空氣源熱泵供熱最佳經濟平衡點的探討

白俊峰

關鍵詞：空氣源熱泵;供熱最佳經濟平衡;探討

前言：對于我國這樣一個具有遼闊幅員的國度，其由于覆蓋的區域有嚴寒和酷暑區域，因此對于空氣源熱泵的使用是改善水體加熱或者冷卻至設定要求的重要措施。由此其使用量是非常巨大的，那么如果在使用上不考慮供熱經濟平衡點，這對于很多家庭來說是一個不小的耗損。而對于供熱經濟平衡點的考慮則是優化空氣源熱泵的供熱情況，從而實現科學合理的供熱過程，這對于很多家庭來說是有必要的。但是目前對于供熱經濟平衡點的計算缺乏行之有效的計算準則，由此導致這一事項成為理想之物，為了改善這一情況，本文通過嚴格的數學推導和分析構建了可以用于計算的數學模型，從而為相關問題的解決提供合理思路。

1.最佳經濟平衡點相關內涵概述

空氣源熱泵由于其安裝靈活，使用便捷，初期投資較低且比較適用于分戶安裝，這些特點使得其得到了很大的市場推廣，目前形成了比較繁榮的市場。目前生產空氣源熱泵的商家達到近百家。空氣源熱泵盡管有如上的優點，但是其缺點也是不可忽視的，那就是當室外溫度驟降，建筑物對應的熱負荷量增加，會導致其提高的熱量逐漸減少，甚至無法滿足設定要求。對于這一情況，往往會采用輔助熱源來提供熱量。一般來說，當平衡點溫度較高時，則空氣源熱泵冷熱水機組較小，使得前期投資成本較低，但是需要的輔助熱源大，若平衡點溫度較低則相應的投資成本較高，需要的輔助熱源較小。如何對兩個眭能進行有效平衡則是非常關鍵的問題。

2.最佳的經濟平衡點對應的數學模型構建過程分析

對于最佳經濟平衡點的選取準則本文設定為滿足供熱要求的前提下使得投資額度和運行費用最佳，對于情況本文采用現值法中的費用年值法來構建計算模型。對于這一模型構建來說主要涉及空氣源熱泵系統的初投資計算分析、空氣源熱泵系統的運行費用計算分析以及最佳經濟平衡點對應的目標函數的建立分析等三個方面內容。

2.1空氣源熱泵系統的初投資計算分析

空氣源熱泵的初期投資主要包括系統設備的費用投資以及增容費方面。對于設備費用投資來說，其對應的數學模型可以如下表示：

2.2空氣源熱泵系統的運行費用計算分析

運行費用主要包括四個方面：系統耗能費用，基本電費，設備維修費用以及人員管理費用。耗能費用主要可以表示為

2.3最佳經濟平衡點對應的目標函數的建立分析

根據以上的計算，本文即可得到空氣源熱泵系統的費用年值表示如下：

3.對上述最佳經濟平衡點對應的目標函數的實例分析

依據上述得到的最佳經濟平衡點模型，進行算例分析。為此本節重點分析了我國上海地區的最佳經濟平衡點，以作參考。

上海區域的相關參數為：電價為0.6元每度，電力增容費為900元每度，零號采用價格為2.44元每千克，熱值為40740-44100千焦每千克，城市燃氣價格為1.1元每立方米，熱值為14280千焦每立方米，燃氣增容費為198元每立方米。對于設備價格來說，本處選取空氣源熱泵的價格為3000元每千瓦，燃油鍋爐為533元每千瓦，燃氣鍋爐為731元每千瓦。根據以上參數可以得到上海區域的最佳經濟平衡點溫度為11攝氏度，因此考慮波動，建議平衡點溫度范圍為9-11攝氏度，由此有助于實現經濟和要求的平衡。

4.結語

空氣源熱泵作為一種供暖或供冷的機械裝置為調節溫度提供可能，成為目前我國必不可少的溫度調節裝置。對于空氣源熱泵來說，空氣材料量大而低成本獲取，由此使得代價成本相較其他熱泵類型極低。此外空氣源熱泵安裝靈活，使用便捷，初期投資較低且比較適用于分戶安裝，因而得到很好的市場推廣，當前裝機量極大。在這樣的情況下，如果在使用上不考慮供熱經濟平衡點，這對于很多家庭來說是一個不小的耗損。本文基于此，以構建科學合理的供熱經濟平衡點為研究目標，首先分析了這一概念的基本.隋況，并在此基礎上重點分析了供熱經濟平衡點的數學模型的構建過程，從而為科學有效的供熱經濟平衡點的分析提供計算依據。