基于案例的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

基于案例的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析基于案例比較的地源熱泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析摘要：地源熱泵系統(tǒng)在能源節(jié)省、環(huán)境保護(hù)方面有很好的后評(píng)估結(jié)果，能夠有效緩解建筑能耗過高的情況，在工程中非常值得應(yīng)用和推廣。本文選取某地源熱泵項(xiàng)目與某同等規(guī)模VRV系統(tǒng)項(xiàng)目，在每平方米初期投資、每平方米年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、費(fèi)用年值、動(dòng)態(tài)回收期等方面進(jìn)行對(duì)比分析得出結(jié)論：由于主要設(shè)備的技術(shù)水平高、施工安裝復(fù)雜，地源熱泵系統(tǒng)造價(jià)遠(yuǎn)超過VRV系統(tǒng)，但在運(yùn)營(yíng)期內(nèi)會(huì)大大降低能耗和維修、更新費(fèi)用，因而在全壽命周期內(nèi)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)要好于普通VRV空調(diào)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：地源熱泵；綠色建筑；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；全生命周期；費(fèi)用年值概述1、當(dāng)今環(huán)境、能源問題與地源熱泵發(fā)展應(yīng)用狀況近年來，傳統(tǒng)基礎(chǔ)性能源在全球范圍內(nèi)開始呈現(xiàn)出日益枯竭的態(tài)勢(shì)，同時(shí)，我國的建設(shè)工程產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，能耗大幅提升，目前建筑能耗已占全社會(huì)能源消耗的25%以上，并且伴隨著發(fā)達(dá)國家推行綠色建筑的熱潮、“可再生能源”的研究和發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，建筑節(jié)能越發(fā)成為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的重心。暖通空調(diào)作為建筑節(jié)能領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，它所采用的新能源、新技術(shù)都備受矚目。其中，熱泵作為綠色空調(diào)重要技術(shù)之一，其節(jié)能性、環(huán)保性日益受到青睞。地源熱泵是利用土壤或地下水的低溫位熱能和蓄熱性能的一種熱泵系統(tǒng)，在我國建筑行業(yè)對(duì)地源熱泵技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用還在起步階段，在很多大型項(xiàng)目中得以實(shí)施，對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益和系統(tǒng)后評(píng)估的討論顯得非常有現(xiàn)實(shí)意義。2、本文研究?jī)?nèi)容和研究方法通過對(duì)公建項(xiàng)目地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)案例的研究，將地源熱泵的主要設(shè)備、優(yōu)勢(shì)和特性結(jié)合實(shí)際工程技術(shù)方面的問題進(jìn)行描述，對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究和分析，在初期投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩個(gè)方面與常規(guī)的VRV空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行比較，全面地描述地源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。主要研究方法：通過建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際數(shù)據(jù)的有效計(jì)算，選取案例項(xiàng)目初期建安投資、運(yùn)行階段費(fèi)用、環(huán)保性能等幾個(gè)重點(diǎn)方面作為評(píng)價(jià)對(duì)象，對(duì)其功能指數(shù)、成本指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而形成指標(biāo)性分析，以此來評(píng)價(jià)不同冷熱源方案的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。