熱泵可行性分析報告

有關(guān)北方冬季采暖可行性分析匯報一、序言環(huán)境保護(hù)、節(jié)能是當(dāng)今世界各國政府普遍關(guān)注的兩大問題，我們每個人均有責(zé)任減少污染，節(jié)省能源，保護(hù)好我們子孫后裔賴以生存的家園。推廣清潔能源與超低溫?zé)岜貌膳且环N嶄新的理念。伴隨集中采暖體制改革的不停深入及建筑節(jié)能墻體的推廣應(yīng)用，低溫?zé)岜貌膳到y(tǒng)已悄悄地進(jìn)入中國都市的供暖領(lǐng)域。并逐漸形成了除集體供熱、燃?xì)夤┡獾挠忠恍碌墓┡绞?，從能源消耗狀況來看，煤、氣作為不可再生性能源，在未來的使用中將逐漸減少使用，并也許提高使用再生能源的價格，或被可再生能源取代。，國家同意了21座核電站的計劃，并在西部地區(qū)大力發(fā)展水電、風(fēng)力發(fā)展技術(shù)，開展太陽能電力的有關(guān)應(yīng)用、各地方火電的報批及建設(shè)，從種種跡象表明，中國已經(jīng)重視能源消耗、并對可再生能源的運(yùn)用空前重視。低溫?zé)岜萌∨鰹榧泄┡械馁叩玫搅讼M(fèi)者的逐漸重視和承認(rèn)。二、常見的采暖方式及特點(diǎn)1、集中供暖a、熱電廠集中供暖冬季采暖是中國北方地區(qū)必不可少的，重要采用集體供暖。熱源供應(yīng)主體是熱力企業(yè)或小區(qū)鍋爐房。目前國內(nèi)供暖系統(tǒng)絕大多數(shù)是以燃媒、燃?xì)狻⑷加?、大型電鍋爐作為熱源，通過外網(wǎng)或內(nèi)網(wǎng)與室內(nèi)系統(tǒng)連接。集體供暖必須建立一種局部或區(qū)域供暖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，這包括鍋爐、增壓系統(tǒng)、供水管線、散熱器以及鍋爐房。若供暖是由市政熱力企業(yè)來提供，熱力企業(yè)也無法做到分戶控制。因此這種老式的供暖方式已無法適應(yīng)商品時代的特殊規(guī)定。老式的集中供熱系統(tǒng)導(dǎo)致巨大的能源揮霍，管路上的熱量滲透流失。b、地源熱泵集中供暖地源熱泵中央空調(diào)的使用受到場地限制，熱互換是在地下進(jìn)行的，沒有足夠的場地滿足不了能量互換，淺表地層熱能也是來源于太陽；假如使用地下水地源熱泵，對地下水和地質(zhì)有不好的影響，保護(hù)不好會污染地下水，回灌不好會影響地基下沉；1）設(shè)計難度大，由于我國對地源熱泵的研發(fā)還不夠深入，目前還沒有一種統(tǒng)一、簡便的計算措施。2）地下埋管換熱是一種非常復(fù)雜的不穩(wěn)態(tài)傳熱現(xiàn)象，地下埋管的安裝幾何特性、地下土壤特性、回填材料特性都對地下埋管的熱量互換起著重要的影響。此外設(shè)計時必須考慮到土壤熱平衡。3）施工工藝有待完善。在我國地源熱泵技術(shù)尚未發(fā)展成熟，有關(guān)的一系列施工工具、工藝、人員水平均有待發(fā)展。例如在筆者參與監(jiān)理的蘇州中級人民法院的工程中，鉆孔所用的機(jī)械便是施工單位自制的，施工時效率低下并且時常損壞。并且由于一口豎井打完，必須立即下管灌漿回填防止塌方，因此假如鉆井時角度不夠垂直就有也許將已隱蔽的地埋管鉆壞，再修復(fù)十分困難。4）維修難度大。雖然地源熱泵理論上后期基本不會出現(xiàn)維修的狀況，但由于設(shè)計和施工難度較大加上施工人員素責(zé)問題，一旦出現(xiàn)問題需要維修，代價十分巨大。2、分戶采暖分戶采暖方式的特點(diǎn)在于顧客可以根據(jù)自己的喜好隨意選擇，同步用熱也可以單獨(dú)計量。伴隨清潔能源的使用及新技術(shù)、新產(chǎn)品的出現(xiàn)，使采暖方式的多元化選擇成為也許。集中供暖的壟斷地位受到挑戰(zhàn)。采暖的獨(dú)立分戶采暖方式紛紛出現(xiàn)。住宅商品化的發(fā)展，雙衛(wèi)、多衛(wèi)等大戶型、復(fù)式、別墅的出現(xiàn)，深入提高了對家用采暖設(shè)備規(guī)定。家庭獨(dú)立采暖設(shè)施被越來越多的房地產(chǎn)開發(fā)商看好。從消費(fèi)者對舒適越來越多的需求角度看，集中供暖固定的供暖期和供暖溫度，已不能適應(yīng)現(xiàn)代消費(fèi)者日益提高的對取暖舒適度的規(guī)定。a、家用空調(diào)采暖家用空調(diào)受環(huán)境的影響，制熱效率下降。一般室外溫度低于零下7℃時需啟動輔助電加熱。家用空調(diào)取暖的弊端是顯而易見：耗電量大，空氣干燥，浮塵增多，舒適度差。