计算机；

温度传感器组包括冷水机组冷热源侧进水温度传感器，冷水机组冷热源侧出水温度传感器，冷水机组负荷侧进水温度传感器，冷水机组负荷侧出水温度传感器，至少一个土壤温度传感器，至少一个室外空气温度传感器，至少一个室内温度传感器，各温度传感器内均安装有无线发射模块，用于发射采集的温度数据；

流量传感器组包括冷水机组冷热源侧流量传感器，冷水机组负荷侧流量传感器，该流量传感器可以安装在进水或出水口处，各流量传感器内也安装有无线发射模块，用于发射采集的流量数据；

无线智能电表组包括位于冷水机组、冷却水泵和冷冻水泵的三个无线智能电表，用于采集冷水机组、冷却水泵和冷冻水泵的耗电功率，并通过安装在无线智能电表的无线发射模块发射出去；

所述无线信号采集模块用于采集各个无线发射模块发射的数据，所采集的数据通过英特网或者局域网提供给本地服务器；

本地服务器根据接收的数据对地源热泵系统进行测评，得到COP及WTF曲线；

远程监控计算机通过英特网与本地服务器通讯，随时掌握监测情况并可查看COP及WTF曲线。

实施本发明的基于物联网的地源热泵系统监测装置，具有以下有益效果：地源热泵系统通过无线传感器采集系统的温度、流量、功率等参数，实时展示了地源热泵系统性能系数及水输送系数的变化规律，并通过地源热泵系统测评模块为用户展示分析结果，使用户可以在线、直观、实时、准确地检测整个地源热泵系统的运行情况。本发明可以获得实时的系统COP(性能系数)、机组COP、冷冻水WTF（水输送系数）和冷却水WTF，可以进行每日、每周、每月、每个季度或一年的累积值后再进行比较，即可以获得实测的当日累积COP及WTF值、本周累积COP及WTF值、当月累积COP及WTF值、季节累积COP及WTF值或年度COP及WTF值。计算机通过地源热泵测评模块可以自动生成COP值及WTF值的实时曲线、历史累积值，供用户参阅分析。本发明还可以获得地源热泵系统CPI（综合性能指数），用来全面衡量地源热泵系统的整体性能水平。因此，本发明基于物联网的地源热泵系统监测装置不仅对地源热泵系统改造前后节能效果的验证具有非常重要的作用，还能发现和排除系统可能存在和出现的故障，更有效的指导地源热泵系统优化。

附图说明

图1为本发明实例提供的地源热泵系统监测装置的结构图；

图2本为发明实例提供的地源热泵系统监测装置分析方法流程图；

图3为本发明实例提供的地源热泵系统监测装置的工作流程图；

图4为本发明实例提供的地源热泵系统监测装置的测量示意图。

具体实施方式

本发明提供的基于物联网的地源热泵系统监测装置，包括：土壤温度无线传感器，用以获取地埋管一定深度附近的土壤温度，以及相同深度距离地埋管一定距离处的土壤温度。此数据监测经过一个季度和一年，可以计算出土壤的热不平衡率。室外空气无线传感器，用以获取室外空气实时温度。室内温度监测用以保证室内空气环境质量。冷水机组冷热源侧及空调负荷侧进出口处的无线温度传感器、无线流量传感器、无线智能电表，用以获取冷水机组冷热源侧及空调负荷侧进出口处的温度、流量，以及冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵的输入功率。

在本发明的基于物联网的地源热泵系统监测装置中，无线信号采集模块通过ZigBee协议采集上述温度、流量、功率等参数。

本发明的基于物联网的地源热泵系统监测装置及评价方法中，无线信号采集模块通过英特网把无线信号采集模块与本地服务器的地源热泵测评模块相连接。

下面通过借助实施例更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。

如图1所示，在本发明的基于物联网的地源热泵系统监测装置，包括温度传感器组、流量传感器组、智能电表组、无线信号采集模块、本地服务器和远程监计算机；

温度传感器组包括冷水机组冷热源侧进水温度传感器，冷水机组冷热源侧出水温度传感器，冷水机组负荷侧进水温度传感器，冷水机组负荷侧出水温度传感器，至少一个土壤温度传感器，至少一个室外空气温度传感器，至少一个室内温度传感器，各温度传感器内均安装有无线发射模块，用于发射采集的温度数据。