二、地源熱泵系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用1、運(yùn)行原理地源熱泵是利用地下的地?zé)豳Y源，如地下土壤和地下水作為熱源，將熱量從較低溫度處輸送到較高溫度處的綠色空調(diào)系統(tǒng)。它是一個(gè)較為廣泛的概念，根據(jù)利用地?zé)嵩吹姆N類不同可以將地源熱泵分為兩個(gè)類型：土壤源地源熱泵和地表水熱泵。本文主要闡述在華東地區(qū)運(yùn)用較多的土壤源地源熱泵的基本情況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。土壤源地源熱泵（下文簡(jiǎn)稱為“地源熱泵”）以大地作為低位熱源，將熱泵的換熱器埋于地下，以循環(huán)液等作為換熱介質(zhì)在封閉地下埋管中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)土壤源地源熱泵系統(tǒng)與大地之間的熱量交換，將不能直接使用的低位熱能轉(zhuǎn)換為有用熱能。在冬季供熱時(shí)，循環(huán)液從地下獲取熱量，予以室內(nèi)采暖；在夏季制冷時(shí)，循環(huán)液把室內(nèi)的熱量帶走，釋放到地下巖體中。理論研究與實(shí)際試驗(yàn)均表明，地下土壤溫度保持恒定，基本不受其他外界環(huán)境影響，這為土壤源地源熱泵提供了穩(wěn)定可靠的能量來源。2、組成系統(tǒng)的主要設(shè)備圖1地源熱泵系統(tǒng)組成示意圖如圖1所示，地源熱泵系統(tǒng)主要分為：a.地下管路換熱系統(tǒng)、b.熱泵工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)以及c.室內(nèi)空調(diào)管路系統(tǒng)等三個(gè)系統(tǒng)；由：1.地下水循環(huán)泵、2.冷凝器、3.節(jié)流裝置、4.壓縮機(jī)、5.蒸發(fā)機(jī)、6.風(fēng)機(jī)盤管、7.循環(huán)泵以及地下埋管等主要設(shè)備構(gòu)成。夏季，地源熱泵依靠5.蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收室內(nèi)空調(diào)管路系統(tǒng)（6.風(fēng)機(jī)盤管）的熱量，通過循環(huán)液流動(dòng)，將熱量帶到2.冷凝器處冷凝放熱，經(jīng)由地下管路換熱系統(tǒng)中的循環(huán)液吸收熱量，繼而將熱量送至地下埋管周圍溫度較低的土壤中，把熱量?jī)?chǔ)存在土壤中，供冬季采暖使用。冬季采暖時(shí)，通過熱泵系統(tǒng)中的換向閥，將儲(chǔ)存在土壤中的熱量，轉(zhuǎn)移到溫度較低室內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)采暖，同時(shí)儲(chǔ)備冷量，供夏季制冷用。這樣，地源熱泵系統(tǒng)在冬夏兩季的采暖制冷過程中，維持了土壤源熱量的平衡，減免了對(duì)環(huán)境的損害。地埋管系統(tǒng)是地源熱泵與土壤進(jìn)行熱量交換和傳導(dǎo)的重要裝置，一般選用聚乙烯塑料盤管。我國的地源熱泵埋管主要分為：水平埋管和垂直埋管。水平埋管熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是施工方便、造價(jià)低，缺點(diǎn)是換熱器傳熱的效果差，受地面溫度波動(dòng)的影響較大，熱泵運(yùn)行不穩(wěn)，占地面積也較大。垂直埋管熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，熱交換效果良好，換熱量大，熱泵運(yùn)行也相對(duì)穩(wěn)定，缺點(diǎn)是初期投資較高。3、與普通VRV空調(diào)系統(tǒng)的對(duì)比表1簡(jiǎn)要地比較了地源熱泵系統(tǒng)和普通VRV空調(diào)系統(tǒng)的基本情況：表1地源熱泵系統(tǒng)和普通VRV空調(diào)系統(tǒng)綜合對(duì)比表類型地源熱泵系統(tǒng)普通VRV空調(diào)系統(tǒng)占地面積主機(jī)體積小，占地面積小，設(shè)置靈活，可設(shè)在地下空間或樓梯間。但需要考慮埋管的空間。主機(jī)體積大，需要考慮室外機(jī)排氣暢通等問題，設(shè)置死板固定。運(yùn)行效率與外界的換熱介質(zhì)是大地，大地淺層溫度恒定，基本不受外界環(huán)境影響，換熱效果優(yōu)良，從而運(yùn)行效率高效穩(wěn)定?？諝庾鳛榭照{(diào)系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)溫度的波動(dòng)范圍較大，導(dǎo)致冷凝、蒸發(fā)溫度不能保持穩(wěn)定，所以，會(huì)造成能源的浪費(fèi)，換熱效果也受其影響，運(yùn)行效率不穩(wěn)定、低下。除霜處理換熱介質(zhì)埋于地下。