b、燃油、燃?xì)馊∨癄t家用燃?xì)獗趻鞝t，以柴油、天然氣、液化石油氣、都市煤氣為能源,通過供熱管道集中供熱的采暖方式。這種采暖爐燃燒產(chǎn)物的排放特性一直是人們較為關(guān)懷的問題。由于它采用大氣式燃燒器，屬于高耗氧的燃具，其燃燒過量空氣系數(shù)較大。因此當(dāng)通風(fēng)條件不好時，新鮮空氣得不到及時補(bǔ)充，維持壁掛爐正常燃燒所需的氧氣供應(yīng)局限性時，就會使柴油、燃?xì)獍l(fā)生燃燒不完全現(xiàn)象，從而加劇不完全燃燒產(chǎn)物的排放。如此惡性循環(huán)，對環(huán)境導(dǎo)致污染。柴油、燃?xì)馊紵笊傻奈廴練怏w重要有：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）等，濃度過高時會引起煤氣中毒。c、家用小型電鍋爐、電采暖爐家用小型電鍋爐、電采暖爐是以潔凈的電力為能源，運(yùn)用鍋爐內(nèi)的電熱元件將水加熱，通過供熱管道集中供熱的采暖方式。電鍋爐系統(tǒng)分貯水式和快熱式兩種，兩者區(qū)別重要在于：貯水式電鍋爐系統(tǒng)是運(yùn)用電鍋爐內(nèi)部的加熱器將水加熱，再將蓄熱水箱中的熱水向采暖系統(tǒng)供熱；快熱式電鍋爐沒有蓄熱水箱，水被加熱后直接向采暖系統(tǒng)供熱。缺陷是不能防止跑、冒、滴、漏等問題，如漏水引起的爭端極大。三、超低溫空氣源熱泵的特點(diǎn)a、地?zé)崤c老式采暖方式比較：1、高效節(jié)能。采用熱泵技術(shù)，每消耗1KW的電能，可以獲得4-5KW的熱能或冷能。2、節(jié)水省地。以空氣為冷熱源，向其放出熱量或吸取熱量，不消耗資源，不會對其導(dǎo)致污染；省了鍋爐房及附屬煤場、儲油庫、冷卻塔等設(shè)施，機(jī)器面積大大不不小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，有助于建筑的美觀。3、環(huán)境保護(hù)效益明顯?？諝庠礋岜脵C(jī)組供熱無燃燒過程，防止了排煙、排污；供冷時省去了冷卻塔，防止了冷卻塔的噪聲、霉菌污染及水耗。因此，空氣源熱泵技術(shù)是理想的綠色環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品。4、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)可供暖、制冷，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套空氣源熱泵系統(tǒng)可以替代本來的都市熱網(wǎng)供熱加中央空調(diào)加熱水鍋爐的三套裝置或系統(tǒng)。減少了設(shè)備的初投資。空氣源熱泵可應(yīng)用于賓館、酒店、商場、辦公樓、學(xué)校、住宅小區(qū)、工廠、別墅等建筑物的采暖、制冷和供生活熱水。5、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)以便。水體溫度相對穩(wěn)定，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的高效性和經(jīng)濟(jì)性；采用全電腦控制，自動化程度高；系統(tǒng)簡樸、運(yùn)行穩(wěn)定，因此維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長。6、可獲得政策性的資金扶持。國家十分重視能源開發(fā)運(yùn)用工作，出臺了一系列鼓勵政策。如國家建設(shè)部規(guī)定，凡采用熱泵空調(diào)技術(shù)的建筑物，通過向當(dāng)?shù)亟ㄎ陥?，可獲得政府的政策性扶持；部分地方政府規(guī)定采用熱泵技術(shù)可減免建筑供熱配套費(fèi)用。b、超低溫?zé)岜门c常規(guī)熱泵的區(qū)別1、常規(guī)空氣源熱泵指的是在環(huán)境溫度-7度以上運(yùn)行的機(jī)組，一般是提議在環(huán)境溫度-5度以上運(yùn)行，低于-5度后來主線無法啟動，假如強(qiáng)行啟動，則完全依托電加熱，耗能極大，因此不提議啟動使用。該機(jī)組只適合-5度的環(huán)境以上使用；常規(guī)空氣源熱泵一般是使用常規(guī)的壓縮機(jī)和常規(guī)的冷媒R22生產(chǎn)的設(shè)備，如下是常規(guī)空氣源熱泵在低環(huán)境溫度運(yùn)行時存在的問題。

