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　　摘要:作為一種高效的環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品,地源熱泵在我國有著廣闊的應(yīng)用前景。地源熱泵由于其技術(shù)上的優(yōu)勢,推廣這種技術(shù)能產(chǎn)生明顯的節(jié)能和環(huán)保的效益,并能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。對地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行必要的經(jīng)濟分析,并與同類空調(diào)系統(tǒng)進行比較,研究分析該系統(tǒng)的應(yīng)用條件、初投資及運行費用等方面的特點,分析地源熱泵系統(tǒng)是否具有經(jīng)濟方面的優(yōu)勢。這是關(guān)系到該系統(tǒng)是否能投入生產(chǎn)使用,并順利進入市場的關(guān)鍵所在。
　　關(guān)鍵詞:地源熱泵;環(huán)保節(jié)能;經(jīng)濟性分析
　　中圖分類號:TB131 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2010)06-0094-02
　　一、地源熱泵發(fā)展概況
　　地源熱泵技術(shù)是利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對穩(wěn)定的特性,通過消耗電能,在冬天把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱或加溫的地方,在夏天還可以將室內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移出去,達到降溫或制冷的目的。地源熱泵不需要人工的冷熱源,可以取代鍋爐或市政管網(wǎng)等傳統(tǒng)的供暖方式和中央空調(diào)系統(tǒng)。冬季它代替鍋爐從土壤、地下水或者地表水中取熱,向建筑物供暖;夏季它向土壤、地下水或者地表水放熱,達到給建筑物降溫的目的,是一種有效利用能源的方式。
　　地源熱泵的概念最早出現(xiàn)在1912年瑞士的一份專利文獻中。20世紀50年代,歐洲和美國開始了研究地源熱泵的第一次高潮。但在當時能源價格低,這種系統(tǒng)并不經(jīng)濟,因而未得到推廣。直到上世紀70年代,石油危機和日益惡化的環(huán)境把人們的注意力集中到節(jié)能、高效益用能和環(huán)境保護上時,使地源熱泵的研究進入了又一次高潮,最近20年在歐美等工業(yè)發(fā)達國家取得了迅速的發(fā)展,已成為一項成熟的應(yīng)用技術(shù)。在美國地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)占整個空調(diào)系統(tǒng)的40%,是美國政府極力推廣的節(jié)能、環(huán)保技術(shù)。到目前為止美國已安裝了600000臺,而且計劃每年安裝40萬臺的目標,能降低溫室氣體排放一百萬噸,相當于減少50萬輛汽車的污染排放或種植樹一百萬英畝,年節(jié)約能源費用4.2億美元。瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用地源熱泵,用于供暖及提供生活熱水。
　　在我國由于能源價格的特殊性以及人們節(jié)能、環(huán)保的認識程度等原因以及其它一些因素的影響,地源熱泵空調(diào)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展比較緩慢,人們對之尚不十分了解,推廣較困難,然而隨著人們生活水平的提高,人均能耗的增長,一次性礦物能源的日益衰竭以及環(huán)境的日趨惡化,地源熱泵技術(shù)已越來越引起人們的重視。在目前節(jié)能和環(huán)保的潮流下,該技術(shù)以其特有的節(jié)能性和穩(wěn)定性受到行業(yè)的矚目,國內(nèi)許多院校、科研所作了大量的應(yīng)用研究。國家建設(shè)部在《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》中專門作了推薦。據(jù)統(tǒng)計,僅在北京2004年施工并投入運行的地源熱泵系統(tǒng)的空調(diào)工程占全年空調(diào)工程總量的2/3以上。可以預(yù)見,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們節(jié)能、環(huán)保意識的日益提高,地源熱泵作為一種節(jié)能、環(huán)保的綠色空調(diào)設(shè)備適應(yīng)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求,在中國必將有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。