土壤溫度一年四季相對(duì)恒定，冬季也能保持在15℃以上，故埋地?fù)Q熱器不會(huì)結(jié)霜，無需除霜處理，節(jié)省了能源。在冬季供熱時(shí)，室外機(jī)由于吸熱，導(dǎo)致水蒸氣受冷凝結(jié)成霜，造成空氣流通的阻礙。所以需要定時(shí)作化霜處理，浪費(fèi)了能源。運(yùn)行費(fèi)用理論上，無論制冷制熱的能效（COP）都高于傳統(tǒng)的空調(diào)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，基本不受室外溫度影響，比VRV空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能30%左右，從而節(jié)省了部分運(yùn)行費(fèi)用。采用風(fēng)冷熱泵，部分荷載能效比高，全負(fù)荷能效比低，冬季隨著室外氣溫降低，系統(tǒng)由于結(jié)霜等原因?qū)е轮茻崮芰χ饾u下降?？偟倪\(yùn)行費(fèi)用也會(huì)高于地源熱泵30%左右。環(huán)保舒適性室內(nèi)采用水系統(tǒng)，舒適性良好；制冷劑不進(jìn)入室內(nèi)，消除了安全隱患；室外機(jī)采用水冷，沒有排風(fēng)擾民等問題。采用能源均是綠色、可再生能源，基本不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。室內(nèi)采用氟系統(tǒng)，舒適性一般，存在制冷劑對(duì)大氣的污染隱患；室外機(jī)采用氣體排放，存在冷熱風(fēng)擾民，熱島效應(yīng)，破壞生態(tài)環(huán)境等問題。安裝與啟動(dòng)安裝工藝較為復(fù)雜，埋管對(duì)地下環(huán)境有一定要求，工程量較大，初期投資高；系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行的速度較慢，需要一段時(shí)間才能達(dá)到預(yù)想的制冷制熱效果。安裝較為簡(jiǎn)單，采用技術(shù)也十分成熟，初期的投資也相對(duì)較低；系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行的速度較快，能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)想的制冷效果。三、基于工程實(shí)例的地源熱泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析1、項(xiàng)目概況以及設(shè)備配置情況現(xiàn)有華東地區(qū)四個(gè)公建項(xiàng)目，都采用垂直埋管的土壤源地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其中A、C、D項(xiàng)目位于上海市，B項(xiàng)目位于南京市，均為多層或高層商業(yè)用房，設(shè)備請(qǐng)況如表2所示：表2案例項(xiàng)目地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備及概況表項(xiàng)目ABCD主要機(jī)組設(shè)備風(fēng)機(jī)盤管229臺(tái)輻射盤管27600m風(fēng)機(jī)盤管40臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管25臺(tái)閉式冷卻塔1臺(tái)開式冷卻塔2臺(tái)橫流式冷卻塔1臺(tái)方型逆流式冷卻塔1臺(tái)循環(huán)泵6臺(tái)循環(huán)泵40臺(tái)循環(huán)泵15臺(tái)循環(huán)泵9臺(tái)螺桿式地源熱泵機(jī)組2臺(tái)螺桿式地源熱泵機(jī)組4臺(tái)天棚地源熱泵機(jī)組2臺(tái)/常規(guī)地源熱泵機(jī)組1臺(tái)/熱水地源熱泵機(jī)組1臺(tái)螺桿式地源熱泵機(jī)組2臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組2臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組2臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組2臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組2臺(tái)定壓裝置1臺(tái)新風(fēng)機(jī)組14臺(tái)新風(fēng)機(jī)組2臺(tái)新風(fēng)機(jī)組28臺(tái)新風(fēng)機(jī)組10臺(tái)室內(nèi)機(jī)12臺(tái)室內(nèi)機(jī)28臺(tái)室內(nèi)機(jī)92臺(tái)全熱交換器2臺(tái)板式換熱器1臺(tái)天棚板式換熱器1臺(tái)/熱水板式換熱器1臺(tái)/冷卻板式換熱器1臺(tái)板式換熱器1臺(tái)//定壓補(bǔ)水真空脫氣機(jī)組3臺(tái)/循環(huán)水旁流處理器2臺(tái)///分集水器8臺(tái)分集水器80臺(tái)分集水器22臺(tái)分集水