2、吸氣比容增大。機(jī)組在低溫環(huán)境下運(yùn)行，系統(tǒng)蒸發(fā)溫度減少，壓縮機(jī)的吸氣比容增大，而壓縮機(jī)的理論輸氣量卻是不變的，這樣進(jìn)入壓縮機(jī)制冷劑的體積流量減少，對應(yīng)的單位制冷劑制熱量減少，系統(tǒng)制熱性能系數(shù)下降，經(jīng)濟(jì)性減少。

3、輸氣系數(shù)減少。由于冷凝溫度與所要制取的生活熱水溫度有關(guān)，與夏季相比，為了獲得同一溫度的熱水，冷凝溫度及冷凝壓力幾乎不變，而系統(tǒng)蒸發(fā)溫度減少，此時壓縮機(jī)壓比增大，導(dǎo)致輸氣系數(shù)下降，壓縮機(jī)制冷劑的循環(huán)流量減少，壓縮機(jī)的耗功增大，制熱量減少，性能系數(shù)減少。

4、排氣溫度過高。當(dāng)環(huán)境溫度降至0℃如下甚至更低溫度時，蒸發(fā)溫度過低，為生產(chǎn)較高溫度熱水，壓縮機(jī)高下壓比差繼續(xù)增大，這必然引起排氣溫度過高，甚至超過壓縮機(jī)自身容許的工作溫度范圍，導(dǎo)致壓縮機(jī)頻繁起停，系統(tǒng)無法正常工作，嚴(yán)重時會燒毀壓縮機(jī)。

產(chǎn)熱量與用熱量的矛盾：由于環(huán)境空氣溫度隨地區(qū)和季節(jié)不一樣變化較大，而我國版圖廣闊，氣候特性多異，空氣源熱泵熱水機(jī)的制熱量和制熱效率，伴隨環(huán)境溫度的減少而不停減少，冬季顧客仍然需要較高溫度的熱水，這時候的產(chǎn)熱量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及春夏季，導(dǎo)致了產(chǎn)熱量與用熱量之間的矛盾。這樣對于熱泵熱水器來說，選型過大則導(dǎo)致初投資太大，選型過小則難以滿足低溫環(huán)境下熱水供應(yīng)規(guī)定。

