商場(chǎng)太陽(yáng)能空調(diào)的應(yīng)用及其經(jīng)濟(jì)性分析

[摘要] 本文從商場(chǎng)、社會(huì)等方面的成本與收益入手，深入分析了在商場(chǎng)廣泛應(yīng)用太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，認(rèn)為太陽(yáng)能空調(diào)的廣泛利用勢(shì)必將帶來(lái)巨大的商場(chǎng)與社會(huì)利益，同時(shí)能夠節(jié)約經(jīng)營(yíng)和社會(huì)成本，因此勢(shì)必將有良好的發(fā)展前景。

[關(guān)鍵詞] 商場(chǎng) 太陽(yáng)能空調(diào) 經(jīng)濟(jì)性

一、前言

長(zhǎng)期以來(lái)大量利用的常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣等，大部分屬于不可再生和不可循環(huán)利用的資源，同時(shí)由于對(duì)環(huán)保、節(jié)能缺乏重視，特別是我國(guó)的能源利用結(jié)構(gòu)不合理，利用方式也較為原始，能源利用效率低下，不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，還造成了資源的大量浪費(fèi)。為了保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，節(jié)能節(jié)約是一方面，另一方就需要開(kāi)發(fā)新型能源。太陽(yáng)能作為一種可再生的清潔能源，在家居、商場(chǎng)等方面中的利用受到關(guān)注。特別是近年來(lái)，溫室效應(yīng)導(dǎo)致的地球表面溫度逐年上升，人們對(duì)夏季空調(diào)的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，而在商場(chǎng)等大型公共場(chǎng)所安裝空調(diào)，需要大量的安裝成本和能源消耗。太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)可以發(fā)揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由于其所使用的能源清潔、后續(xù)成本低廉，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所。

二、太陽(yáng)能空調(diào)應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)

太陽(yáng)能空調(diào)作為一種新興、清潔、耗能較低的空調(diào)系統(tǒng)，在國(guó)外得到了廣泛的開(kāi)發(fā)利用。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:首先，太陽(yáng)能利用效率較高。A.Syed等(2005)在馬德里所做的實(shí)驗(yàn)證明，利用 49.9 平方米的平面太陽(yáng)能采集板、單效35千瓦的制冷設(shè)備和2立方米的水箱，在天氣環(huán)境適宜的情況下，每平方米太陽(yáng)能板平均能夠?qū)?11W的太陽(yáng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最高則超過(guò)900W，如果采用雙效弧形采集板，轉(zhuǎn)化效率將近一步提高。其次，與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，耗電量大大降低。J.Guo， H.G.Shen(2009)在上海進(jìn)行的比較研究表明，與傳統(tǒng)空調(diào)相比，太陽(yáng)能空調(diào)在產(chǎn)生相同制冷效果的情況下耗電量?jī)H為前者的20%，電力費(fèi)用大大降低。第三，太陽(yáng)能利用的規(guī)模效應(yīng)顯著。受到技術(shù)和材料成本的限制，當(dāng)前流行的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)具有所需太陽(yáng)能采集板面積較大、一次投入較高的特點(diǎn)，不適于家居和小型單位的使用，大型單位、寫字樓、商場(chǎng)安裝則可以攤薄使用成本，體現(xiàn)出較為顯著的規(guī)模效益。

盡管有這樣技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，但是在我國(guó)太陽(yáng)能空調(diào)的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，仍然出現(xiàn)一定的問(wèn)題，有待技術(shù)和研究的進(jìn)步來(lái)加以完善。這些缺陷主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

其一是空調(diào)設(shè)備體積過(guò)大，只適用于規(guī)模較大的建筑，民用方面的普及程度較低。王宇(2009)就認(rèn)為，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化的產(chǎn)品大都是大型的溴化鋰制冷機(jī)，只適用于單位的中央空調(diào)，因此應(yīng)當(dāng)積極研究開(kāi)發(fā)各種小型的溴化鋰或氨—水吸收式制冷機(jī)，在技術(shù)進(jìn)步的背景之下，使得太陽(yáng)能逐步家庭化。

其二是太陽(yáng)能采集板的效率問(wèn)題。雖然太陽(yáng)能空調(diào)可以無(wú)償利用太陽(yáng)能資源，但由于自然條件下的太陽(yáng)輻照度不高，再加上國(guó)內(nèi)集熱器的質(zhì)量普遍較低，采光面積與空調(diào)建筑面積之間的配比受到限制，只能滿足層數(shù)不多的建筑使用或者高層中若干層的制冷需求，無(wú)法進(jìn)一步擴(kuò)展其適用范圍。因此，提高集熱器對(duì)太陽(yáng)能的利用效率、研制可產(chǎn)生水蒸氣的真空管集熱器，進(jìn)一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比，應(yīng)當(dāng)是今后太陽(yáng)能空調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)。