器18臺(tái)四個(gè)項(xiàng)目的建筑面積以及初期投資組成情況如表3：表3案例項(xiàng)目地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)初期投資組成表項(xiàng)目名稱ABCD總建筑面積（m2）2270012690023714.8410230空調(diào)使用面積/地上面積（m2）1315094411221217213主要設(shè)備購置費(fèi)用（元）5320000270240006500000906000可調(diào)節(jié)空調(diào)末端購置費(fèi)用（元）81000041700001429660660000建筑安裝工程費(fèi)用（元）228760088000005500000469770總計(jì)（元）841760039994000134296602035770基于空調(diào)使用面積的造價(jià)指標(biāo)（元/m2）640424607282基于項(xiàng)目總建筑面積的造價(jià)指標(biāo)（元/m2）371315566199分析案例項(xiàng)目初期投資組成可知，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)初期投資主要是機(jī)組設(shè)備的購置費(fèi)用。地源熱泵機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組在總設(shè)備購置費(fèi)用中占的比例最大，為80%左右。另外，由于地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)還需要進(jìn)行地埋管的鋪設(shè)（鉆孔，設(shè)置泥漿護(hù)壁等），埋管深度大，施工難度較高，這就導(dǎo)致地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的土建費(fèi)用也比較高，平均占總投資的28%左右。本文使用Excel軟件擬合地源熱泵單方造價(jià)與項(xiàng)目空調(diào)使用面積之間的關(guān)系，如圖2所示。圖2地源熱泵造價(jià)與空調(diào)使用面積之間的關(guān)系示意圖從該曲線可以看出，地源熱泵的單位平方米造價(jià)大體上隨著建筑面積的增大而逐漸降低，呈現(xiàn)出一定的規(guī)模效應(yīng)。由此可見，在大型的公共建筑項(xiàng)目中使用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，是比較經(jīng)濟(jì)合理的。需要指出的是，本文案例數(shù)量較少，圖2中的曲線雖然顯示了一定的擬合度能夠幫助決策者理解系統(tǒng)單方造價(jià)的基本規(guī)律，但依然不具備很強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析為了更好地研究土壤源地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，將其與普通VRV空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性上的對(duì)比，本文選取上述案例項(xiàng)目C和某使用傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的項(xiàng)目E進(jìn)行對(duì)比分析，兩個(gè)項(xiàng)目均為多層辦公樓，建筑面積在2萬平方米左右，空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模相當(dāng)，因此具有可比性。項(xiàng)目C和E均位于上海浦東新區(qū)某產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)，C采用垂直埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，E采用VRV空調(diào)系統(tǒng)。兩個(gè)項(xiàng)目基本情況如表：表4地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與普通VRV空調(diào)基本情況一覽表項(xiàng)目CE總建筑面積（m2）2371521939空調(diào)使用面積/地上面積（m2）2212121711設(shè)備占地面積情況機(jī)房占地面積小，設(shè)置于地下室占地面積小，電負(fù)荷較大，制冷效果受氣候影響多設(shè)備壽命（年）20-257-10年均維護(hù)維修成本100元50元安全性能沒有危險(xiǎn)，安全監(jiān)控全智能化，需一套人員即可管理沒有危險(xiǎn)，安全監(jiān)控全智能化，需一套人員即可管理設(shè)計(jì)冷負(fù)荷3442kW3518kW設(shè)計(jì)熱負(fù)荷2277kW2038kW（i）初期投資對(duì)比 