康彥青 張潤(rùn)霞 鄭愛(ài)平

摘? ? 要：傳統(tǒng)石化能源枯竭和環(huán)境問(wèn)題日益突出，水源熱泵系統(tǒng)作為一種節(jié)能環(huán)保的供熱制冷系統(tǒng)得到快速發(fā)展。以西安市漢陽(yáng)陵博物館水源熱泵工程實(shí)例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，其結(jié)果可為水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用參考。

關(guān)鍵詞：水源熱泵;經(jīng)濟(jì)性

1? 引言

當(dāng)今世界，能源的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)工作日益重要，能源替代迫在眉睫。地源熱泵、水源熱泵等系列的節(jié)能無(wú)污染供暖空調(diào)技術(shù)由此得到了發(fā)展。水源熱泵技術(shù)是一種通過(guò)輸入少量電能，將地球表面或者內(nèi)部水體蘊(yùn)含的低位熱能轉(zhuǎn)移到高位熱能的技術(shù)，既可進(jìn)行供暖又可進(jìn)行制冷。我國(guó)的水源熱泵技術(shù)發(fā)展較晚，但目前已得到較廣泛應(yīng)用，它對(duì)建筑節(jié)能和環(huán)保起著非常重要的意義。

2? 西安市漢陽(yáng)陵博物館水源熱泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析[2]

2.1? 主要參數(shù)

（1）系統(tǒng)初投資。

設(shè)備購(gòu)置費(fèi)：按0.8元/W計(jì)算。

設(shè)備安裝費(fèi)：按設(shè)備費(fèi)的百分比計(jì)算，水源熱泵系統(tǒng)按15%。

鉆井費(fèi)：按照滿足系統(tǒng)負(fù)荷所需井的出水量進(jìn)行估算。

土建費(fèi)：取12元/m2進(jìn)行估算。

（2）年運(yùn)行費(fèi)用：指熱泵系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的能耗費(fèi)、管理費(fèi)、設(shè)備維修費(fèi)等。

2.2? 評(píng)價(jià)方法[1]

（1）費(fèi)用年值法。

這種方法將工程初期投資量按照時(shí)間價(jià)值平均分?jǐn)偟礁髂?，再加上各年的運(yùn)行費(fèi)用，比較得出的值。其公式為：

（2）動(dòng)態(tài)投資回收期

動(dòng)態(tài)投資回收期是指在考慮貨幣時(shí)間價(jià)值的條件下，以投資項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)金流量的現(xiàn)值抵償原始投資現(xiàn)值所需要的全部時(shí)間。其公式如下：

2.3? 工程基本情況分析

漢陽(yáng)陵博物館建筑面積6931.3m2，室內(nèi)供冷設(shè)計(jì)溫度27℃，供暖設(shè)計(jì)溫度20℃，年采暖天數(shù)120天，年供冷天數(shù)90天;博物館用電電價(jià)為0.51元/kWh，市政供暖5.8元/m2。供暖熱負(fù)荷指標(biāo)取90W/m2，空調(diào)冷負(fù)荷指標(biāo)取115W/m2。采暖室外計(jì)算溫度參照民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范，博物館主要空調(diào)設(shè)備運(yùn)行功率及購(gòu)置費(fèi)如下：水源熱泵機(jī)組，制熱時(shí)88kW，制熱時(shí)136kW，44.72萬(wàn)元;空調(diào)循環(huán)泵，12 kW，0.25萬(wàn)元;電子水處理儀，0.2 kW，1.5萬(wàn)元;落地膨脹水箱，0.74 kW，0.5萬(wàn)元;全自動(dòng)軟水器，0.012 kW，0.2萬(wàn)元;深水泵，0.075 kW，2.1萬(wàn)元;井水二次泵，6 kW，0.5萬(wàn)元;給水泵，0.75kW，0.4萬(wàn)元?？傆?jì)耗電量601097.2 kWh，購(gòu)置費(fèi)50.17萬(wàn)元。

安裝費(fèi)，9.52萬(wàn)元;鉆井費(fèi)，125.6萬(wàn)元;土建費(fèi)，8.32萬(wàn)元?？偝跬顿Y，193.61萬(wàn)元;單位面積造價(jià)，279.33元/m2。

