北方地區(qū)地源熱泵供暖的經(jīng)濟性能分析

王天成

在中國北方一般以燃氣鍋爐解決冬季取暖問題，但是鍋爐供暖需要燃氣輸配，燃燒后又產生大量的廢熱；同時燃料燃燒過程中產生大量的氣體對環(huán)境造成一定的污染[1]。近年來世界能源危機正在逐步加劇，燃氣提高，直接使鍋爐供暖成本提高。地源熱泵不需要燃料，只消耗電能，運行和維護簡單方便，節(jié)省人力物力，不排放任何的廢氣，完全沒有污染，對環(huán)境和人體不造成任何的傷害，是理想的綠色環(huán)保產品。

1 地源熱泵與燃氣鍋爐供暖性能基本情況對比

傳統(tǒng)燃氣鍋爐與地源熱泵基本性能對比如表1。

表1

2 地源熱泵與傳統(tǒng)燃氣鍋爐供暖經(jīng)濟性的對比

現(xiàn)以北京地區(qū)15000m2供暖項目為例，地源熱泵技術供暖與燃氣鍋爐供暖方式進行比較：

2.1 設備初投資對比

采暖系統(tǒng)設備初投資折換標準煤計算：

北京地區(qū)某15000m2的供暖建筑冬季采暖平均熱指標通過逐時分析計算可按150W/m2進行計算，則采暖耗熱量約為2.76MW。

（1）需要容量為2.8MW的燃氣熱水鍋爐。燃氣熱水鍋爐的價格約為600000元，折算成標準煤為428400kgce。

同理計算燃氣鍋爐系統(tǒng)配套循環(huán)水泵，水處理及安裝費等折算成標準煤為1906613kgce。

（2）選取制熱量為2.8MW的地源熱泵機組的價格約為1900000元，折算成標準煤約為1356600kgce。同理計算燃氣鍋爐系統(tǒng)配套循環(huán)水泵，水處理及安裝費等折算成標準煤為2548980kgce。

綜上可見，燃氣鍋爐采暖系統(tǒng)與地源熱泵機組采暖系統(tǒng)相比較，在初投資方面要低于地源熱泵機組采暖系統(tǒng)。

2.2 暖系統(tǒng)運行及維護費用對比

2.2.1 采暖系統(tǒng)運行費用折換標準煤計算

（1）北京地區(qū)燃氣鍋爐采暖使用天數(shù)為121d，每天使用16h，2.8MW燃氣鍋爐折算成標準煤為約801108kgce/年。

（2）地源熱泵技術耗1度電產生的熱量相當于電鍋爐耗4度產生的熱量，純電阻1度電產生的熱量為3600kJ，那么地源熱泵耗1度電產生的熱量為14400kJ，原煤平均低位發(fā)熱量為20908kJ/kg，故采用地源熱泵供暖，換算成標準煤約為：200214kgce/年。

2.2.2 維護費用對比

假設兩種設備正常運轉無故障及更換零件需求的條件下：

（1）傳統(tǒng)燃氣鍋爐需6人值守，折算成標準煤約為：51408kgce/年。

（2）地源熱泵設備機房需2人值守，折算成標準煤約為：17136kgce/年。

2.3 運輸費用

地源熱泵供暖不產生任何廢棄物，不需要運輸，可節(jié)約大量的運輸費用。燃氣鍋爐供暖需輸送燃氣，且燃氣管路敷設根據(jù)地方不同，初投資一般較大。（此項費用暫無具體數(shù)值估計）。

通過本節(jié)的分析，在設備正常運轉的情況下，地源熱泵機組比傳統(tǒng)的燃氣鍋爐更為節(jié)能。系統(tǒng)自動運行不需要大量的值守人員，但其也存在著控制原理復雜，系統(tǒng)存在不穩(wěn)定因素，故障維護費用較高等缺點。

3 節(jié)能環(huán)保

地源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)的燃氣鍋爐具有明顯的環(huán)境效益，可減少大量有害物質的排放及余熱的排放，更加節(jié)能環(huán)保。

4 結論

綜上所述，以傳統(tǒng)燃氣鍋爐為代表的傳統(tǒng)能源與以地源熱泵為代表的新能源都具有可行性，且統(tǒng)互有利弊，地源熱泵系統(tǒng)雖初投資大，但系統(tǒng)的運行和維護簡單方便，節(jié)省人力物力。環(huán)境效益方面，地源熱泵系統(tǒng)不排放任何的廢氣、廢渣及煙塵完全沒有污染，對環(huán)境和人體不造成任何的傷害，是理想的綠色環(huán)保產品。