表5地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與普通VRV空調(diào)系統(tǒng)初期投資對(duì)比表項(xiàng)目CE總建筑面積（m2）2371521939空調(diào)使用面積/地上面積（m2）2212121711機(jī)組主要設(shè)備購置費(fèi)用（元）65000003278218可調(diào)節(jié)空調(diào)末端及閥門風(fēng)管等購置費(fèi)用（元）1429660514061建筑安裝工程費(fèi)用（元）55000001493400初期投資費(fèi)用（元）134296605285680空調(diào)使用面積的平方米初期投資額（元/m2)607243圖3地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與普通VRV空調(diào)初期投資對(duì)比圖如圖3所示，從所選項(xiàng)目C、E的初期投資數(shù)據(jù)可以看出，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在主要設(shè)備購置費(fèi)、其他設(shè)備費(fèi)、建安工程費(fèi)等方面的造價(jià)指標(biāo)均高于普通VRV空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)初期投資每平方米造價(jià)指標(biāo)比普通VRV空調(diào)系統(tǒng)高出149.36%。其中主要的差距來自主要設(shè)備購置費(fèi)和建安工程費(fèi)，按每平米指標(biāo)計(jì)算分別比單普通VRV空調(diào)系統(tǒng)高出94.60%和261.46%。由此可見，普通VRV空調(diào)系統(tǒng)在初期投資上更具經(jīng)濟(jì)性，而地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的初期投資偏高。短期來看，普通VRV空調(diào)系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用更容易為投資者所接受。（ii）運(yùn)營(yíng)期能耗以及費(fèi)用對(duì)比運(yùn)營(yíng)階段的能耗計(jì)算科學(xué)評(píng)估空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行能耗和運(yùn)行費(fèi)用，既要考慮滿負(fù)荷的效率，更要考慮部分負(fù)荷效率。機(jī)組運(yùn)行滿負(fù)荷時(shí)間不到2%，98%的時(shí)間是部分負(fù)荷運(yùn)行。美國制冷空調(diào)學(xué)會(huì)（ARI）為了科學(xué)評(píng)估空調(diào)機(jī)組的綜合效率，提出了一種被廣泛接受的評(píng)估方法，即機(jī)組綜合部分負(fù)荷性能指標(biāo)（NPLV）：將機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷分為100%，75%，50%和25%，根據(jù)不同地區(qū)氣候特點(diǎn)，各分段有特定的時(shí)長(zhǎng)。按照機(jī)組全年在不同負(fù)荷比例下運(yùn)行來計(jì)算能耗費(fèi)用更科學(xué)，也更接近實(shí)際。根據(jù)夏熱冬冷地區(qū)的情況特點(diǎn)，本文的案例研究中按照夏季150天運(yùn)行，冬季120天運(yùn)行[1]，計(jì)算運(yùn)營(yíng)階段所消耗的電量。部分負(fù)荷下的耗電量如表6和7所示，其中機(jī)組和水泵耗電量是根據(jù)表2中實(shí)際使用的設(shè)備情況計(jì)算得來：表6地源熱泵機(jī)組夏季部分負(fù)荷下耗電量負(fù)荷特性100%75%50%25%夏季冷負(fù)荷（KW）344225821721861機(jī)組耗電量（KW）487365244122水泵耗電量（KW）1461469749表7地源熱泵機(jī)組冬季部分負(fù)荷下耗電量負(fù)荷特性100%75%50%25%冬季熱負(fù)荷（KW）227717081139569機(jī)組耗電量（KW）542407271136水泵耗電量（KW）1461469749運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算見表8和9，假設(shè)項(xiàng)目每天白天開機(jī)8小時(shí)，按上海市商業(yè)電價(jià)分時(shí)段計(jì)價(jià)價(jià)格，取白天平均值1.019元/KW·h，負(fù)荷平均加權(quán)百分?jǐn)?shù)為0.7：表8地源熱泵夏季工況耗電量計(jì)算表季節(jié)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果夏季地源熱泵機(jī)組（KW·h）8%的時(shí)間負(fù)荷為100%487*150*8*0.084675232%的時(shí)間負(fù)荷為75%365*150*8*0.3214016030%的時(shí)間負(fù)荷為50%244*150*8*0.38784030%的時(shí)間負(fù)荷為25%