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参考文献[7,10,ll,12]。地源热泵和采用其他热源形式的热泵相比,其初投资要高出许多,主要因为地源热泵的钻孔费和地下埋管材料费很高,占总投资的一半以上。在相同条件下,电动热泵的初投资最高,其次是燃气热泵,最低的是柴油机热泵,主要是因为燃气热泵和柴油机热泵对燃气机和柴油机的排烟和冷却水的废热进行回收,从而降低了热泵的供暖设计容量,使得地下埋管的设计容量减少,降低了初投资,同时电动热泵和燃气热泵分别有额外的电力扩容费和天然气安装费;在其他条件相同的情况下,系统采用燃气锅炉作为辅助锅炉的初投资最高,电锅炉次之,油锅炉最低;在驱动源和辅助锅炉相同的情况下,系统的初投资随着辅助热源容量的增加而降低。

图1 初投资
2.1.2 年经营成本的比较
图2所示地源热泵系统的年经营成本。在相同条件下,燃气热泵的平均年经营成本比电动热泵低18.3%,柴油机热泵的平均年经营成本比电动热泵高19.1%;在其他条件相同的情况下,系统辅助锅炉采用电锅炉的年经营成本最高,油锅炉次之,燃气锅炉最低;当辅助热源容量从0增加到300kW,只有柴油机热泵和电动热泵加燃气锅炉的年经营成本是随着辅助热源容量的增加而递减的,其他组合的年经营成本随着辅助热源容量的增加都是略降低后逐渐递增. 2.1.3 年总成本的比较 图3所示地源热泵系统的年总成本。年总成本是在年经营成本的基础上加上系统设备折旧费,所以年总成本是由年经营成本和初投资决定的。虽然柴油机热泵的平均年经营成本要比电动热泵高18.3%,但是由于柴油机热泵的初投资比电动热泵低很多,柴油机热泵的年总成本只比电动热泵高2%;燃气热泵的年总成本比电动热泵低18.8%。在其他条件相同的情况下,辅助锅炉采用电锅炉的年总成本最高,油锅炉次之,燃气锅炉最低。

辅助热源容量/kW
图2 年经营成本

辅助热源容量/kW
图3 年总成本
2.1.4 净现值和净现值率的比较 图4和图5分别所示地源热泵系统的净现值和净现值率.从图中可以知道,这9种组合的净现值和净现值率都小于零。燃气热泵的净现值和净现值率都比电动热泵和柴油机热泵大,其中燃气热泵加190kW辅助燃气锅炉的系统净现值最大,所以它的经济性最佳。但是目前哈尔滨地区包括国内很多地方都没有管道天然气供应,这种情况下,电动热泵加180kW辅助油锅炉系统为第2个选择方案。

辅助热源容量/kW
图4 净现值

辅助热源容量/kW
图5 净现值率
2.1.5 静态投资回收期的比较 图6所示为静态投资回收期,其中柴油机热泵的回收期大于15a,未在图中表示。燃气热泵加190kW辅助燃气锅炉系统的静态投资回收期为8.97a;电动热泵加180kW的辅助油锅炉的投资回收期为11.0a。 对于这两种系统组合方案,由于净现值和净现值率都小于零,在目前的收费标准下,从经济上考虑是不可行的。但是净现值小于零并非代表亏损,它们的静态投资回收期均小于15a(地源热泵的使用寿命),说明只是达不到8%的收益率,并非亏损。 图7所示这两种系统组合方案的净现值与静态投资回收期,在供冷收费保持不变的情况下,在不同供暖收费下的变化曲线。从图中可以看出,对于燃气热泵加190kW辅助燃气锅炉的系统,只要供暖收费增加到每年每平方米32.14元,净现值就大于零,即达到8%的收益率,此时的静态投资回收期为8.56a3对于电动热泵加180kW辅助油锅炉的系统,只要供暖收费增加到每年每平方米37.61元,净现值就大于零,静态投资回收期缩短到8.56a。

辅助热源容量/kW
图6 静态投资回收期

辅助热源容量/kW
图7 净现值P I 与供暖收费值的变化关系
3 结论
(1)燃气热泵加190kW辅助燃气锅炉的地源热泵系统为最佳方案。 (2)在没有管道天然气供应时,电动机驱动加180kW辅助油锅炉的地源热泵系统是第二个选择方案。 (3)在供冷收费保持不变下,对于燃气热泵加190kW辅助助燃气锅炉的系统,只要供暖收费增加到每年每平方米32.14元,净现值就大于零,静态投资回收期缩短到8.56a;对于电动热泵加180kW辅助油锅炉的系统,只要供暖收费增加到每年每平方米37.61元,净现值就大于零,静态投资回收期缩短到8.56。
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