西安地區(qū)應(yīng)用空氣源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析

康彥青 鄭愛(ài)平

(西安交通大學(xué)城市學(xué)院，陜西 西安 710018)

·水·暖·電·

西安地區(qū)應(yīng)用空氣源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析

康彥青 鄭愛(ài)平

(西安交通大學(xué)城市學(xué)院，陜西 西安 710018)

以西安市某賓館為例，結(jié)合具體工程概況，對(duì)該建筑采用空氣源熱泵、燃油熱水鍋爐加冷水機(jī)組兩種冷熱源方案時(shí)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行了比較，通過(guò)分析評(píng)價(jià)，得出了在西安地區(qū)應(yīng)用空氣源熱泵的優(yōu)勢(shì)。

熱泵，冷熱源，經(jīng)濟(jì)性，投資，比較

空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性取決于多種不同因素，如能源結(jié)構(gòu)及價(jià)格、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等。為了說(shuō)明在西安地區(qū)應(yīng)用空氣源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)節(jié)能性，以某賓館為例，對(duì)該建筑采用不同冷熱源方案即直接蒸發(fā)式空氣源熱泵、燃油熱水鍋爐加冷水機(jī)組時(shí)進(jìn)行初投資和運(yùn)行費(fèi)用分析，對(duì)其應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性作出較為合理的評(píng)價(jià)，體現(xiàn)空氣源熱泵的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1 工程概況

西安市某賓館，其建筑面積約為4 620 m2，空調(diào)面積約為3 390 m2。該建筑南部為3層客房，空調(diào)面積約為2 320 m2。建筑北部為2層公共建筑區(qū)，分布有多功能廳、休息廳、包間以及辦公室等，空調(diào)面積約為1 080 m2。夏季總冷負(fù)荷為395 kW，冬季總熱負(fù)荷為310 kW。

2 初投資分析

文章以該建筑采用空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)為基礎(chǔ)來(lái)核算該建筑采用燃油熱水鍋爐加冷水機(jī)組時(shí)的相關(guān)費(fèi)用。初投資費(fèi)用主要包括：土建費(fèi)、安裝工程費(fèi)(含材料費(fèi))、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)。西安地區(qū)土建費(fèi)按2 000元/m2計(jì)；安裝費(fèi)按設(shè)備費(fèi)折算，空氣源熱泵系統(tǒng)按12%計(jì)，燃油熱水鍋爐加冷水機(jī)組按20%計(jì)[1]；非居民用電為0.782 kW·h(發(fā)改[2008]1679)；電力增容費(fèi)按390元/kW；0號(hào)柴油7 125元/t(發(fā)改電[2009]295)；服務(wù)行業(yè)用水為4.3元/m3(陜價(jià)函[2006]187)。

2.1 空氣源熱泵系統(tǒng)初投資分析

該賓館建筑的客房部分采用的是熱泵型分體式空調(diào)，其余空間采用的是空氣源熱泵風(fēng)管式集中空調(diào)分體機(jī)。初投資主要是熱泵機(jī)組(包含主要的末端設(shè)備)以及安裝費(fèi)(工程輔助材料費(fèi))，整個(gè)系統(tǒng)工程造價(jià)如表1所示。

表1 空氣源熱泵系統(tǒng)工程造價(jià)核算表

2.2 燃油熱水鍋爐加冷水機(jī)組初投資分析

燃油熱水鍋爐加冷水機(jī)組是目前工程中使用較多的空調(diào)冷熱源方案，也是當(dāng)前技術(shù)上比較成熟的方案之一。采用該方案時(shí)，工程造價(jià)如表2所示。

3 運(yùn)行費(fèi)用分析

年運(yùn)行費(fèi)用主要指運(yùn)行費(fèi)和固定費(fèi)。運(yùn)行費(fèi)指能耗費(fèi)，即所謂的燃料費(fèi)、水費(fèi)、電費(fèi)、維修費(fèi)、人工費(fèi)等。固定費(fèi)包括設(shè)備的折舊費(fèi)、利息和稅金等，此次比較中不考慮固定費(fèi)。

