地源热泵系统技术经济动态分析
时间:2022-01-31
点击:
829
地源热泵系统技术经济动态分析
管昌生，门小静
武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉（430070）
摘要: 本文介绍了国内外建筑节能地源热泵系统的应用现状，分析了地源热泵技术的基本原理，以及地源热泵系统和空气源热泵系统的技术性和经济性。提出了地源热泵年运行费用的计算公式、动态经济分析方法。并利用费用现值法和年值法对地源热泵系统的经济性进行了计算，得出了地源热泵投资回收期计算公式。实例分析表明地源热泵系统比传统空调系统运行费用低，具有明显的节能环保功效。
关键字: 地源热泵；技术经济；费用现值与费用年值；回收期；动态分析
1．引言
随着经济的发展和人民生活水平的提高，空调已成为人们获取舒适健康空间的重要选择。但传统的空调系统因造成环境污染和能源的浪费正面临着严峻的挑战。生态环境的恶化、资源的衰竭，迫使人们去寻找一种绿色能源的空调供热、制冷方式。地热（冷）源作为可再生能源，其资源的合理开发与利用已日益受到了广泛的关注。应用地源热泵(GSHP)技术提取地源进行采暖或制冷，在发达国家或地区已进入实用阶段，并产生了显著的节能效益。其他许多发展中国家也在积极探索地源热泵技术的应用。
虽然地源热泵技术的研究和应用呈现很好的发展前景，它的运行费用低于传统的空调系统，且是可再生、无污染的洁净能源，但是由于它的前期投资比较高，因此，要想很好的推广地源热泵技术，对它进行技术经济分析是必不可少的。近年来对地源热泵系统技术经济分析的成果主要体现在以下方面：管昌生等研究了地源热泵换热器可靠性设计方法，徐玉党等在地热源热泵空调系统的技术经济分析一文中应用静态的投资回收年限法对某建筑物暖通空调改造工程项目进行了经济投资对比，朱保华在地源热泵的地热能利用方式及经济性分析一文中应用静态的经济参数运行费用等对南京某办公楼的空调系统进行了经济性分析。
本文阐述了近年来国内外地源热泵系统的应用现状，分析了地源热泵系统的技术性，提出了运用动态的经济参数费用现值、费用年值和投资回收期对地源热泵系统进行经济性分析。
2. 地源热泵系统国内外应用现状
1912 年，瑞士的H.Zoelly首次提出利用浅层地热能（地源能）作为热泵系统低温热源的概念。20世纪50年代，欧洲开始了研究和利用地源热泵的第一次高潮，但当时能源价格较低，使用热泵系统并不经济，因而没有得到推广。直到20世纪70年代初，能源危机的出现和环境的恶化，引发了人们对新能源的开发和利用，因此开始了地源热泵的研究和利用。这一时期欧洲建立了许多采用水平埋管式土壤源热泵系统的研究平台。自 1974 年起，瑞典、荷兰等国政府资助的示范工程逐步建立起来，地源热泵技术也日趋完善。
20 世纪 70 年代末到 90 年代初，美国开展了冷热联供地源热泵的研究工作。这一时期，地源热泵技术飞速发展并趋于成熟。至 2005 年, 地源热泵的安装已经超过 100 万套。在过去的几年, 每年的成长速度均超过 25% , 其中 2005 年成长约为 50% 。但实际上由于