5、回油、回液問題。低溫環(huán)境下，蒸發(fā)溫度過低時，壓縮機(jī)壓縮比增大引起排氣溫度迅速升高，使?jié)櫥宛ざ燃眲∠陆担绊憠嚎s機(jī)潤滑，系統(tǒng)還會出現(xiàn)回液、回油不正常，嚴(yán)重時會導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞等問題。

6、綜上所述，專業(yè)的空氣源熱泵生產(chǎn)廠家一般在環(huán)境溫度-5度如下的不提議使用常規(guī)空氣源熱泵機(jī)組

7、超低溫空氣源熱泵指的是在環(huán)境溫度-25度以上的使用的機(jī)組，超低溫空氣源熱泵在低溫下（-25℃）制熱能效比常規(guī)空氣源熱泵機(jī)組高50%-80%，在環(huán)境溫度大幅下降時而制熱量衰減很少，充足保證制熱效果，目前市場上的超低溫空氣源熱泵存在兩種做法：（1）、目前市場上有運(yùn)用日立直立壓縮機(jī)和一般冷媒R22相結(jié)合的所謂低溫空氣源熱泵-這樣的做法有某些廠家。（2）、運(yùn)用專用的低溫噴氣增焓壓縮機(jī)（谷輪壓縮機(jī)），和低溫冷媒R404A相結(jié)合的超低溫空氣源熱泵，產(chǎn)品的優(yōu)勢體目前極端寒冷（-25℃）環(huán)境下正常工作，機(jī)組具有極高的熱效率，節(jié)能75%。

