空氣源熱泵供熱最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)的探討

白俊峰

關(guān)鍵詞：空氣源熱泵;供熱最佳經(jīng)濟(jì)平衡;探討

前言：對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)具有遼闊幅員的國(guó)度，其由于覆蓋的區(qū)域有嚴(yán)寒和酷暑區(qū)域，因此對(duì)于空氣源熱泵的使用是改善水體加熱或者冷卻至設(shè)定要求的重要措施。由此其使用量是非常巨大的，那么如果在使用上不考慮供熱經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)，這對(duì)于很多家庭來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的耗損。而對(duì)于供熱經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)的考慮則是優(yōu)化空氣源熱泵的供熱情況，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的供熱過(guò)程，這對(duì)于很多家庭來(lái)說(shuō)是有必要的。但是目前對(duì)于供熱經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)的計(jì)算缺乏行之有效的計(jì)算準(zhǔn)則，由此導(dǎo)致這一事項(xiàng)成為理想之物，為了改善這一情況，本文通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和分析構(gòu)建了可以用于計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，從而為相關(guān)問(wèn)題的解決提供合理思路。

1.最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)相關(guān)內(nèi)涵概述

空氣源熱泵由于其安裝靈活，使用便捷，初期投資較低且比較適用于分戶安裝，這些特點(diǎn)使得其得到了很大的市場(chǎng)推廣，目前形成了比較繁榮的市場(chǎng)。目前生產(chǎn)空氣源熱泵的商家達(dá)到近百家?？諝庠礋岜帽M管有如上的優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)也是不可忽視的，那就是當(dāng)室外溫度驟降，建筑物對(duì)應(yīng)的熱負(fù)荷量增加，會(huì)導(dǎo)致其提高的熱量逐漸減少，甚至無(wú)法滿足設(shè)定要求。對(duì)于這一情況，往往會(huì)采用輔助熱源來(lái)提供熱量。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)平衡點(diǎn)溫度較高時(shí)，則空氣源熱泵冷熱水機(jī)組較小，使得前期投資成本較低，但是需要的輔助熱源大，若平衡點(diǎn)溫度較低則相應(yīng)的投資成本較高，需要的輔助熱源較小。如何對(duì)兩個(gè)眭能進(jìn)行有效平衡則是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。

2.最佳的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建過(guò)程分析

對(duì)于最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)的選取準(zhǔn)則本文設(shè)定為滿足供熱要求的前提下使得投資額度和運(yùn)行費(fèi)用最佳，對(duì)于情況本文采用現(xiàn)值法中的費(fèi)用年值法來(lái)構(gòu)建計(jì)算模型。對(duì)于這一模型構(gòu)建來(lái)說(shuō)主要涉及空氣源熱泵系統(tǒng)的初投資計(jì)算分析、空氣源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算分析以及最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)的建立分析等三個(gè)方面內(nèi)容。

2.1空氣源熱泵系統(tǒng)的初投資計(jì)算分析

空氣源熱泵的初期投資主要包括系統(tǒng)設(shè)備的費(fèi)用投資以及增容費(fèi)方面。對(duì)于設(shè)備費(fèi)用投資來(lái)說(shuō)，其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型可以如下表示：

2.2空氣源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算分析

運(yùn)行費(fèi)用主要包括四個(gè)方面：系統(tǒng)耗能費(fèi)用，基本電費(fèi)，設(shè)備維修費(fèi)用以及人員管理費(fèi)用。耗能費(fèi)用主要可以表示為

2.3最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)的建立分析

根據(jù)以上的計(jì)算，本文即可得到空氣源熱泵系統(tǒng)的費(fèi)用年值表示如下：

3.對(duì)上述最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)的實(shí)例分析

依據(jù)上述得到的最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)模型，進(jìn)行算例分析。為此本節(jié)重點(diǎn)分析了我國(guó)上海地區(qū)的最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)，以作參考。

上海區(qū)域的相關(guān)參數(shù)為：電價(jià)為0.6元每度，電力增容費(fèi)為900元每度，零號(hào)采用價(jià)格為2.44元每千克，熱值為40740-44100千焦每千克，城市燃?xì)鈨r(jià)格為1.1元每立方米，熱值為14280千焦每立方米，燃?xì)庠鋈葙M(fèi)為198元每立方米。對(duì)于設(shè)備價(jià)格來(lái)說(shuō)，本處選取空氣源熱泵的價(jià)格為3000元每千瓦，燃油鍋爐為533元每千瓦，燃?xì)忮仩t為731元每千瓦。根據(jù)以上參數(shù)可以得到上海區(qū)域的最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)溫度為11攝氏度，因此考慮波動(dòng)，建議平衡點(diǎn)溫度范圍為9-11攝氏度，由此有助于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和要求的平衡。

4.結(jié)語(yǔ)

空氣源熱泵作為一種供暖或供冷的機(jī)械裝置為調(diào)節(jié)溫度提供可能，成為目前我國(guó)必不可少的溫度調(diào)節(jié)裝置。對(duì)于空氣源熱泵來(lái)說(shuō)，空氣材料量大而低成本獲取，由此使得代價(jià)成本相較其他熱泵類型極低。此外空氣源熱泵安裝靈活，使用便捷，初期投資較低且比較適用于分戶安裝，因而得到很好的市場(chǎng)推廣，當(dāng)前裝機(jī)量極大。在這樣的情況下，如果在使用上不考慮供熱經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)，這對(duì)于很多家庭來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的耗損。本文基于此，以構(gòu)建科學(xué)合理的供熱經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)為研究目標(biāo)，首先分析了這一概念的基本.隋況，并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了供熱經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建過(guò)程，從而為科學(xué)有效的供熱經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)的分析提供計(jì)算依據(jù)。