流量传感器组包括冷水机组冷热源侧流量传感器，冷水机组负荷侧流量传感器，该流量传感器可以安装在进水或出水口处，各流量传感器内也安装有无线发射模块，用于发射采集的流量数据。

无线智能电表组包括位于冷水机组、冷却水泵和冷冻水泵的三个无线智能电表，用于采集冷水机组、冷却水泵和冷冻水泵的耗电功率，并通过安装在无线智能电表的无线发射模块发射出去。

所述无线信号采集模块用于采集各个无线发射模块发射的数据，所采集的数据通过英特网或者局域网提供给本地服务器。

本地服务器根据接收的数据对地源热泵系统进行测评，得到COP及WTF曲线。

远程监控计算机通过英特网与本地服务器通讯，随时掌握系统监测情况并可查看COP及WTF曲线。

本地服务器内设置地源热泵测评模块，该模块利用采集的数据，计算各评价指标，并根据评价指标对地源热泵系统的综合性能进行分析，如图2所示，其具体过程如下：

第一步本地服务器上的地源热泵测评模块所接收的各传感器采集的数据包括：室外空气温度T_SW，土壤温度T_TR，室内温度T_SN，冷水机组冷热源侧进口水温度T_1J，冷水机组冷热源侧出口水温度T_1C，冷水机组空调负荷侧进口水温度T_2J，冷水机组空调负荷侧出口水温度T_2C，冷水机组冷热源侧水流量V₁，冷水机组空调负荷侧水流量V₂，冷水机组输入功率N₁，冷却水泵输入功率N₂，冷冻水泵输入功率N₃。

第二步上述采集数据作为可测指标，用于计算评价指标，同时生成COP及WTF曲线，具体包括地源热泵系统性能系数的瞬时值COP'_S，热泵冷水机组性能系数瞬时值COP′_U，冷冻水输送系数瞬时值WTF′_CHW，冷却水输送系数WTF′_CW；各指标瞬时值计算公式如下：

{COP}^{'}_{S} = \frac{Q_{2}}{N_{1} + N_{2} + N_{3}} = \frac{{ρcV}_{2} \cdot {ΔT}_{2}}{N_{1} + N_{2} + N_{3}},

{XOP}^{'}_{U} = \frac{Q_{2}}{N_{1}} = \frac{{ρcV}_{2} \cdot {ΔT}_{2}}{N_{1}},

{WTF}^{'}_{CHW} = \frac{Q_{2}}{N_{3}} = \frac{{ρcV}_{2} \cdot {ΔT}_{2}}{N_{2}},

{WTF}^{'}_{CW} = \frac{Q_{1}}{N_{2}} = \frac{{ρcV}_{1} \cdot {ΔT}_{1}}{N_{2}};

式中，c为水的比热容，4.18x10³J/kG·℃，ρ为水的密度，kG/m³，Q₁为冷热源侧冷（热）量，kW，Q₂为空调负荷侧冷（热）量，kW，△T₁为冷热源侧机组进出口水平均温差，℃，△T₂为空调负荷侧机组进出口水平均温差，℃，V₁为冷热源侧机组平均水流量，m³/h，V₂为空调负荷侧机组平均水流量，m³/h，N₁为冷水机组输入功率，kW，N₂为冷却水泵输入功率，kW，N₃为冷冻水泵输入功率，kW。

第三步监测装置具体按照下述过程对地源热泵系统的性能进行评价：

计算地源热泵系统性能系数、热泵冷水机组性能系数、冷冻水输送系数和冷却水输送系数的区间平均值COP_S、COP_U、WTF_CHW和WTF_CW：

式中，

表示性能系数的权重系数，n值取100、75、50和25，分别表示负荷率为（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）的权重系数，h_n表示所对应区间的空调运行小时数，h_z表示季节供冷或者供热空调运行总小时数；

