西安市某水源热泵系统经济性分析
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摘 要：传统石化能源枯竭和环境问题日益突出，水源热泵系统作为一种节能环保的供热制冷系统得到快速发展。以西安市汉阳陵博物馆水源热泵工程实例进行经济性分析，其结果可为水源热泵系统的应用参考。
关键词：水源热泵;经济性
1 引言
当今世界，能源的可持续发展和环境保护工作日益重要，能源替代迫在眉睫。地源热泵、水源热泵等系列的节能无污染供暖空调技术由此得到了发展。水源热泵技术是一种通过输入少量电能，将地球表面或者内部水体蕴含的低位热能转移到高位热能的技术，既可进行供暖又可进行制冷。我国的水源热泵技术发展较晚，但目前已得到较广泛应用，它对建筑节能和环保起着非常重要的意义。
2 西安市汉阳陵博物馆水源热泵系统经济性分析[2]
2.1 主要参数
（1）系统初投资。
设备购置费：按0.8元/W计算。
设备安装费：按设备费的百分比计算，水源热泵系统按15%。
钻井费：按照满足系统负荷所需井的出水量进行估算。
土建费：取12元/m2进行估算。
（2）年运行费用：指热泵系统运行时的能耗费、管理费、设备维修费等。
2.2 评价方法[1]
（1）费用年值法。
这种方法将工程初期投资量按照时间价值平均分摊到各年，再加上各年的运行费用，比较得出的值。其公式为：
（2）动态投资回收期
动态投资回收期是指在考虑货币时间价值的条件下，以投资项目净现金流量的现值抵偿原始投资现值所需要的全部时间。其公式如下：
2.3 工程基本情況分析
汉阳陵博物馆建筑面积6931.3m2，室内供冷设计温度27℃，供暖设计温度20℃，年采暖天数120天，年供冷天数90天;博物馆用电电价为0.51元/kWh，市政供暖5.8元/m2。供暖热负荷指标取90W/m2，空调冷负荷指标取115W/m2。采暖室外计算温度参照民用建筑供暖通风与空气调节设计规范，博物馆主要空调设备运行功率及购置费如下：水源热泵机组，制热时88kW，制热时136kW，44.72万元;空调循环泵，12 kW，0.25万元;电子水处理仪，0.2 kW，1.5万元;落地膨胀水箱，0.74 kW，0.5万元;全自动软水器，0.012 kW，0.2万元;深水泵，0.075 kW，2.1万元;井水二次泵，6 kW，0.5万元;给水泵，0.75kW，0.4万元。总计耗电量601097.2 kWh，购置费50.17万元。
安装费，9.52万元;钻井费，125.6万元;土建费，8.32万元。总初投资，193.61万元;单位面积造价，279.33元/m2。
年经营成本。水源热泵运行费用主要是电能的消耗。经营成本为年运行费用、年维修费用、管理人员工资之和。年维修费用取每年0.5万元，管理维护人员2人，工资2000元/月。则其年经营成本计算如下：
年运行能耗=消耗电量×使用电价（电价收费标准0.51元/kWh）
601097.2×0.51=30.65万元
年经营成本=年运行消耗+年维修费+管理人员工资
30.65+0.5+0.2×12×2=35.95万元
3 空气源热泵系统分析
单纯的水源热泵系统的参数不能达到评价其经济性的目的。选取该项目采用空气源热泵系统时进行对比分析。
3.1 系统投资费用
主要空调设备运行功率及购置费如下：空气源热泵机组，制冷时238kW，制热时244kW，风机功率22kW，100.8万元;空调循环泵，0.25万元;电子水处理仪，1.5万元;落地膨胀水箱，0.5万元;全自动软水器，0.2万元;给水泵，0.4万元。总计耗电量1002607.2 kWh，购置费103.65万元。安装费，9.52万元。总初投资，118.77万元;单位面积造价，171.36元/m2。
3.2 年经营成本
年维修费用取每年0.5万元，空气源热泵系统运行管理维护人员2人，工资2000元/月。则年经营成本如下：
年运行能耗=消耗电量×使用电价
1002607.2×0.51=51.13万元
年经营成本=年运行消耗+年维修费+管理人员工资
51.13+0.5+0.2×12×2=54.03万元
3.3 两种方案对比分析
3.3.1 基础数据对比
由以上数据可知，初投资方面水源热泵系统较高于空气源热泵系统，但在运行能耗和经营成本方面，水源热泵系统比空气源热泵要低很多。
3.3.2 动态投资回收期
当t=0时，AC为0，ACO 为地下水源热泵系统多出空气源热泵系统的初投资。
t=1， 2， 3...时ACI为第t年地源热泵系统相比空气源热泵节省的运行及维修费用，ACO=0。取基准收益率10%，按照前面公式2计算，结果为Pt（水-空气）=4.55年，这表明，在考虑时间价值的情况下，水源热泵系统相对空气源热泵系统的投资增量可以在5年内收回。
3.3.3 费用年值
根据公式1可分别计算各系统费用年值。水源热泵系统，初投资折算值27.28万元，费用年值63.23万元。空气源热泵系统，初投资折算值16.72万元，费用年值70.75万元。
4 结束语
（1）水源热泵系统的初投资高于空气源热泵系统，但比空气源热泵系统的投资增量可以在5年内收回。
（2）水源热泵系统的运行能耗低于空气源热泵系统。其推广和使用可以加快水源充足的地方的经济建设，改善当地的人文环境和自然环境。
参考文献：
[1] 傅允准，林豹，张旭.深井水源热泵技术经济分析[D].同济大学学报（自然科学版），2006.
[2] 王静.汉阳陵博物馆建筑节能研究[D].西安建筑科技大学，2010.
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