西安地區應用空氣源熱泵的經濟性分析

康彥青 鄭愛平

(西安交通大學城市學院，陜西 西安 710018)

·水·暖·電·

西安地區應用空氣源熱泵的經濟性分析

康彥青 鄭愛平

(西安交通大學城市學院，陜西 西安 710018)

以西安市某賓館為例，結合具體工程概況，對該建筑采用空氣源熱泵、燃油熱水鍋爐加冷水機組兩種冷熱源方案時的初投資和運行費用進行了比較，通過分析評價，得出了在西安地區應用空氣源熱泵的優勢。

熱泵，冷熱源，經濟性，投資，比較

空氣源熱泵空調系統應用的經濟性取決于多種不同因素，如能源結構及價格、當地的氣候條件等。為了說明在西安地區應用空氣源熱泵系統的經濟節能性，以某賓館為例，對該建筑采用不同冷熱源方案即直接蒸發式空氣源熱泵、燃油熱水鍋爐加冷水機組時進行初投資和運行費用分析，對其應用的經濟性作出較為合理的評價，體現空氣源熱泵的應用優勢。

1 工程概況

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

2 初投資分析

文章以該建筑采用空氣源熱泵空調系統為基礎來核算該建筑采用燃油熱水鍋爐加冷水機組時的相關費用。初投資費用主要包括：土建費、安裝工程費(含材料費)、設備購置費。西安地區土建費按2 000元/m2計；安裝費按設備費折算，空氣源熱泵系統按12%計，燃油熱水鍋爐加冷水機組按20%計[1]；非居民用電為0.782 kW·h(發改[2008]1679)；電力增容費按390元/kW；0號柴油7 125元/t(發改電[2009]295)；服務行業用水為4.3元/m3(陜價函[2006]187)。

2.1 空氣源熱泵系統初投資分析

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

表1 空氣源熱泵系統工程造價核算表

2.2 燃油熱水鍋爐加冷水機組初投資分析

燃油熱水鍋爐加冷水機組是目前工程中使用較多的空調冷熱源方案，也是當前技術上比較成熟的方案之一。采用該方案時，工程造價如表2所示。

3 運行費用分析

年運行費用主要指運行費和固定費。運行費指能耗費，即所謂的燃料費、水費、電費、維修費、人工費等。固定費包括設備的折舊費、利息和稅金等，此次比較中不考慮固定費。

空調冷熱源的能耗約占整個空調系統運行能耗的50%～60%[1]，因此，分析空調冷熱源能耗對整個空調系統的節能優化有著非常重要的意義。空調系統全年(或季節)總能耗，是衡量和評價空調系統經濟節能的主要指標，其主要計算方法有[2]：當量滿負荷運行時間法、度日法、電子計算機模擬計算法和負荷頻率表法。本文采用當量滿負荷運行時間法進行計算。當量滿負荷運行時間參考日本尾島俊雄對建筑物實測統計后整理出來的數據，即冬季當量滿負荷運行時間為1 050 h，夏季當量滿負荷運行時間為1 300 h。兩種方案費用如下：

1)空氣源熱泵系統：耗電量 346.12 MW·h，電費27.07萬元/年，人工費1.00萬元/年，共計運行費28.07萬元/年；

2)冷水機組+燃油鍋爐：耗電量142.86 MW·h，電費11.17萬元/年，耗油量33 390.0 kg/年，耗水量3 900.00 t/年，水費1.68萬元/年，人工費2.00萬元/年，共計運行費38.64萬元/年。

表2 燃油熱水鍋爐加冷水機組系統工程造價核算表

4 空調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式的空氣源熱泵初投資和運行費用都小于燃油鍋爐加冷水機組。總體上，得出以下結論：

1)這種分區使用且規模較小(如賓館、酒店等)的建筑物，空氣源熱泵明顯占有優勢。因為它使用靈活方便，可根據不同空調區域的使用需求分別開啟，這就大大減少了運行費用。

2)從總的初投資和年運行費用來看，空氣源熱泵系統要低于燃油鍋爐加冷水機組。因為前者只需在室外屋頂等閑置空闊的地方安置機組，節約了投資。而后者需專門設置機房，同時要設置儲油罐，還受到消防方面限制。

3)從使用壽命和技術角度看，螺桿式冷水機組使用壽命長且技術最成熟，COP值一般在3.9～5.7之間[3]。雖然空氣源熱泵機組夏季運行時制冷性能低于冷水機組，但冬季制熱運行時性能系數約為2.3～2.5，有明顯的節能意義。

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

[2] 錢以明.高層建筑空調與節能[M].上海：同濟大學出版社，1990.

[3] 李聽榮.某醫院空調冷熱源經濟技術比較[A].全國暖通空調制冷2000年學術年會[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； 鄭愛平(1948- )，女，教授

TU833

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