空調(diào)冷熱源的能耗約占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的50%～60%[1]，因此，分析空調(diào)冷熱源能耗對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化有著非常重要的意義。空調(diào)系統(tǒng)全年(或季節(jié))總能耗，是衡量和評(píng)價(jià)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)節(jié)能的主要指標(biāo)，其主要計(jì)算方法有[2]：當(dāng)量滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間法、度日法、電子計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算法和負(fù)荷頻率表法。本文采用當(dāng)量滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)量滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間參考日本尾島俊雄對(duì)建筑物實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)后整理出來(lái)的數(shù)據(jù)，即冬季當(dāng)量滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間為1 050 h，夏季當(dāng)量滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間為1 300 h。兩種方案費(fèi)用如下：

1)空氣源熱泵系統(tǒng)：耗電量 346.12 MW·h，電費(fèi)27.07萬(wàn)元/年，人工費(fèi)1.00萬(wàn)元/年，共計(jì)運(yùn)行費(fèi)28.07萬(wàn)元/年；

2)冷水機(jī)組+燃油鍋爐：耗電量142.86 MW·h，電費(fèi)11.17萬(wàn)元/年，耗油量33 390.0 kg/年，耗水量3 900.00 t/年，水費(fèi)1.68萬(wàn)元/年，人工費(fèi)2.00萬(wàn)元/年，共計(jì)運(yùn)行費(fèi)38.64萬(wàn)元/年。

表2 燃油熱水鍋爐加冷水機(jī)組系統(tǒng)工程造價(jià)核算表

4 空調(diào)冷熱源方案的比較與分析

比較看出，在該建筑中使用直接蒸發(fā)式的空氣源熱泵初投資和運(yùn)行費(fèi)用都小于燃油鍋爐加冷水機(jī)組。總體上，得出以下結(jié)論：

1)這種分區(qū)使用且規(guī)模較小(如賓館、酒店等)的建筑物，空氣源熱泵明顯占有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗褂渺`活方便，可根據(jù)不同空調(diào)區(qū)域的使用需求分別開(kāi)啟，這就大大減少了運(yùn)行費(fèi)用。

2)從總的初投資和年運(yùn)行費(fèi)用來(lái)看，空氣源熱泵系統(tǒng)要低于燃油鍋爐加冷水機(jī)組。因?yàn)榍罢咧恍柙谑彝馕蓓數(shù)乳e置空闊的地方安置機(jī)組，節(jié)約了投資。而后者需專(zhuān)門(mén)設(shè)置機(jī)房，同時(shí)要設(shè)置儲(chǔ)油罐，還受到消防方面限制。

3)從使用壽命和技術(shù)角度看，螺桿式冷水機(jī)組使用壽命長(zhǎng)且技術(shù)最成熟，COP值一般在3.9～5.7之間[3]。雖然空氣源熱泵機(jī)組夏季運(yùn)行時(shí)制冷性能低于冷水機(jī)組，但冬季制熱運(yùn)行時(shí)性能系數(shù)約為2.3～2.5，有明顯的節(jié)能意義。

[1] 姚文濤.供水大廈空調(diào)冷熱源方案比較[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2004.

[2] 錢(qián)以明.高層建筑空調(diào)與節(jié)能[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1990.

[3] 李聽(tīng)榮.某醫(yī)院空調(diào)冷熱源經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較[A].全國(guó)暖通空調(diào)制冷2000年學(xué)術(shù)年會(huì)[C].2000：249-251.

The economic analysis on application of air source heat pump in Xi’an area

KANG Yan-qing ZHENG Ai-ping

(CityCollege,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710018,China)

Taking a Hotel Xi’an as an example, combining with practical engineering, this paper compared the initial investment and operation cost of the building adopted air source heat pump, oil fired hot water boiler and chiller the two kinds of cold and heat source schemes, through the analysis and evaluation, drew the advantage application of air source heat pump in Xi’an area.

heat pump, cold and heat source, economy, investment, comparison

1009-6825(2014)30-0135-02

2014-08-11

康彥青(1983- )，女，碩士，助教； 鄭愛(ài)平(1948- )，女，教授

TU833

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