其三是安裝使用的初次投資成本仍顯略高。雖然從太陽(yáng)能空調(diào)的使用過(guò)程角度來(lái)看，常規(guī)能源消耗的減少降低了使用中的資金投入，大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用，但目前太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)受到技術(shù)等方面原因的限制，設(shè)備占地面積大，初次投資偏高，對(duì)于資金有限的單位或建筑來(lái)說(shuō)吸引力較小。

三、商場(chǎng)太陽(yáng)能空調(diào)應(yīng)用的成本收益分析

1.商場(chǎng)成本分析

商場(chǎng)作為一種人流量較大、對(duì)空調(diào)使用要求較高的公共場(chǎng)所，使用太陽(yáng)能空調(diào)可以有效節(jié)省成本?？照{(diào)的使用成本主要分為兩個(gè)部分，其一是空調(diào)的安裝成本，以吸收式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)為例，商場(chǎng)特別是大型商場(chǎng)安裝太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)主要需要安裝集熱器、加熱水泵、冷凝水泵、發(fā)生器水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)等，其中單位成本最高的是商場(chǎng)使用的太陽(yáng)能平板集熱器，當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格在170美元/平方米，費(fèi)用較高，但是由于商場(chǎng)需要保持的溫度只需在24℃～26℃，可以節(jié)省成本;其二是后續(xù)支出的電費(fèi)等成本，與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式空調(diào)相比，太陽(yáng)能空調(diào)的耗電量大大減少，只需在水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)等方面支出少量的電費(fèi)成本，而壓縮式空調(diào)的壓縮機(jī)耗電量十分巨大，根據(jù)田華麗(2008)的測(cè)算，使用蒸汽壓縮式空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行制冷，每年支出的電費(fèi)總額將是單效吸收式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的4.95倍，是雙效吸收式太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的6.50倍，其巨大的成本差異顯而易見(jiàn)。除此之外，太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的平均使用壽命是傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的兩倍以上，這將大大減少商場(chǎng)設(shè)備更換和維修的成本支出。因此，從商場(chǎng)的角度來(lái)看，使用太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)能夠帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.社會(huì)效益分析

在太陽(yáng)能空調(diào)利用的社會(huì)效益上，可以分為以下兩個(gè)方面:其一，商場(chǎng)作為大中型的公共建筑，其能源的消耗十分嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大型公共建筑的面積只占全國(guó)總建筑面積的1.25%，而能耗卻占了總建筑能耗的9.9%，單位能耗數(shù)量驚人，這與我國(guó)“建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)”相悖，這必將成為許多城市未來(lái)能源消耗的重點(diǎn)場(chǎng)所。而如上文提到的，使用太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)能夠有效的降低能耗，節(jié)省大量的能源。其二，常規(guī)以電能為動(dòng)力的制冷空調(diào)除了耗電量比較大之外，還會(huì)對(duì)周邊城市環(huán)境帶來(lái)不利的影響。如傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)把室內(nèi)的熱量吸收再排放到室外，會(huì)加劇城市的熱島效應(yīng);再如，大多數(shù)用電空調(diào)氟利昂作為制冷劑，這將會(huì)嚴(yán)重破壞大氣臭氧層。太陽(yáng)能制冷空調(diào)系統(tǒng)與之相反，外面太陽(yáng)能輻射越強(qiáng)、環(huán)境溫度越高則其系統(tǒng)可利用的能量就越重組，不但能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，還能降低周圍環(huán)境溫度，有效地削弱城市的熱島效應(yīng);此外，由于其不使用會(huì)破壞臭氧層的氟利昂類物質(zhì)作為制冷劑，而是采用溴化鋰和水等清潔物質(zhì)，因此不會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生破壞作用。

3.能源效益分析

我國(guó)當(dāng)前的能源利用結(jié)構(gòu)仍然以煤炭為主，石油和天然氣的儲(chǔ)量較低，很大程度上依賴進(jìn)口。這對(duì)我國(guó)的能源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)不利影響。再加上粗放型發(fā)展模式及以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和低效能源利用方式，使目前我國(guó)煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)量均居世界首位，CO2排放居世界第二，產(chǎn)生的量SO2、氮氧化物，使81.6%的城市出現(xiàn)酸雨。另一方面，石油和天然氣的相對(duì)不足造成我國(guó)對(duì)外依賴性較強(qiáng)。而廣泛利用太陽(yáng)能資源，可以優(yōu)化資源利用結(jié)構(gòu)，有效的緩解我國(guó)的資源問(wèn)題。

四、結(jié)語(yǔ)

太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)廣泛利用將會(huì)給商場(chǎng)、社會(huì)帶來(lái)廣泛的經(jīng)濟(jì)效益與成本的降低，因此，勢(shì)必將成為可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。廣東省江門市的一座綜合性大樓已經(jīng)安裝設(shè)置了100kW太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)，不僅利用太陽(yáng)能提供大樓每天所需的生活熱水，還在夏天以太陽(yáng)能熱水制冷，供其中一層空調(diào)。相信隨著這些技術(shù)的推廣，太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用將更加廣泛，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

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