北方地區(qū)地源熱泵供暖的經(jīng)濟(jì)性能分析

王天成

在中國北方一般以燃?xì)忮仩t解決冬季取暖問題，但是鍋爐供暖需要燃?xì)廨斉洌紵笥之a(chǎn)生大量的廢熱；同時(shí)燃料燃燒過程中產(chǎn)生大量的氣體對環(huán)境造成一定的污染[1]。近年來世界能源危機(jī)正在逐步加劇，燃?xì)馓岣撸苯邮瑰仩t供暖成本提高。地源熱泵不需要燃料，只消耗電能，運(yùn)行和維護(hù)簡單方便，節(jié)省人力物力，不排放任何的廢氣，完全沒有污染，對環(huán)境和人體不造成任何的傷害，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。

1 地源熱泵與燃?xì)忮仩t供暖性能基本情況對比

傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t與地源熱泵基本性能對比如表1。

表1

2 地源熱泵與傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t供暖經(jīng)濟(jì)性的對比

現(xiàn)以北京地區(qū)15000m2供暖項(xiàng)目為例，地源熱泵技術(shù)供暖與燃?xì)忮仩t供暖方式進(jìn)行比較：

2.1 設(shè)備初投資對比

采暖系統(tǒng)設(shè)備初投資折換標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算：

北京地區(qū)某15000m2的供暖建筑冬季采暖平均熱指標(biāo)通過逐時(shí)分析計(jì)算可按150W/m2進(jìn)行計(jì)算，則采暖耗熱量約為2.76MW。

（1）需要容量為2.8MW的燃?xì)鉄崴仩t。燃?xì)鉄崴仩t的價(jià)格約為600000元，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為428400kgce。

同理計(jì)算燃?xì)忮仩t系統(tǒng)配套循環(huán)水泵，水處理及安裝費(fèi)等折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為1906613kgce。

（2）選取制熱量為2.8MW的地源熱泵機(jī)組的價(jià)格約為1900000元，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤約為1356600kgce。同理計(jì)算燃?xì)忮仩t系統(tǒng)配套循環(huán)水泵，水處理及安裝費(fèi)等折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為2548980kgce。

綜上可見，燃?xì)忮仩t采暖系統(tǒng)與地源熱泵機(jī)組采暖系統(tǒng)相比較，在初投資方面要低于地源熱泵機(jī)組采暖系統(tǒng)。

2.2 暖系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用對比

2.2.1 采暖系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用折換標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算

（1）北京地區(qū)燃?xì)忮仩t采暖使用天數(shù)為121d，每天使用16h，2.8MW燃?xì)忮仩t折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為約801108kgce/年。

（2）地源熱泵技術(shù)耗1度電產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于電鍋爐耗4度產(chǎn)生的熱量，純電阻1度電產(chǎn)生的熱量為3600kJ，那么地源熱泵耗1度電產(chǎn)生的熱量為14400kJ，原煤平均低位發(fā)熱量為20908kJ/kg，故采用地源熱泵供暖，換算成標(biāo)準(zhǔn)煤約為：200214kgce/年。

2.2.2 維護(hù)費(fèi)用對比

假設(shè)兩種設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)無故障及更換零件需求的條件下：

（1）傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t需6人值守，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤約為：51408kgce/年。

（2）地源熱泵設(shè)備機(jī)房需2人值守，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤約為：17136kgce/年。

2.3 運(yùn)輸費(fèi)用

地源熱泵供暖不產(chǎn)生任何廢棄物，不需要運(yùn)輸，可節(jié)約大量的運(yùn)輸費(fèi)用。燃?xì)忮仩t供暖需輸送燃?xì)猓胰細(xì)夤苈贩笤O(shè)根據(jù)地方不同，初投資一般較大。（此項(xiàng)費(fèi)用暫無具體數(shù)值估計(jì)）。

通過本節(jié)的分析，在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，地源熱泵機(jī)組比傳統(tǒng)的燃?xì)忮仩t更為節(jié)能。系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行不需要大量的值守人員，但其也存在著控制原理復(fù)雜，系統(tǒng)存在不穩(wěn)定因素，故障維護(hù)費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。

3 節(jié)能環(huán)保

地源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)的燃?xì)忮仩t具有明顯的環(huán)境效益，可減少大量有害物質(zhì)的排放及余熱的排放，更加節(jié)能環(huán)保。

4 結(jié)論

綜上所述，以傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t為代表的傳統(tǒng)能源與以地源熱泵為代表的新能源都具有可行性，且統(tǒng)互有利弊，地源熱泵系統(tǒng)雖初投資大，但系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)簡單方便，節(jié)省人力物力。環(huán)境效益方面，地源熱泵系統(tǒng)不排放任何的廢氣、廢渣及煙塵完全沒有污染，對環(huán)境和人體不造成任何的傷害，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。