山東聊城空氣源熱泵技術適應性探討

耿磊 呂鵬

摘? ? 要：隨著國家大力推廣清潔能源的利用，逐年提高清潔供熱占比，空氣源熱泵作為清潔高效技術有著廣泛應用與適用性;由于各地政策及資源等條件，使其在經濟性方面存在不同的適用性。本文以山東聊城為例，根據當地政策以及資源條件，建立系統經濟測算模型顯示，投資及運行費用均不能滿足投資者要求，指出在滿足何種條件下，該技術可達到基本經濟性，為該地區的該技術推廣提供一定借鑒及建議。

關鍵詞：空氣源熱泵;適應性;經濟性;政策

1? 引言

霧霾的日漸嚴重化，能源的消耗劇增，節能減排任務日益凸顯，對此國家穩步推進2+26城市清潔能源供暖工作的相關部署，熱泵技術作為清潔高效技術有很大潛力。近年來國內專家針對熱泵技術做了很多研究蘇玉海[1]等以河北某地區煤改電工程實際應用中分析指出：“在該地區室外溫度在零下5攝氏度以上時，機組出水溫度為45℃即可滿足供暖需求;相似室外條件下，室內每提高1攝氏度，熱泵機組耗電量將增加 14.6%，多供出熱量10.33%”。李永等對河北省空氣源供暖項目實測指出：“在電價為0.484元/千瓦時，全年折算電費為19元/m2”。李愛松[2]等通過對北京地區15個典型空氣源熱泵項目的長期監測，熱泵系統COP大于1.8的占比高達80%以上，說明該系統的實際應用效果很好。姚楊、姜益強等[3][4針對熱泵除霜方面進行了研究分析，為系統的優化設計提供了數據及理論支撐。專家學者以研究機組本身及系統運行較多，為進一步探討空氣源熱泵技術的地區適應性，本文以聊城為所在地結合當地政策、資源等條件，以經濟性角度進行評估判斷在該地區的適應性，為該類技術項目推廣提供一定借鑒。

2? 工作原理

空氣源熱泵機組的工作原理是運用逆卡諾循環原理，通過機組做功（壓縮機）使熱媒（冷媒）產生物理相變（液態—氣態—液態），通過往復循環不間斷吸熱與放熱的相變過程，由機組裝置（蒸發器）吸取低溫熱源空氣中的熱量，通過水熱交換器（冷凝器）向冷水中不斷放熱，使水逐漸升溫。該工作方式是以逆循環方式迫使熱量從低溫物體流向高溫物體，它通過消耗少量的逆循環凈功，來獲得較大的供熱量，可以將低品位能轉為高品味能，同時與消耗的高品位能一同轉化為所需能，從而達到節能目的。

3? 案例模型建立

3.1? 聊城地區能耗指標

本文以山東聊城為所在地，調研獲取了2018-2019年該地不同建設時間的居民住宅樓實際能耗數據。數據顯示：一、所調研小區的采暖繳費率（采暖繳費面積除以小區總面積）在60.1%-89.6%之間，綜合指標為64.9%;二、小區的單位面積耗熱量指標在0.19-0.31GJ/m2之間，綜合指標為0.22GJ/m2。

3.2? 聊城地區當前政策性指標

取暖用熱價格：居民取暖用熱價格每建筑面積平方米為23元。

配套費收取價格：2014年該地出臺的政策供熱設施配套費為55元（含一次網30元/換熱站及二次網25元）。

用電價格：2019年7月1日起，該地區不滿1千伏工商業用電價格：加權平均電價為0.6239元/千瓦時。

3.3? 案例模型方案配置

本文以該地區某2萬平米的居民小區為例，該小區為2010年以后的新建小區，小區建筑外墻有保溫板為節能建筑。住宅供暖設計熱指標按《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通》取值為40W/m2，小區設計熱負荷為800kW，整個采暖季累計耗熱量為112萬KWh。方案采用空氣源熱泵系統為小區用戶進行集中供熱，主要設備為：8臺130KW的空氣源熱泵;2臺循環泵;補水定壓;軟水裝置及其他輔助裝置。

4? 案例模型分析

4.1? 系統初投資

該系統初投資：工程費用：109.05萬元（其中設備費用94.30萬元，安裝費用14.75萬元）;工程建設其它費用為：23.00萬元;基本預備費用為6.60萬元;建設項目總造價為：138.6萬元;折合單位面積建設費用69.3元/m2。

4.2? 系統運行費用

空氣源熱泵系統運行費用（未考慮折舊費、攤銷等費用）包括：電費33.35萬元、水費1.09萬元、人工費10萬元及維修費3.27萬元;合計47.71萬元;折合單位面積運行費用為23.86元/m2。

綜上所述：在當前政策及相關邊界下，經濟性尚不能滿足投資需求，對該技術在聊城地區推廣有一定負影響。

4.3? 主要指標對經濟性影響及建議

4.3.1? 電價對經濟性影響

在空氣源熱泵系統的運行費用中，耗電費用占比最大約70%，若電價下調5%，單位面積運行費用為23.02元/m2，運行費用與采暖收入基本持平;若電價下調10%，單位面積運行成本為22.19元/m2，運行費用低于采暖收入，會產生一定的收益。電改政策預測，電價有望繼續下調，將對該技術在聊城地區推廣有一定的積極作用。

4.3.2? 配套費對經濟性影響

目前聊城地區配套費收取政策為55元/m2，而單位面積建設費用約為69.30元/m2，收取的配套費尚不能覆蓋建設投資費用，近15元/m2的費用差，較大影響該技術在該地區的推廣應用。建議政府可以通過提高該類清潔能源系統的補貼政策，將此部分差額通過政策補貼形式或提高配套費補給建設投資方，將有利的促進該技術在聊城的應用。

4.3.3? 其他影響（水、人、維修等）

該系統運行費用中耗水、人工及維修等費用，相對占比較小約30%，若該類費用可以在運行中降低，也將對該技術的應用產生積極的作用。建議可以采取高度集成化的無人值守系統或通過多項目運行均攤人員成本，降低人員費用。

5? 結論

空氣源熱泵技術可行性很高;目前由于各地區存在一定政策差異，從經濟性考慮會存在一定的受限。電價是空氣源熱泵運行成本的主要影響因素，在該地區在目前電價再下降5%的情況下，供熱收入與運行成本將基本持平，電價下降10%項目將有部分收益;配套費由目前55元/m2提高至70元/m2，或通過政策補貼形式補差，該技術在該地區的應用將更進一步激活。

目前政策邊界條件下，在聊城因其經濟性存在一定的限制，政府若加大推廣該清潔能源技術，應考慮進一步的政策扶持及資金補貼;同時投資者提高自身建設運營能力，通過降本增效提高項目收益。

參考文獻：

[1] 蘇玉海，鄧志揚，楊文軍.空氣源熱泵熱水機組在河北某地區煤改電工程中的應用分析[J].制冷與空調，2017（8）：52～55+58.

[2] 李愛松，李忠，聶晶晶，劉宗江.北京農村空氣源熱泵供暖項目運行實測[J].暖通空調，2017（12）：138～142+107.

[3] 姚楊，姜益強，高強.無霜空氣源熱泵系統初步實驗研究[J].建筑科學，2012（S2）：198～199+208.

[4] 姜益強，田浩，董建鍇.多聯機空氣源熱泵相變蓄能除霜特性試驗研究[J].制冷與空調，2014（8）：102～105.