地源热泵空调系统在南京地区应用的经济性评价

2019-05-07王传奎

日用电器 2019年4期

关键词：现值源热泵空调

王传奎田鹏

（1.中国质量认证中心南京分中心南京 210000；2.江苏省电子信息产品质量监督检验研究院无锡 214073）

引言

近年来，新能源技术备受关注，地源热泵技术做为一种高效能源技术，也得到越来越多的重视。随着国家节能降耗政策的深入贯彻，地源热泵由于其高效节能、且属于可再生能源，逐步受到更多的关注。

目前地源热泵的利用还处于前期阶段，地源热泵的经济性方面研究也较少，对地源热泵的技术经济性评价对于后期项目选择具有重要的指导意义。

本文选取初投资、年总成本、现金流量表等经济评价指标，比较了两种空调系统在南京地区应用的经济性，并得出了选型结论。

1 经济性评价指标

根据给定供暖热负荷、空调制冷负荷条件，相应的经济性评价指标有：初投资、年运行成本、年经营成本、财务净现值、费用现值、投资回收期等[1]。

1.1 供暖热负荷

指在室外设计温度下，为了满足预计的室内温度要求，单位时间内由供暖系统向建筑物提供的热量。

1.2 空调制冷负荷

指为使室内温湿度维持在规定水平，空调设备在单位时间内需向房间供应的冷量。

1.3 初投资

指地源热泵系统购买及安装的各费用总和。

1.4 年运行成本

指空调系统运行电费等。

1.5 年经营成本

指空调系统年运行成本、管理成本、设备维护成本等。

1.6 财务净现值

财务净现值（FNPV）亦称“累计净现值”。拟建项目按部门或行业的基准收益率或设定的折现率，将计算期内各年的净现金流量折现到建设起点年份（基准年）的现值累计数[2]，计算代数公式为:

其中，CI为现金流入；CO为现金流出，含固定投资资产、流动现金、成本和税金；IC为折现率。

1.7 费用现值

将历年的支出现金CO全部折现到初始的现值代数和[2]，计算代数公式为:

1.8 投资回收期

投资回收期亦称“投资回收年限”。项目投产后获得的收益总额达到该项目投入的投资总额所需要的时间 (年限)。

2 选定计算背景参数

2.1 地区气候及温度参数

设计使用地区的室内、外计算设计温度、系统年均运行天数和日平均运行时间，本文以南京地区作为计算对象。

2.2 计算对象

以450 m2别墅为例，每层面积为150 m2，根据别墅空调实际使用特点，设定空调系统实际同时使用的建筑面积为单层建筑面积，为150 m2。故系统总冷负荷按150 m2的建筑面积计算。别墅夏季冷负荷为200 W/ m2，冬季热负荷为150 m2。夏季总冷负荷为30 kW，冬季总热负荷为22.5 kW。

2.3 空调方案选择

对根据气候、温度、计算对象等选定的别墅空调系统，分别进行能源消耗和各经济评价指标的分析、比较，对比参数为各项经济评价指标值。

3 计算结果与分析

分别计算地源热泵空调系统和空气源热泵空调系统方案的技术经济评价指标，具体指标选择：初投资、年运行成本、年经营成本、净现值、现金流量表。

3.1 初投资比较

地埋管地源热泵系统制冷主机40 000元，竖直式系统钻孔费用一般为100元/m，地下埋管材料费用为50元/m，冷却水泵1 000元；空气源热泵主机50 000元。对于冷水泵和室内终端，地源热泵与空气源热泵选择相同型号产品，投资费用相同。

本样机选用BGSHP33FQH3型主机，制冷量为32.7 kW，额定输入功率为7.8 kW地埋管选用垂直布置。垂直钻孔深度参考表格1[3]。

其中1 ton=3.516 kW·h。南京地区土质地表为粘土，粘土下为岩层结构。按照一般岩层计算钻孔深度为520 m。

二种空调系统的初投资见图1。

由图1可见，地源热泵换热系统初投资费用较空气源热泵约高7万元。

3.2 年运行成本分析

表1 样机垂直钻孔深度表单位：m/Ton

图1 两种空调系统初投资比较图

南京地区夏季供冷时间通常为6～9月，共122天，冬季供暖时间通常为1-3月，共90天，假定一天空调运行12 h，一年中空调运行的时间总共为2 544 h。根据实际使用情况，折算空调部分负荷运行时间到满负荷运行时间，则计算夏、冬季空调共满负荷运行时间占50 %，则折算到空调满负荷运行时间为1 272 h。根据部分负荷的变化情况，各空调方案年运行能耗见表2。

在年运行能耗中，地埋管地源热泵比空气源热泵年节电5 343 kW·h，年运行费比空气源热泵系统低0.27万元。因本计算中，电价按照0.5元/kW·h计算，而目前南京地区已执行阶梯电价，实际节省费用更多。