1、论地源热泵系统发展与经济分析摘 要：地源热泵在上个世纪三十年代就已经在欧洲工程中得以应用，这个时候的运用主要是为了冬季供暖。在七十年代，能源危机扩展了地源热泵的应用范围，技术越来越成熟。因为我国的空调技术起步不是特别早，作为传统空调的分支，地源热泵就显得陌生一些。本文就地源热泵系统发展以及其经济效益进行了分析。 关键词：地源热泵 系统发展经济分析 中图分类号：F012 文献标识码：A 在当今世界中，环境污染一直是一个引起各国广泛关注的问题。我国主要是以煤炭为主要能源，煤炭在能源生产结构中占据重要的位置。根据国际煤炭会议的资料介绍，我们可以看出，煤炭在世界上的储量还是比较丰富的，根据当前的开采速
2、度来计算，还可以开采大约 200 年左右，石油的开采量大约还能维持 30 多年，天然气也是社会经济发展中的重要能源，但是也是相对有限的，大约还可以开采 60 年左右，这些能源都会给空气带来严重的污染。全球变暖等多种气候反常的现象都与此有关。地热能是一种清洁而安全的能源之一，属于新能源的一种，储存量比较大，开采利用也比较方便，对环境的危害也比较小，开始在我国能源市场上崭露头角。 一、地源热泵系统发展 所谓地缘热泵技术就是利用地下的土壤和水，根据地下水温度相对稳定的也行，通过对电能的消耗，能够在天气冷的时候，把地位热源中的热量转向需要供热的地方，在天气热的时候，还能把室内的余热向地位热源转化，这样
3、就使得稳定降低，达到制冷目的。对于地源热泵来说，不需要人工的冷源或者热源，能够逐渐取代锅炉取暖或者是市政管网等供暖方式，也能代替中央空调系统。冬天来临的时候，这个系统取代锅炉从地下水或者土壤取热，还可以给地下水放热来制冷，也能提供生活用水，功效不言而喻。其发展优势主要表现在： 第一，低维护。对于地源热泵来说，其控制的自动程度比较高，工艺连接也相对比较简单，减少了维护的麻烦，显得更加安全可靠； 第二，环保，安全。地源热泵主要从地下水或者地表水中取得热量，没有通过燃烧的方式，不会在商业建筑内或者家中产生污染气体，不存在可能爆炸的危险； 第三，运行费不高。地源热泵的效率不是特别高，跟常规风冷式系统比
4、较，可以节约百分之二十到三十，跟燃气相比节约百分之三十左右，比燃点锅炉节约百分之七十左右； 第四，舒适，可靠。地源热泵系统在供冷或者供热的时候比较平稳，减少了因为开机、停机产生的空气过热或者过冷的现象，提高了舒适性。而且在正常情况下使用，这个系统大约可以维持 25 年到 30 年。对于住宅地源热泵来说，主要是机组跟室内相联系，在有需要的时候增加生活热水系统即可，相对比较可靠； 第五，方便改建。在建筑物中，当前拥有的供热风管以及供冷风管的末端可以跟地源热泵直接相连。可以在房屋前或者是园地中安装环路系统，末端增加也相对比较方便； 第六，改善环境。比较典型的机组安装结构就是把地源热泵系统在车库等场所
5、安装，这样不但杜绝了把设备暴露在户外的现象，还是得其运行更加安静，让用户难以感觉到其存在。一般来说，地源热泵跟传统的风管系统相连接，给各个方面提供热量或者制冷，这样的安装方式在户外还看不到风管，也看不到庞大的储能罐。 由于上述发展优势的存在，随着我国经济的不断发展，国外的地源热泵企业瞄准了中国这个比较大的消费市场，开始在地源热泵工程上建立越来越多的试点，并提供经济上的优惠，在北京、上海等城市取得了比较好的成绩，发展势头良好。 二、地源热泵系统的经济分析 （一）一次投资费 跟传统的中央空调系统进行比较，地源热泵系统主要是在室外换热器以及室内系统方面基本上是一致的。在投资费用上，可以跟传统空调在室
6、外侧的部分来对比。在工程中，使用比较频繁的就是风冷热泵机组，还有就是水冷机组加上中央热水机组。我们可以打个比方，假如一个建筑物的面积大约为 3000 平方米，制冷机的容量我们估算为每小时 30 万Kcal，而制热装机容量大约为每小时 20 万 Kcal。如果我们使用风冷热泵机组，主机的造价为一次投资，按照现在的行情大约是每小时 1Kcal 是2 元。加入采用谁水机组加上中央热水机组的话，除了梯次投资的主机价格之后，还有冷却泵以及冷却塔的价格。对于地源热泵来说，其系统投资包含的是主机和地下管道的造价，如果我们对地下埋管造价进行分析，以没平方米 60 元的价格估算。三种类型投资对比表如下（见表 1
7、）： 表 1 三种系统投资对比 通过这个表我们可以看出，在初投资方面，地源热泵系统比其他两种系统要高。事实上，这个系统所用的水源热泵，每单位冷量的价格大约是 1.4 元，跟风冷热泵相比要低，但是，整体总的造价要比风冷热泵系统高，这部分高的造价主要是体现在室外部分，但是地源热泵运行起来比较稳定，主机装机容量要少出百分之十左右。 （二）运行费用 所有系统的运行费用都跟系统的 COP 有关。我们把每天的运行时间设定到 6 个小时，冬季为 3 个月，夏季为 3 个月，这两个季节合计一共是 540 个小时。就性能调节系数来说可以按照 0.9 来计算，电价按照一度 0.75 元来考虑。从夏季这个季节的运行
8、效率来看，空调系统的用电量大约为 64800 度，地源热泵为 45360 度，这样就计算出夏季地源热泵可以为用户节约的运行费用为 14580 元，冬季也是用同样的方式进行换算，整个年度大约可以节约运行费用 18225 元。然后再把这个系统跟风冷热泵系统进行比较，用了大约不到四年的时间，就可以把除投资增加的部分收回，跟冷水机组加中央热水器系统进行比较，大约用五年左右的时间可以收回出投资超出的部分。除此之外，集中空调系统的寿命大约为15 年左右，在这期间，运行费用大约有 27 万元之多，地源热泵的使用寿命一般在 50 年左右，跟建筑的使用寿命差不多。从这几个方面来看，地源热泵的经济效益是非常可观的。 结论 综上所述，不论是技术上还是在经济效益上，地源热泵的发展前景都是非常广阔的，在新时期值得大力推广。 参考文献： 1张群力, 王晋. 地源和地下水源热泵的研发现状及应用过程中的问题分析 J . 流体机械,2013( 5) . 2 颜爱斌. 关于地源热泵应用的技术分析与思考 J .天津城市建设学院学报, 2012, 8( 2) . 3 王金峰. 能源结构的调整与优化必须以煤炭为基础 J . 中国经济导报, 2013( 1).
