西安市某水源熱泵系統經濟性分析

康彥青 張潤霞 鄭愛平

摘? ? 要：傳統石化能源枯竭和環境問題日益突出，水源熱泵系統作為一種節能環保的供熱制冷系統得到快速發展。以西安市漢陽陵博物館水源熱泵工程實例進行經濟性分析，其結果可為水源熱泵系統的應用參考。

關鍵詞：水源熱泵;經濟性

1? 引言

當今世界，能源的可持續發展和環境保護工作日益重要，能源替代迫在眉睫。地源熱泵、水源熱泵等系列的節能無污染供暖空調技術由此得到了發展。水源熱泵技術是一種通過輸入少量電能，將地球表面或者內部水體蘊含的低位熱能轉移到高位熱能的技術，既可進行供暖又可進行制冷。我國的水源熱泵技術發展較晚，但目前已得到較廣泛應用，它對建筑節能和環保起著非常重要的意義。

2? 西安市漢陽陵博物館水源熱泵系統經濟性分析[2]

2.1? 主要參數

（1）系統初投資。

設備購置費：按0.8元/W計算。

設備安裝費：按設備費的百分比計算，水源熱泵系統按15%。

鉆井費：按照滿足系統負荷所需井的出水量進行估算。

土建費：取12元/m2進行估算。

（2）年運行費用：指熱泵系統運行時的能耗費、管理費、設備維修費等。

2.2? 評價方法[1]

（1）費用年值法。

這種方法將工程初期投資量按照時間價值平均分攤到各年，再加上各年的運行費用，比較得出的值。其公式為：

（2）動態投資回收期

動態投資回收期是指在考慮貨幣時間價值的條件下，以投資項目凈現金流量的現值抵償原始投資現值所需要的全部時間。其公式如下：

2.3? 工程基本情況分析

漢陽陵博物館建筑面積6931.3m2，室內供冷設計溫度27℃，供暖設計溫度20℃，年采暖天數120天，年供冷天數90天;博物館用電電價為0.51元/kWh，市政供暖5.8元/m2。供暖熱負荷指標取90W/m2，空調冷負荷指標取115W/m2。采暖室外計算溫度參照民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范，博物館主要空調設備運行功率及購置費如下：水源熱泵機組，制熱時88kW，制熱時136kW，44.72萬元;空調循環泵，12 kW，0.25萬元;電子水處理儀，0.2 kW，1.5萬元;落地膨脹水箱，0.74 kW，0.5萬元;全自動軟水器，0.012 kW，0.2萬元;深水泵，0.075 kW，2.1萬元;井水二次泵，6 kW，0.5萬元;給水泵，0.75kW，0.4萬元。總計耗電量601097.2 kWh，購置費50.17萬元。

安裝費，9.52萬元;鉆井費，125.6萬元;土建費，8.32萬元。總初投資，193.61萬元;單位面積造價，279.33元/m2。

年經營成本。水源熱泵運行費用主要是電能的消耗。經營成本為年運行費用、年維修費用、管理人員工資之和。年維修費用取每年0.5萬元，管理維護人員2人，工資2000元/月。則其年經營成本計算如下：

年運行能耗=消耗電量×使用電價（電價收費標準0.51元/kWh）

601097.2×0.51=30.65萬元

年經營成本=年運行消耗+年維修費+管理人員工資

30.65+0.5+0.2×12×2=35.95萬元

3? 空氣源熱泵系統分析

單純的水源熱泵系統的參數不能達到評價其經濟性的目的。選取該項目采用空氣源熱泵系統時進行對比分析。

3.1? 系統投資費用

主要空調設備運行功率及購置費如下：空氣源熱泵機組，制冷時238kW，制熱時244kW，風機功率22kW，100.8萬元;空調循環泵，0.25萬元;電子水處理儀，1.5萬元;落地膨脹水箱，0.5萬元;全自動軟水器，0.2萬元;給水泵，0.4萬元。總計耗電量1002607.2 kWh，購置費103.65萬元。安裝費，9.52萬元。總初投資，118.77萬元;單位面積造價，171.36元/m2。

3.2? 年經營成本

年維修費用取每年0.5萬元，空氣源熱泵系統運行管理維護人員2人，工資2000元/月。則年經營成本如下：

年運行能耗=消耗電量×使用電價

1002607.2×0.51=51.13萬元

年經營成本=年運行消耗+年維修費+管理人員工資

51.13+0.5+0.2×12×2=54.03萬元

3.3? 兩種方案對比分析

3.3.1? 基礎數據對比

由以上數據可知，初投資方面水源熱泵系統較高于空氣源熱泵系統，但在運行能耗和經營成本方面，水源熱泵系統比空氣源熱泵要低很多。

3.3.2? 動態投資回收期

當t=0時，AC為0，ACO 為地下水源熱泵系統多出空氣源熱泵系統的初投資。

t=1， 2， 3...時ACI為第t年地源熱泵系統相比空氣源熱泵節省的運行及維修費用，ACO=0。取基準收益率10%，按照前面公式2計算，結果為Pt（水-空氣）=4.55年，這表明，在考慮時間價值的情況下，水源熱泵系統相對空氣源熱泵系統的投資增量可以在5年內收回。

3.3.3? 費用年值

根據公式1可分別計算各系統費用年值。水源熱泵系統，初投資折算值27.28萬元，費用年值63.23萬元。空氣源熱泵系統，初投資折算值16.72萬元，費用年值70.75萬元。

4? 結束語

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

（2）水源熱泵系統的運行能耗低于空氣源熱泵系統。其推廣和使用可以加快水源充足的地方的經濟建設，改善當地的人文環境和自然環境。

參考文獻：

[1] 傅允準，林豹，張旭.深井水源熱泵技術經濟分析[D].同濟大學學報（自然科學版），2006.

[2] 王靜.漢陽陵博物館建筑節能研究[D].西安建筑科技大學，2010.