122*150*8*0.343920機(jī)組耗電量合計(jì)（KW·h）318672水泵耗電量（KW·h）146*150*8*0.08+146*150*8*0.32+97*150*8*0.3+49*150*8*0.3122460系統(tǒng)總耗電量（KW·h）441132耗電費(fèi)用（元）441132*1.019*0.7314659耗電指標(biāo)（空調(diào)使用面積）元/m2314659÷2212114.22表9地源熱泵冬季工況耗電量計(jì)算表季節(jié)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果冬季地源熱泵機(jī)組（KW·h）8%的時(shí)間負(fù)荷為100%542*120*8*0.084162632%的時(shí)間負(fù)荷為75%407*120*8*0.3212503030%的時(shí)間負(fù)荷為50%271*120*8*0.37804830%的時(shí)間負(fù)荷為25%136*120*8*0.339168機(jī)組耗電量合計(jì)（KW·h）283872水泵耗電量（KW·h）146*120*8*0.08+146*120*8*0.32+97*120*8*0.3+49*120*8*0.398112系統(tǒng)總耗電量（KW·h）381984耗電費(fèi)用（元）381984*1.019*0.7272469耗電指標(biāo)（空調(diào)使用面積）元/m2272469÷2212112.32同理梳理E項(xiàng)目數(shù)據(jù)，普通VRV空調(diào)運(yùn)行能耗計(jì)算如表10~13：表10VRV空調(diào)機(jī)組夏季部分負(fù)荷下耗電量負(fù)荷特性100%75%50%25%夏季冷負(fù)荷（KW）351826391759880機(jī)組耗電量（KW）650488325163表11VRV空調(diào)機(jī)組冬季部分負(fù)荷下耗電量負(fù)荷特性100%75%50%25%冬季熱負(fù)荷（KW）203815291019510機(jī)組耗電量（KW）650488325163表12VRV空調(diào)夏季運(yùn)行階段耗電量季節(jié)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果夏季VRV空調(diào)機(jī)組（KW·h）8%的時(shí)間負(fù)荷為100%650*150*8*0.086240032%的時(shí)間負(fù)荷為75%488*150*8*0.3218739230%的時(shí)間負(fù)荷為50%325*150*8*0.311700030%的時(shí)間負(fù)荷為25%163*150*8*0.358680機(jī)組耗電量合計(jì)（KW·h）425472耗電費(fèi)用（元）425472*1.019433556耗電指標(biāo)（空調(diào)使用面積）元/m2433556÷2171119.97表13VRV空調(diào)冬季運(yùn)行階段耗電量季節(jié)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果冬季VRV空調(diào)機(jī)組（KW·h）8%的時(shí)間負(fù)荷為100%650*120*8*0.084992032%的時(shí)間負(fù)荷為75%488*120*8*0.3218864130%的時(shí)間負(fù)荷為50%325*120*8*0.39360030%的時(shí)間負(fù)荷為25%163*120*8*0.346944機(jī)組耗電量合計(jì)（KW·h）379105耗電費(fèi)用（元）379105*1.019386308耗電指標(biāo)（空調(diào)使用面積）元/m2386308÷2171117.79運(yùn)營(yíng)階段的其他費(fèi)用計(jì)算運(yùn)營(yíng)階段除了能耗分析之外，還應(yīng)考慮設(shè)備的維修費(fèi)用。維修費(fèi)主要包括：材料費(fèi)、維修人員工資、平時(shí)維修保養(yǎng)費(fèi)等。對(duì)維修的主要是機(jī)組、空氣處理機(jī)、循環(huán)泵、附屬設(shè)備及管道。維修費(fèi)的計(jì)算取折舊費(fèi)的30%，折舊費(fèi)采用直線折舊法，設(shè)備殘值按設(shè)備購置費(fèi)的5%計(jì)算。則計(jì)算結(jié)果如表14所示：表14地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)和普通VRV空調(diào)系統(tǒng)維修費(fèi)對(duì)比表項(xiàng)目CE設(shè)備使用年限2010年折舊費(fèi)282625302556維修費(fèi)/元84787.590766.8維修費(fèi)指標(biāo)/元/m23.354.12此外還有其他一些費(fèi)用：主要包括管理費(fèi)、排污費(fèi)、人工費(fèi)等，取固定資產(chǎn)的0.75%[2]，如表15。