负荷率n%的计算公式为Q_ED为机组的额定制冷量或制热量；

COP_S100、COP_S75、COP_S50、COP_S25分别表示制冷或制热工况下，（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）空调负荷率区间下系统运行时所对应的平均性能系数；

COP_U100、COP_U75、COP_U50、COP_U25分别表示制冷或制热工况下，（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）空调负荷率区间下机组运行时所对应的平均性能系数；

WTF_CHW100、WTF_CHW75、WTF_CHW50、WTF_CHW25分别表示制冷或制热工况下，（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）空调负荷率区间下冷冻水泵运行时所对应的平均水输送系数；

WTF_CW100、WFF_CW75、WTF_CW50、WTF_CW25分别表示制冷或制热工况下，（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）空调负荷率区间下冷却水泵运行时所对应的平均水输送系数。

第2步，计算地源热泵系统综合性能指数CPI：

首先利用层次分析法计算上述各评价指标COP_S、COP_U、WTF_CHW和WTF_CW的权重系数，再加权计算得到综合性能指数CPI。

其具体过程如下：

第2.1步，对评价指标进行归一化处理：

根据指标范围（x_min，x_max），采用一种二次抛物偏大型分布数学模型对指标进行无量纲化处理区间无量纲正指标

f (x_{i}) = \{\begin{matrix} 0 & x_{i} \leq x_{\min} \\ {(\frac{x_{i} - x_{\min}}{x_{\max} - x_{\min}})}^{2} & x_{\min} < x_{i} < x_{\max} \\ 1 & x_{i} &GreaterEqual; x_{\max} \end{matrix},

x_i为各评价指标计算值。评价指标包括地源热泵系统性能系数、热泵冷水机组性能系数、冷却水输送系数和冷冻水输送系数。x_min，x_max为各评价指标的限值，根据测试统计结果获得。

第2.2步，评价指标等级判定：

可以根据用户的要求，设定评价等级，并设置各评价等级对应的指标范围，下表列举了其中一种方式：

评价指标等级

评价等级	四级	三级	二级	一级
					指标范围	f(x_t)≤0.25	0.25＜f(x_t)≤0.5	0.5＜f(x_t)≤0.75	0.75＜f(x_t)≤1

第2.3步，各评价指标权重系数确定方法：

(1)指标重要性排序：根据指标对系统性能的重要性程度由大至小进行排序，一般而言，其排序结果如下：COP_S，COP_U，WTF_CHW，WTF_CW，后二个指标其排序有时会互换。

(2)指标间差异的计量：如果两个指标重要程度无差别，差异度取0；一个指标比另一个指标重要，差异度取1；一个指标比另一个指标显著重要，差异度取3；一个指标比另一个指标特别重要，差异度取5。2，4表示上述相应差异度的中间值。这样通过指标间的直接比较可以得到差异矩阵，每个元素都是单独获得的，即任意两个指标相比较的结果。

差异向量：将指标的重要性差异用向量的形式表示出来，就是差异向量。可以由差异矩阵得到差异向量。将差异矩阵各列元素减去本列的最小元素，再对所有列向量相加求出一个平均列向量，该平均列向量就是要求的差异向量。对于具有完全一致性的差异矩阵，最后一列就是要求的差异向量。

指标间差异的计量：

由差异向量到权重向量：确定权重向量，需要给出最重要指标和最不重要指标的比值，设这个比值为K，则向量的基准值E可以用下式求出：

式中C_max为评价指标的最大赋值。将差异向量的所有分量加上基准值E，得到一个规范的差异向量，该向量以基准值E代替了原差异向量的最小分量0，其他分量也分别比原差异向量增加E，最后将此规范差异向量进行归一化处理，就得到权重向量。