　　二、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的社會效益
　　在我國的一些發(fā)達城市,夏季制冷、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40-50%。特別是冬季采暖用的燃煤鍋爐、燃油鍋爐的大量使用,給大氣環(huán)境造成了極大的污染,對人們的健康形成了威脅。因此,建筑物污染控制和節(jié)能已是國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重大問題。傳統(tǒng)的采暖空調(diào)模式因其產(chǎn)生的環(huán)境污染正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。對于夏季制冷的建筑來說,隨著家用空調(diào)的普及,空調(diào)的實際使用效果正在逐年下降,這是因為空調(diào)裝機容量的增加,空調(diào)局部熱島效應(yīng)交叉干擾的結(jié)果。天氣越炎熱,室外的溫度越高,空調(diào)負荷也越大,而此時空調(diào)機向室外散熱時,傳熱溫差越小,空調(diào)機的運轉(zhuǎn)效率就越低。
　　另一方面,我國大部分地區(qū)冬冷夏熱,夏天大量地使用風冷空調(diào),造成某些大城市供電緊張,形成電荒,為了確保不會造成斷電等問題出現(xiàn),有些城市夏天限制用電量。另外,因為部分地區(qū)沒有暖氣供應(yīng),冬天使用電爐取暖,造成電力供應(yīng)緊張。
　　地源熱泵機組制冷、供暖所需能量3/4左右來自地能,另外1/4左右來自電力輸入,從而減少一次性的礦物能源消耗;不向室外排冷、熱風,減少城市熱島效應(yīng)。對環(huán)境保護非常有利。
　　21世紀我國對建筑節(jié)能的要求越來越高,減少我國冬季采暖和夏季供冷所造成的大氣污染,降低供暖空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源是每個公民應(yīng)盡的義務(wù)。特別是近幾年來,大中城市為改善大氣環(huán)境,大力推廣使用包括可再生能源的清潔能源。隨著人們生活水平的提高,建筑物不僅要滿足冬季采暖的要求,而且需要夏季空調(diào)降溫,地源熱泵技術(shù)提供了這一問題的有效解決方案。
　　三、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性分析
　　要對地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行經(jīng)濟性分析,必須了解該系統(tǒng)的基本組成,運行原理以及進行經(jīng)濟性分析的組成部分,采用必要的方法進行綜合評價。評價的主要指標有:
　　(1)初投資:指供暖空調(diào)系統(tǒng)各部分投資之和,包括土建費、設(shè)備購置費、安裝費及其它費用。
　　(2)年運行費用:指系統(tǒng)各部分的運行費,如水費、電費、燃料費;管理人員工資、管理費;設(shè)備折舊費和設(shè)備維修、大修費等。
　　(3)年經(jīng)營成本:指年總成本中扣除設(shè)備折舊費。
　　(4)單位面積經(jīng)營成本:用年經(jīng)營成本除以供暖或空調(diào)面積來計算。
　　以300m2的公共建筑(住宅)為例,估算制冷裝機容量為3萬大卡/h,(116.3w/ m2)制熱裝機容量為2.4萬大卡/h。
　　由表一可以看出,地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)初投資較高于其它系統(tǒng)。
　　從表二可以看出,地源熱泵系統(tǒng)每年可節(jié)約費用為3900元,和傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比較,在1-6年時間內(nèi)可收回增加的投資。
　　傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的壽命一般可以到15年以上,按照上述比較,在15年內(nèi),運行費用將節(jié)約5.85萬元。由于地源熱泵系統(tǒng)工況良好、運行穩(wěn)定,可大大延長主機壽命,因此從使用壽命和運行費用來看,地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟性大大高于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)。
　　四、結(jié)語
　　從上述分析和對比來看,地源熱泵中央空調(diào)具有較為明顯的優(yōu)勢,不僅運行費用低,主要是既節(jié)能又環(huán)保。在國外一些發(fā)達國家已經(jīng)應(yīng)用較為普遍,技術(shù)也比較成熟。對此,我國也非常重視,有理由相信,地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)將在我國得以迅速發(fā)展。
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