表15地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)和普通VRV空調(diào)系統(tǒng)其他費(fèi)對(duì)比表項(xiàng)目CE其他費(fèi)用45517.519108.8其他費(fèi)用指標(biāo)/元/m21.80.87綜上所述，對(duì)運(yùn)營(yíng)階段所產(chǎn)生的費(fèi)用進(jìn)行匯總，如表16：表16地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與普通VRV空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)階段費(fèi)用投資對(duì)比表項(xiàng)目CE運(yùn)行電費(fèi)（元）587128819754維修費(fèi)用（元）84787.590766.8其他費(fèi)用（元）45517.519108.8運(yùn)行費(fèi)用（元）717433929629.6每平方米運(yùn)行電費(fèi)（元/m2）26.5437.76每平方米維修費(fèi)用（元/m2）3.834.18每平方米其他費(fèi)用（元/m2）2.060.88每平方米運(yùn)行總費(fèi)用（元/m2）32.4342.82圖4地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與普通VRV空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)階段費(fèi)用投資對(duì)比圖將項(xiàng)目C與項(xiàng)目E的空調(diào)系統(tǒng)初期投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用數(shù)據(jù)匯總后如圖4所示，單位建筑面積運(yùn)行電費(fèi)普通VRV空調(diào)系統(tǒng)的比地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)高出42.26%。另外在年維修費(fèi)用上，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比普通VRV空調(diào)系統(tǒng)，每年可節(jié)省1.44元/m2。因此地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行期的總費(fèi)用要顯著低于普通VRV空調(diào)系統(tǒng)，項(xiàng)目C年運(yùn)行費(fèi)用要比項(xiàng)目E節(jié)省21.2萬元。（iii）經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)的處理費(fèi)用年值是評(píng)價(jià)方案的標(biāo)準(zhǔn)之一，能綜合考慮在不同條件下初期投資和年運(yùn)行費(fèi)用的綜合情況，費(fèi)用年值最小的方案即是最佳方案。采用回收公式將所選取的兩個(gè)項(xiàng)目的初期投資等額折算到每年，并與該年的運(yùn)行費(fèi)用求和，即可得到項(xiàng)目的費(fèi)用年值。費(fèi)用年值計(jì)算公式：Ac——每平方米費(fèi)用年值，元/m2Ci——每平方米初期投資，元/m2Ck——每平方米年運(yùn)行費(fèi)用，元/m2i——回收系數(shù)，取10%n——使用年限，20年表17兩方案的費(fèi)用年值對(duì)比表項(xiàng)目CE增幅比例每平方米運(yùn)行費(fèi)用（元/m2）32.4342.8232.04%每平方米初期投資費(fèi)用年值（元/m2）98.7739.55149.73%每平方米費(fèi)用年值（元/m2）131.282.3759.28%每平方米年運(yùn)行費(fèi)用與每平方米初期投資比例5.34%17.59%229.26%每平方米年運(yùn)行費(fèi)用與每平方米初期投資費(fèi)用年值的比例32.83%108.27%229.75%地源熱泵項(xiàng)目和VRV系統(tǒng)項(xiàng)目的費(fèi)用年值計(jì)算結(jié)果如表17。從縱向?qū)Ρ葋砜?，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的單位建筑面初期投資部分占了單位建筑面總費(fèi)用年值的很大比例，約為費(fèi)用年值的75.28%，而地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的單位建筑面積的運(yùn)行費(fèi)用僅僅是單位建筑面積的初期投資的5.34%，單位建筑面積初期投資費(fèi)用年值的32.83%，說明了地源熱泵系統(tǒng)初期投資的大額性與運(yùn)行費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性；而普通VRV空調(diào)系統(tǒng)，單位建筑面積運(yùn)行費(fèi)用占了單位建筑面積總費(fèi)用年值的約48.02%，是單位建筑面積初期投資的17.59%，單位建筑面積初期投資費(fèi)用年值的108.27%，反應(yīng)了普通VRV空調(diào)系統(tǒng)初期投資比較經(jīng)濟(jì)合理，但是運(yùn)行費(fèi)偏高。