将差异矩阵各列元素减去本列的最小元素，再对所有列向量相加求出一个平均列向量，该平均列向量就是要求的差异向量。

差异矩阵（4.25，3.25，1.5，0），向量的基准值

规范的差异向量（5.5，4.5，2.75，1.25），求得权重向量W₁＝(0.393，0.321，0.196，0.089)。

第2.4步，计算地源热泵系统综合性能指数CPI：

CPI=0.393COP_S+0.321COP_U+0.196WTF_cw+0.089WTF_chw，CPI指介于0到1之间，CPI值越大，地源热泵系统的综合性能越好。

如图3所示，本发明提供的监测装置的总体工作流程具体过程如下：

(1)地源热泵系统启动。

(2)地源热泵系统监测系统启动，地源热泵测评模块对COP及WTF计算周期T₁、运行参数的采集周期T₂和计时器周期△T₂赋初值，一般情况下COP及WTF计算周期T₁是数据采集周期的整数倍T₁=kT₂，k=N，数据采集周期的计时器周期的整数倍T₂=h△T₂，T₁、T₂和△T₂根据具体的监控需要赋初值。

(3)COP及WTF计算周期重新开始计时，地源热泵测评模块对中间变量i，j赋值为i=0，j=0。

(4)本地服务器上的地源热泵测评模块接收各传感器采集的数据包括：室外空气温度T_SW，土壤温度T_TR，室内温度T_SN，冷水机组冷热源侧进口水温度T_1J，冷水机组冷热源侧出口水温度T_1C，冷水机组空调负荷侧进口水温度T_2f，冷水机组空调负荷侧出口水温度T_2C，冷水机组冷热源侧水流量V₁，冷水机组空调负荷侧水流量V₂，冷水机组输入功率N₁，冷却水泵输入功率N₂，冷冻水泵输入功率N₃。并将接收到的上述运行参数存入地源热泵测评模块相应的数据区。

(5)地源热泵测评模块将计算得到的制冷量和功率数据累计，并存入地源热泵测评模块相应的数据区。

(6)每采集一次数据，中间变量j的值加1，若j=h，则中间变量i的值加1，j重新赋值为0，否则继续采集数据。若中间变量i=k，则本次运行COP及WTF运算周期结束，否则，开始采集下一组运行数据。

(7)地源热泵测评模块计算该运行采集周期的COP及WTF：

制冷量运算模块计算该运行参数采用周期的空调负荷侧冷（热）量Q_n（kW），并存入相应的数据区：Q_n＝ρcV₂·△T₂，

式中Q_n(i)为该运行参数采集周期的空调负荷侧冷（热）量，kW；Q_n为累计制冷（热）量，kW；c为水的比热容，4.18x10³J/kG·℃，ρ为水的密度，kG/m³，△T₂为空调负荷侧机组进出口水平均温差，°C，V₂为空调负荷侧机组平均水流量，m³/h。

输入功率运算模块计算该运行参数采集周期内的冷水机组的制冷功率N_r(i)，并累积得到该冷水机组COP运算周期的制冷功率N_t，并存入相应的数据区：

N_{t} = Σ_{i = 1}^{k} N_{r} (i)

该COP运算周期内计算得到冷水机组性能系数COP_U并存入相应数据区：

{COP}_{U} = \frac{Q_{n}}{N_{t}}

这里仅以计算地源热泵冷水机组性能系数COP_U为例，热泵冷水机组性能系数COP_S，冷冻水输送系数WTF_CHW，冷却水输送系数WTF_CW以此类推。

如上所述，便可以较好实现本发明。

结构如图4所示的一个实例，无线信号采集模块通过ZigBee协议采集无线传感器各参数。无线路由器通过Modbus协议通过以太网把无线信号采集模块采集到的数据传输到服务器，