8、噴氣增焓機(jī)器的工作原理：主路的制冷劑液體直接進(jìn)入換熱器；輔路的制冷劑液體經(jīng)膨脹閥降壓后進(jìn)入換熱器。這兩部分制冷劑在換熱器中產(chǎn)生熱互換后，輔路的制冷劑變?yōu)闅怏w后被壓縮機(jī)的輔助吸氣口吸入，主路的制冷劑變?yōu)檫^冷液體經(jīng)膨脹閥降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中汽化后被壓縮機(jī)吸氣口吸入。主路和輔路的制冷劑在壓縮機(jī)工作腔內(nèi)混合，再深入壓縮后排出壓縮機(jī)外，進(jìn)入冷凝器，從而構(gòu)成封閉的循環(huán)系統(tǒng)。本系統(tǒng)的重要受益體目前：氣態(tài)制冷劑的噴射可以減少排氣比焓,從而減少渦旋壓縮機(jī)的排氣溫度，同步把單級壓縮變?yōu)闇?zhǔn)二級壓縮，這樣可以防止機(jī)組應(yīng)用于低溫工況下由于壓縮比增大而使系統(tǒng)不能正常工作的問題；并且通過換熱器運(yùn)用冷凝器輔助之路節(jié)流之后的制冷劑將主路中的制冷劑深入冷卻，增大了膨脹閥前制冷劑的過冷度，膨脹閥前制冷劑溫度深入過冷，這樣提高了系統(tǒng)中蒸發(fā)器的換熱量，從而提高熱泵系統(tǒng)總的制熱量。超低溫空氣源熱泵原理圖四、對比分析低溫空氣源熱泵與水地源熱泵運(yùn)行費(fèi)用對比分析（105000M2采暖面積、50W/M2）采暖運(yùn)行成本對比表基本狀況方案類別超低溫空氣源熱泵水源熱泵地源熱泵采暖面積/(平方米）105000105000105000每平方米熱負(fù)荷/W505050采暖所需熱量/KW505050設(shè)備選型超低溫?zé)岜脵C(jī)組水源熱泵機(jī)組地源熱泵機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用分析制熱量KW/小時525052505250消耗能源電電電設(shè)備平均能效比380%300%300%小時耗電量/度138117501750輔助設(shè)備——水泵（120KW）地埋管循環(huán)泵（110KW）日平均采暖小時數(shù)242424設(shè)備控制方式自動自動自動設(shè)備運(yùn)行時間實(shí)現(xiàn)自動控制，可根據(jù)室內(nèi)溫度需求自動調(diào)整開機(jī)時間，121212日熱量消耗/度*（整機(jī)啟動率）16572*（75%）22440*100%22320*100%年采暖季能源費(fèi)用/元1元/度1元/度1元/度運(yùn)行總費(fèi)用/天124292244022320月運(yùn)行費(fèi)用372870673200669600年燃料消花費(fèi)用149148026928002678400維護(hù)費(fèi)用每年/元——0（機(jī)房維護(hù)）0（機(jī)房維護(hù)）年總投入燃料消耗+人工投入+設(shè)備年檢149148027128002698400功能對比采暖是是是制冷采暖費(fèi)用對比采暖費(fèi)元/平方米14.225.825.6節(jié)省金額——11.611.4節(jié)省比例——45%45%功能對比采暖是是是制冷1年運(yùn)行費(fèi)用1491480271280026984003年運(yùn)行費(fèi)用4474440813840080952005年運(yùn)行費(fèi)用74574001356400013498年運(yùn)行費(fèi)用119318402170240021587200運(yùn)行費(fèi)用149148002712800026984000運(yùn)行費(fèi)用22372200406940476000運(yùn)行費(fèi)用差額——1831980018103800運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省比例——45%44.7%備注：1、表內(nèi)電價按綜合商業(yè)用電1元/度計算。2、建筑參照數(shù)據(jù)取值，按節(jié)能建筑取值計算。低溫空氣源熱泵與熱力管網(wǎng)對比分析1基本狀況熱力管網(wǎng)低溫?zé)岜?供暖費(fèi)供暖費(fèi)用高：在北京地區(qū)燃煤熱力供暖每平方米約30元，燃油燃?xì)饣螂姛徨仩t集中供暖每平方米為35元，由于目前媒價不停上漲，多種環(huán)境保護(hù)費(fèi)用增收，使供暖費(fèi)用仍有逐年上升的趨勢供暖費(fèi)用低：由于設(shè)備自行管理，可通過幾臺機(jī)組并聯(lián)的方式，根據(jù)不一樣的季節(jié)或客流量變化狀況。在酒店客房入住率低時，根據(jù)熱需求量進(jìn)行供熱，如小供（開一臺）、中供（開兩臺）、大供（開三臺）；同樣，在夜間供暖需要量大，可充足運(yùn)用低谷電等優(yōu)勢。伴隨電力事業(yè)的發(fā)展，國家鼓勵用熱泵采暖，電費(fèi)仍有下降的趨勢。北京地區(qū)酒店每平方米約14元，住宅每平方米約11元。3能源揮霍能源揮霍嚴(yán)重：酒店、別墅、住宅小區(qū)等，因季節(jié)等原因等存在房屋使用率低的問題，而熱力站供暖無法控制供熱量大小，使能源消耗也無法節(jié)省，揮霍嚴(yán)重。能源揮霍極?。壕植抗芫W(wǎng)，有效的運(yùn)用能源，根據(jù)需求自主控制，防止能源揮霍。4平常管理及附加費(fèi)用平常管理及附加費(fèi)用繁多。熱力供暖需熱力接口費(fèi)用和換熱站費(fèi)用，每平方米約100元。元；此外還需有人對換熱站進(jìn)行平常維修和管理等，隨之帶來一定的額外費(fèi)用。首投資費(fèi)用?。好科椒矫讬C(jī)器設(shè)備和安裝投資約為120-150元，固定資產(chǎn)屬于投資者自己所有，機(jī)組可任意調(diào)配，所有自動化，無人員管理費(fèi)用，維修費(fèi)用很少。5自主性自主性低：熱力供暖的投資者沒有自主權(quán)，完全由熱力企業(yè)支配、供暖時間固定，不能根據(jù)需要調(diào)整。自主性大：投資者可按需要調(diào)整供應(yīng)時間及溫度，完全自主。6功能化不具有制冷功能，也無法提供生活熱水等。、即可采暖又可制冷：制冷時產(chǎn)生的余熱還可提供生活熱水或?yàn)橛斡境丶訜?，充足運(yùn)用能源。7其他有污染，換熱站的占地面積較大。無任何污染，占地面積?。涸O(shè)備投資不用報批，國家鼓勵使用。五、我國采暖狀況我國版圖廣闊，人口眾多，寒冷地區(qū)及夏熱東冷地區(qū)占國土總面積的90％，人口占60％，這些地區(qū)人口密集，橫跨大江南北，工作、起居規(guī)律及生活習(xí)慣、居住環(huán)境有著明顯的差異，引入低溫?zé)岜貌膳瘜⒔o人們帶來極大的以便，并明顯減少供暖支出。這種靈活隨意的供暖方式實(shí)現(xiàn)了一人為本，按需分派，量財定出，把供暖當(dāng)成一種商品的行為，人們完全可以根據(jù)自己的需要及經(jīng)濟(jì)狀況決定怎樣安排冬季供暖支出，處理了供熱收費(fèi)難的問題。此外伴隨我國作息時間的變化，雙休日的出現(xiàn)及假日經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北方居民在元旦、春節(jié)期間有15％的人去南方旅游度假，出現(xiàn)了10-20天的空閑時間。寫字樓在空暖期內(nèi)有20％-30％的時間空閑，大、中、小學(xué)有長達(dá)2個月的假期，這一系列現(xiàn)象都為低溫?zé)岜貌膳峁┝肆己玫拈_發(fā)和運(yùn)用前景。1、我國的電力發(fā)展?fàn)顩r改革開放以來我國的電力工業(yè)到達(dá)了飛速的發(fā)展，發(fā)電量年年增長，到1999年國家電網(wǎng)裝機(jī)容量以到達(dá)0億度，實(shí)際供電10000億度，約50％的電能白白揮霍掉了，人均裝機(jī)容量僅為0.237千瓦，只有世界水平的40％，發(fā)展?jié)摿薮?。伴隨電力改革體制的深入，有關(guān)部門預(yù)測人均用電量將會逐漸遞增，而電力價格也必將穩(wěn)中有降，并有多元化趨勢，電力材料設(shè)備象藥物市場同樣愈加透明，泡沫價格將消失。這將為發(fā)展低溫?zé)岜貌膳峁┯辛Φ谋Ｕ希降蜏責(zé)岜貌膳呐d起也將為我國電力行業(yè)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇。