從橫向?qū)Ρ葋砜矗胀╒RV空調(diào)系統(tǒng)的單位建筑面積運(yùn)行費(fèi)用比地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)高出32.04%，但是單位建筑面積的費(fèi)用年值也比地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)低59.28%，而地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的單位建筑面積初期投資費(fèi)用年值要比普通VRV空調(diào)系統(tǒng)高149.43%。從截取的項(xiàng)目運(yùn)行前10年的情況來看，如表18，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性不如普通VRV空調(diào)系統(tǒng)，主要是由于地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)初期投資過高。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看，隨著電價(jià)的逐步提高，以及地源熱泵技術(shù)逐漸成熟導(dǎo)致的初期投資降低，地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性可能會(huì)優(yōu)于VRV空調(diào)系統(tǒng)。另一方面，考慮到地源熱泵空調(diào)的壽命長(zhǎng)于VRV空調(diào)系統(tǒng)，建筑物使用壽命內(nèi)設(shè)備更新的投資地源熱泵要低于VRV系統(tǒng)。表18兩方案每年費(fèi)用對(duì)比表年份012345678910C靜態(tài)指標(biāo)60732.4332.4332.4332.4332.4332.4332.4332.4332.4332.43E靜態(tài)指標(biāo)24342.8242.8242.8242.8242.8242.8242.8242.8242.8242.82C-E靜態(tài)指標(biāo)364-10.39-10.39-10.39-10.39-10.39-10.39-10.39-10.39-10.39-10.39C-E累計(jì)靜態(tài)指標(biāo)364353.61343.22332.83322.44312.05301.66291.27280.88270.49260.1C動(dòng)態(tài)指標(biāo)60729.4826.824.3722.1520.1418.3116.6415.1313.7512.5E動(dòng)態(tài)指標(biāo)24338.9335.3932.1729.2526.5924.1721.9719.9818.16166.51C-E動(dòng)態(tài)指標(biāo)364-9.45-8.59-7.81-7.1-6.45-5.86-5.33-4.85-4.41-4.01C-E累計(jì)動(dòng)態(tài)指標(biāo)364354.55345.97338.16331.07324.61318.75313.42308.57304.16300.16按表18計(jì)算可知：在不考慮資金的時(shí)間價(jià)值條件下，在6.01年時(shí)，使用地源熱泵項(xiàng)目的總費(fèi)用就會(huì)小于普通VRV空調(diào)，到第10年，能夠節(jié)省出123.53元/m2的費(fèi)用；在考慮資金的時(shí)間價(jià)值條件下，在9.65年時(shí)，使用地源熱泵項(xiàng)目的總費(fèi)用就會(huì)小于普通VRV空調(diào)，到第10年時(shí)，能夠節(jié)省出4.17元/m2的費(fèi)用。綜上，在項(xiàng)目的全壽命周期內(nèi)，地源熱泵的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)是好于普通VRV空調(diào)的。四、結(jié)論地源熱泵系統(tǒng)雖然有較高初期投資金額和更為復(fù)雜的施工安裝內(nèi)容，但從運(yùn)行階段能耗以及對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)可持續(xù)發(fā)展政策的響應(yīng)等長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來看，地源熱泵系統(tǒng)仍然是非常值得應(yīng)用推廣的。參考文獻(xiàn)：[1]索鳳、何妨、趙淑娟.地源熱泵中央空調(diào)設(shè)計(jì)及運(yùn)行費(fèi)用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011年2月.[2]孫曉光、林豹、王新北.地源熱泵工程技術(shù)與管理.中國建筑工業(yè)出版社.基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用