一种等效系统GWP全生命周期碳排放评价方法及装置

本发明涉及温室气体核算与环境保护评估，具体涉及一种融合循环抵扣机制、耦合物质流气候影响与热力学能效转换的通用型全生命周期评价方法及装置。本发明适用于所有采用循环制冷剂进行能量转换或热量输配的热力循环系统及其衍生设备的环境影响评估。

背景技术：

1、在全球应对气候变化的进程中，制冷剂替代是实现温控目标的关键。随着《基加利修正案》的实施，制冷、空调及热泵行业正经历从单纯追求制冷剂理化性能向深度兼顾系统环境足迹的转型。目前，行业通常借助全球变暖潜值（gwp）、总等效变暖影响（tewi）及生命周期气候性能（lccp）等指标量化气候影响。

2、发明人在研究后发现，在面对复杂的设备类型及其差异化的应用场景时，现行评价体系显现出显著的局限性。首先，gwp作为静态理化参数，无法涵盖系统运行中的热力学性能代偿，且由于不同设备的充注密度、泄漏率差异极大，导致物质层面的评价指标与系统真实的生命周期环境影响之间存在表征偏离。其次，现有的tewi等指标虽然整合了直接排放与电耗间接排放，但未考虑制冷剂在设备寿命末期（eol）通过回收、再生与再利用(3r)所产生的碳抵消效应，导致在评估小型系统与大型系统的减排增益时，缺乏对循环经济贡献的准确衡量。此外，lccp指标虽评价维度较广，但核算过程高度依赖繁杂的原材料链条数据，导致在各类设备进行工程快速评价时参数获取困难、计算冗余，限制了其作为通用型评估工具的推广。

3、受限于评价维度的单一性，行业目前往往过度参考gwp指标进行制冷剂筛选。这种倾向忽略了系统充注量、服役寿命、泄漏维修、系统能效以及回收再利用机制的协同影响。特别是在考虑性能代偿与循环抵扣后，部分低gwp替代方案在特定机组中的全生命周期碳强度反而高于原系统。因此，亟需一种能够适配多种设备类别、深度整合物质流与能量流特性、并引入循环抵扣机制的全尺度评价方法及装置。通过该评价方法及装置实现对不同系统环境贡献的科学量化，该技术方案为优化低碳技术路径及支撑行业相关政策制定提供更具闭环性的支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法及装置。

2、为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，包括如下步骤：s1：确定系统碳排放核算边界；s2：根据碳排放核算边界确定评估模型及特征参数库中评估模型所需的特征参数；s3：获取待评估系统的系统类型及对应特征参数的特征数据，将待评估系统特征数据输入到评估模型的特征参数中；s4：通过评估模型计算并输出受评系统的生命周期碳排放环境影响值。

4、进一步，核算边界包括制冷剂使用时泄漏碳排放、制冷剂从设备中回收时泄漏碳排放、系统运行时电能消耗碳排放、制冷剂回收再用抵消碳排放。

5、进一步，特征参数库的参数包括制冷剂gwp值、系统初始充注量、年泄漏率、补充回收制冷剂占比、系统制冷/热量、运行能效cop、年运行时间、电力碳排放因子、系统寿命、系统寿命结束制冷剂回收率、制冷剂循环再利用率，评估模型所需的特征参数为特征参数库中的全部参数或部分参数。

6、进一步，评估模型的碳排放环境影响评价指标包括直接碳排放影响项、间接碳排放影响项、制冷循环再利用抵扣碳排放影响项。

7、进一步，直接碳排放影响项的计算公式如下：

8、，其中，m为制冷剂初始充注量；km为充注量规模修正因子，用于表征随着系统管路延伸、节点增多所带来的非线性泄漏放大效应；lannual为制冷剂平均年泄露率；n为系统寿命；θreu为系统生命周期运维补充制冷剂时，制冷剂来源为回收再生的占比；ηrec为系统寿命结束制冷剂回收率；gwp为制冷剂全球变暖潜能值；

9、间接碳排放影响项的计算公式如下：

10、，其中，q为系统制冷(热)量；cop为系统能效比；h为系统年运行时间；β为电能产生的碳排放因子；

11、制冷循环再利用抵扣碳排放影响项的计算公式如下：

12、，其中，ηreu为制冷剂循环再利用率。

13、进一步，评估模型包括基准数，基准数的计算公式如下：。

14、进一步，评估模型碳排放环境影响评价指标计算公式如下：

15、。

16、本发明还提供一种实现上述方法的评价装置，包括数据采集模块、评估核算模块及结果输出模块，数据采集模块用于获取待评估系统的机组类型及全生命周期特征数据；评估核算模块内置如上所述的评估模型，用于核算直接碳排放、间接碳排放及循环抵扣碳排放量，生成等效系统gwp指标值；结果输出模块用于生成评估结果并执行跨系统间的碳足迹水平对比分析。

17、本发明通过构建等效系统gwp评估模型，能够准确核算不同制冷系统在全生命周期内的环境影响，实现了跨容量等级、跨制冷剂类型的标准化对比，为制冷系统的低碳优化设计与制冷剂选型提供了支撑。本发明提供的评价装置，可以有效实现本发明的等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法的落实。

1.一种等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，其特征在于，核算边界包括制冷剂使用时泄漏碳排放、制冷剂从设备中回收时泄漏碳排放、系统运行时电能消耗碳排放、制冷剂回收再用抵消碳排放。

3.根据权利要求2所述的等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，其特征在于，特征参数库的参数包括制冷剂gwp值、系统初始充注量、年泄漏率、补充回收制冷剂占比、系统制冷/热量、运行能效cop、年运行时间、电力碳排放因子、系统寿命、系统寿命结束制冷剂回收率、制冷剂循环再利用率，评估模型所需的特征参数为特征参数库中的全部参数或部分参数。

4.根据权利要求2所述的等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，其特征在于，评估模型的碳排放环境影响评价指标包括直接碳排放影响项、间接碳排放影响项、制冷循环再利用抵扣碳排放影响项。

5.根据权利要求4所述的等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，其特征在于，直接碳排放影响项的计算公式如下：

6.根据权利要求5所述的等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，其特征在于，评估模型包括基准数，基准数的计算公式如下：

7.根据权利要求6所述的等效系统gwp全生命周期碳排放评价方法，其特征在于，评估模型碳排放环境影响评价指标计算公式如下：

8.一种实现权利要求1至7任一项所述方法的等效系统gwp全生命周期碳排放评价装置，其特征在于，包括：