2、我國的電力優(yōu)惠政策由于電力具有發(fā)電、傳播、分派和使用在同一瞬間發(fā)生的特點(diǎn)，即電力不能大量儲存這一固有特性，因此在冬季和夜晚存在著發(fā)電量過剩而無法存儲的揮霍現(xiàn)象。我國的電力分派很不均勻，有的地區(qū)電力充足，有的地區(qū)電力貧缺，大都市及工業(yè)區(qū)白天電力局限性，晚間電力過剩。只要充足合理的運(yùn)用電力能源，國家將受益，使用者也會受益。電力使用率越高，其成本就越低。有的都市目前就在制定了用電政策，用的越多電價就越廉價；有的正計劃著新的用電價格優(yōu)惠政策、取暖電價及夜間用電價。六、低溫?zé)岜貌膳\(yùn)行費(fèi)用計算整個采暖期一平方米的低溫?zé)岜貌膳\(yùn)行費(fèi)用可按如下公式計算：

（單位面積熱負(fù)荷×熱負(fù)荷系數(shù)）/能效比×每天工作時間×采暖期天數(shù)×電費(fèi)單價＝整個采暖期單位面積的采暖費(fèi)用電采暖運(yùn)行狀態(tài)可分為如下幾種：（1）、顧客長時間在家，熱泵采暖24小時不間斷運(yùn)行，為節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用將夜晚的取暖溫度合適調(diào)低。

采暖費(fèi)用為：(0.06kw/m2×0.6)/3×12小時×120天×1元/度＝17.28元/m2（2）、上班族，顧客只有中午、夜晚在家，熱泵采暖分3時段間歇運(yùn)行。

采暖費(fèi)用為：（0.06kw/m2×0.6)/3×6小時×120天×1元/度＝8.64元/m2（3）、辦公室，5日工作制，只在周一至周五取暖，熱泵白天運(yùn)行，其他時間運(yùn)行在防凍狀態(tài)。

采暖費(fèi)用為：（0.07kw/m2×0.6）/3×6小時×（120天