本发明的基于物联网的地源热泵系统监测装置中，监测指标、监测时间及计算指标见下表。

地源热泵系统监测指标表

本发明的基于物联网的地源热泵系统监测装置中，评价指标及评价等级见下表

地源热泵系统综合评价指标表

本发明的基于物联网的地源热泵系统监测装置中，评价方法如下：

第一步，计算热泵冷水机组性能系数：

第二步，计算地源热泵系统性能系数：

第三步，计算冷却水输送系数：

第四步，计算冷冻水输送系数：

式中：

表示性能系数的权重系数，n值可取100、75、50和25，

分别表示负荷率为（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）的权重系数，h_n表示所对应区间的空调运行小时数，h_z表示季节供冷或者供热空调运行总小时数；

负荷率n%的计算公式为

Q_ED为机组的额定制冷量或制热量；

WTF_CW100、WTF_CW75、WTF_CW50、WTF_CW25分别表示制冷或制热工况下，（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）空调负荷率区间下冷却水泵运行时所对应的平均水输送系数。

第五步，对评价指标进行归一化处理：

f (x_{i}) = \{\begin{matrix} 0 & x_{i} \leq x_{\min} \\ {(\frac{x_{i} - x_{\min}}{x_{\max} - x_{\min}})}^{2} & x_{\min} < x_{i} < x_{\max} \\ 1 & x_{i} &GreaterEqual; x_{\max} \end{matrix},

x_i为各评价指标计算值。评价指标包括地源热泵系统性能系数、热泵冷水机组性能系数、冷却水输送系数和冷冻水输送系数。x_min，x_max为各评价指标的限值。

第五步，评价指标等级判定：

评价指标等级

第六步，指标权重系数确定

(1)指标重要性排序：COP_S，COP_U，WTF_CHW，WTF_CW

(2)指标间差异的计量：

(3)差异向量：将差异矩阵各列元素减去本列的最小元素，再对所有列向量相加求出一个平均列向量，该平均列向量就是要求的差异向量。

(4)由差异向量到权重向量：

差异矩阵（4.25，3.25，1.5，0），向量的基准值

第七步，计算地源热泵系统综合性能指数

CPI为地源热泵系统综合性能指数，CPI指介于0到1之间，CPI值越大，地源热泵系统的综合性能越好。

综上所述，本发明提出的基于物联网的地源热泵系统监测装置，可以获得地源热泵系统综合评价指标包括：地源热泵系统综合性能指数CPI、夏季或冬季系统性能系数COP_S、夏季或冬季机组性能系数COP_U、冷却水输送系数WTF_CW、冷冻水输送系数WTF_CHW。并且，通过计算分析，可以判定各指标的等级，从而可以评价地源热泵系统的运行状态和节能水平。本发明同时还可以获得COP及WTF的历史累积值，并可以绘制出土壤温度、室外空气温和度室内温度与之实时比较曲线，可供用户参阅分析。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种基于物联网的地源热泵系统监测装置，其特征在于，该装置包括温度传感器组、流量传感器组、智能电表组、无线信号采集模块、本地服务器和远程监计算机；

2.根据权利要求1所述的地源热泵系统监测装置，其特征在于，所述本地服务器设置地源热泵测评模块，地源热泵测评模块接收的各传感器采集的数据包括：室外空气温度T_SW，土壤温度T_TR，室内温度T_SN，冷水机组冷热源侧进口水温度T_1J，冷水机组冷热源侧出口水温度T_1C，冷水机组空调负荷侧进口水温度T_2J，冷水机组空调负荷侧出口水温度T_2C，冷水机组冷热源侧水流量V₁，冷水机组空调负荷侧水流量V₂，冷水机组输入功率N₁，冷却水泵输入功率（N₂），冷冻水泵输入功率（N₃）；将上述采集数据作为可测指标，计算评价指标，同时生成COP及WTF曲线，评价指标具体包括地源热泵系统性能系数的瞬时值COP'_S，热泵冷水机组性能系数瞬时值COP′_U，冷冻水输送系数瞬时值WTF′_CHW，冷却水输送系数瞬时值WTF′_CW；再根据上述计算的评价指标，对地源热泵系统的性能进行评价，得到地源热泵系统综合性能指数CPI。

