地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)分析
時(shí)間:2022-01-31
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地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)分析
管昌生，門(mén)小靜
武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,武漢（430070）
摘要: 本文介紹了國(guó)內(nèi)外建筑節(jié)能地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了地源熱泵技術(shù)的基本原理，以及地源熱泵系統(tǒng)和空氣源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性。提出了地源熱泵年運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算公式、動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)分析方法。并利用費(fèi)用現(xiàn)值法和年值法對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了計(jì)算，得出了地源熱泵投資回收期計(jì)算公式。實(shí)例分析表明地源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低，具有明顯的節(jié)能環(huán)保功效。
關(guān)鍵字: 地源熱泵；技術(shù)經(jīng)濟(jì)；費(fèi)用現(xiàn)值與費(fèi)用年值；回收期；動(dòng)態(tài)分析
1．引言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)已成為人們獲取舒適健康空間的重要選擇。但傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)因造成環(huán)境污染和能源的浪費(fèi)正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。生態(tài)環(huán)境的惡化、資源的衰竭，迫使人們?nèi)ふ乙环N綠色能源的空調(diào)供熱、制冷方式。地?zé)幔ɡ洌┰醋鳛榭稍偕茉?，其資源的合理開(kāi)發(fā)與利用已日益受到了廣泛的關(guān)注。應(yīng)用地源熱泵(GSHP)技術(shù)提取地源進(jìn)行采暖或制冷，在發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)已進(jìn)入實(shí)用階段，并產(chǎn)生了顯著的節(jié)能效益。其他許多發(fā)展中國(guó)家也在積極探索地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用。
雖然地源熱泵技術(shù)的研究和應(yīng)用呈現(xiàn)很好的發(fā)展前景，它的運(yùn)行費(fèi)用低于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)，且是可再生、無(wú)污染的潔凈能源，但是由于它的前期投資比較高，因此，要想很好的推廣地源熱泵技術(shù)，對(duì)它進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是必不可少的。近年來(lái)對(duì)地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的成果主要體現(xiàn)在以下方面：管昌生等研究了地源熱泵換熱器可靠性設(shè)計(jì)方法，徐玉黨等在地?zé)嵩礋岜每照{(diào)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一文中應(yīng)用靜態(tài)的投資回收年限法對(duì)某建筑物暖通空調(diào)改造工程項(xiàng)目進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)投資對(duì)比，朱保華在地源熱泵的地?zé)崮芾梅绞郊敖?jīng)濟(jì)性分析一文中應(yīng)用靜態(tài)的經(jīng)濟(jì)參數(shù)運(yùn)行費(fèi)用等對(duì)南京某辦公樓的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。
本文闡述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了地源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)性，提出了運(yùn)用動(dòng)態(tài)的經(jīng)濟(jì)參數(shù)費(fèi)用現(xiàn)值、費(fèi)用年值和投資回收期對(duì)地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
2. 地源熱泵系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
1912 年，瑞士的H.Zoelly首次提出利用淺層地?zé)崮埽ǖ卦茨埽┳鳛闊岜孟到y(tǒng)低溫?zé)嵩吹母拍睢?0世紀(jì)50年代，歐洲開(kāi)始了研究和利用地源熱泵的第一次高潮，但當(dāng)時(shí)能源價(jià)格較低，使用熱泵系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)，因而沒(méi)有得到推廣。直到20世紀(jì)70年代初，能源危機(jī)的出現(xiàn)和環(huán)境的惡化，引發(fā)了人們對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用，因此開(kāi)始了地源熱泵的研究和利用。這一時(shí)期歐洲建立了許多采用水平埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)的研究平臺(tái)。自 1974 年起，瑞典、荷蘭等國(guó)政府資助的示范工程逐步建立起來(lái)，地源熱泵技術(shù)也日趨完善。
20 世紀(jì) 70 年代末到 90 年代初，美國(guó)開(kāi)展了冷熱聯(lián)供地源熱泵的研究工作。這一時(shí)期，地源熱泵技術(shù)飛速發(fā)展并趨于成熟。至 2005 年, 地源熱泵的安裝已經(jīng)超過(guò) 100 萬(wàn)套。在過(guò)去的幾年, 每年的成長(zhǎng)速度均超過(guò) 25% , 其中 2005 年成長(zhǎng)約為 50% 。但實(shí)際上由于