年經(jīng)營(yíng)成本。水源熱泵運(yùn)行費(fèi)用主要是電能的消耗。經(jīng)營(yíng)成本為年運(yùn)行費(fèi)用、年維修費(fèi)用、管理人員工資之和。年維修費(fèi)用取每年0.5萬(wàn)元，管理維護(hù)人員2人，工資2000元/月。則其年經(jīng)營(yíng)成本計(jì)算如下：

年運(yùn)行能耗=消耗電量×使用電價(jià)（電價(jià)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)0.51元/kWh）

601097.2×0.51=30.65萬(wàn)元

年經(jīng)營(yíng)成本=年運(yùn)行消耗+年維修費(fèi)+管理人員工資

30.65+0.5+0.2×12×2=35.95萬(wàn)元

3? 空氣源熱泵系統(tǒng)分析

單純的水源熱泵系統(tǒng)的參數(shù)不能達(dá)到評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)性的目的。選取該項(xiàng)目采用空氣源熱泵系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1? 系統(tǒng)投資費(fèi)用

主要空調(diào)設(shè)備運(yùn)行功率及購(gòu)置費(fèi)如下：空氣源熱泵機(jī)組，制冷時(shí)238kW，制熱時(shí)244kW，風(fēng)機(jī)功率22kW，100.8萬(wàn)元;空調(diào)循環(huán)泵，0.25萬(wàn)元;電子水處理儀，1.5萬(wàn)元;落地膨脹水箱，0.5萬(wàn)元;全自動(dòng)軟水器，0.2萬(wàn)元;給水泵，0.4萬(wàn)元。總計(jì)耗電量1002607.2 kWh，購(gòu)置費(fèi)103.65萬(wàn)元。安裝費(fèi)，9.52萬(wàn)元?？偝跬顿Y，118.77萬(wàn)元;單位面積造價(jià)，171.36元/m2。

3.2? 年經(jīng)營(yíng)成本

年維修費(fèi)用取每年0.5萬(wàn)元，空氣源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行管理維護(hù)人員2人，工資2000元/月。則年經(jīng)營(yíng)成本如下：

年運(yùn)行能耗=消耗電量×使用電價(jià)

1002607.2×0.51=51.13萬(wàn)元

年經(jīng)營(yíng)成本=年運(yùn)行消耗+年維修費(fèi)+管理人員工資

51.13+0.5+0.2×12×2=54.03萬(wàn)元

3.3? 兩種方案對(duì)比分析

3.3.1? 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)比

由以上數(shù)據(jù)可知，初投資方面水源熱泵系統(tǒng)較高于空氣源熱泵系統(tǒng)，但在運(yùn)行能耗和經(jīng)營(yíng)成本方面，水源熱泵系統(tǒng)比空氣源熱泵要低很多。

3.3.2? 動(dòng)態(tài)投資回收期

當(dāng)t=0時(shí)，AC為0，ACO 為地下水源熱泵系統(tǒng)多出空氣源熱泵系統(tǒng)的初投資。

t=1， 2， 3...時(shí)ACI為第t年地源熱泵系統(tǒng)相比空氣源熱泵節(jié)省的運(yùn)行及維修費(fèi)用，ACO=0。取基準(zhǔn)收益率10%，按照前面公式2計(jì)算，結(jié)果為Pt（水-空氣）=4.55年，這表明，在考慮時(shí)間價(jià)值的情況下，水源熱泵系統(tǒng)相對(duì)空氣源熱泵系統(tǒng)的投資增量可以在5年內(nèi)收回。

3.3.3? 費(fèi)用年值

根據(jù)公式1可分別計(jì)算各系統(tǒng)費(fèi)用年值。水源熱泵系統(tǒng)，初投資折算值27.28萬(wàn)元，費(fèi)用年值63.23萬(wàn)元?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)，初投資折算值16.72萬(wàn)元，費(fèi)用年值70.75萬(wàn)元。

4? 結(jié)束語(yǔ)

（1）水源熱泵系統(tǒng)的初投資高于空氣源熱泵系統(tǒng)，但比空氣源熱泵系統(tǒng)的投資增量可以在5年內(nèi)收回。

（2）水源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行能耗低于空氣源熱泵系統(tǒng)。其推廣和使用可以加快水源充足的地方的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，改善當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境和自然環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 傅允準(zhǔn)，林豹，張旭.深井水源熱泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[D].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006.

[2] 王靜.漢陽(yáng)陵博物館建筑節(jié)能研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2010.