3.根据权利要求2所述的地源热泵系统监测装置，其特征在于，各指标瞬时值计算公式如下：

{COP}^{'}_{S} = \frac{Q_{2}}{N_{1} + N_{2} + N_{3}} = \frac{{ρcV}_{2} \cdot {ΔT}_{2}}{N_{1} + N_{2} + N_{3}},

{XOP}^{'}_{U} = \frac{Q_{2}}{N_{1}} = \frac{{ρcV}_{2} \cdot {ΔT}_{2}}{N_{1}},,

{WTF}^{'}_{CHW} = \frac{Q_{2}}{N_{3}} = \frac{{ρcV}_{2} \cdot {ΔT}_{2}}{N_{2}},

{WTF}^{'}_{CW} = \frac{Q_{1}}{N_{2}} = \frac{{ρcV}_{1} \cdot {ΔT}_{1}}{N_{2}};

4.根据权利要求2所述的地源热泵系统监测装置，其特征在于，按照下述过程获得地源热泵系统综合评价指标：

第1步，计算地源热泵系统性能系数、热泵冷水机组性能系数、冷冻水输送系数和冷却水输送系数的区间平均值COP_S、COP_U、WTF_CHW和WTF_CW：

式中，

表示性能系数及水输送系数的权重系数，n值取100、75、50和25，

负荷率n%的计算公式为

Q_ED为机组的额定制冷量或制热量；

COPU₁₀₀、COP_U75、COP_U50、COP_U25分别表示制冷或制热工况下，（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）空调负荷率区间下机组运行时所对应的平均性能系数；

WTF_CW100、WTF_CW75、WTF_CW50、WTF_CW25分别表示制冷或制热工况下，（100%~75%）、（75%~50%）、（50%~25%）、（25%~0%）空调负荷率区间下冷却水泵运行时所对应的平均水输送系数；

第2步，首先利用层次分析法计算上述各评价指标COP_S、COP_U、WTF_CHW和WTF_CW的权重系数，再加权计算得到综合性能指数CPI。

5.根据权利要求2所述的地源热泵系统监测装置，其特征在于，按照下述过程计算COP_S、COP_U、WTF_CHW和WTF_CW的权重系数：

（1）对评价指标进行归一化处理：

f (x_{i}) = \{\begin{matrix} 0 & x_{i} \leq x_{\min} \\ {(\frac{x_{i} - x_{\min}}{x_{\max} - x_{\min}})}^{2} & x_{\min} < x_{i} < x_{\max} \\ 1 & x_{i} &GreaterEqual; x_{\max} \end{matrix},

x_i为各评价指标计算值；评价指标包括地源热泵系统性能系数、热泵冷水机组性能系数、冷冻水输送系数和冷却水输送系数；x_min，x_max为各评价指标的限值；

（2）设定评价指标等级，并设置各评价指标等级对应的f(x_i)的取值范围：

（3）各评价指标权重系数确定方法：

对上述四个指标进行重要性排序，再对指标间的差异计量；将指标的重要性差异用向量的形式表示出来，得到差异向量；由差异向量求得权重向量：

确定权重向量，需要给出最重要指标和最不重要指标的比值，设这个比值为K，则向量的基准值E用下式求出：其中，C_max表示评价指标的最大赋值，将差异向量的所有分量加上基准值E，得到一个规范的差异向量，该向量以基准值E代替了原差异向量的最小分量0，其他分量也分别比原差异向量增加E，最后将此规范差异向量进行归一化处理，就得到权重向量，即权重系数。

6.根据权利要求5所述的地源热泵系统监测装置，其特征在于，具体按照下述过程计算COP_S、COP_U、WTF_CHW和WTF_CW的权重系数：

(1)指标重要性排序：COP_S，COP_U，WTF_CHW，WTF_CW

(2)指标间差异的计量：

(4)由差异向量到权重向量：

差异矩阵（4.25，3.25，1.5，0），向量的基准值规范的差异向量（5.5，4.5，2.75，1.25），求得权重向量W₁＝(0.393，0.321，0.196，0.089)。