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1 单户住宅太阳能热泵 单户住宅太阳能热泵 单户住宅太阳能热泵 单户住宅太阳能热泵供 供供供暖的技术经济分析 暖的技术经济分析 暖的技术经济分析 暖的技术经济分析 上海理工大学 于国清 中国航空规划设计研究院 张晓莉 孟凡兵 摘要:本文以一个

100 平米的住宅用户为研究对象,采用 10~15 年内全年逐时气象数据对太 阳能热泵采暖系统进行模拟.

根据模拟的结果,分析其初投资,寿命周期内的总能耗、总运行 费用,综合热价等指标.然后将其与常规供热系统进行比较,对比其初投资、运行费用,总能 耗等指标.然后分析了每日太阳能负责的采暖小时数、生活热水用量等因素对系统经济性的影 响,以及太阳能热泵采暖的节能性和环境效益. 关键词:太阳能热泵采暖 节能 经济性 综合热价

1 太阳能热泵采暖简介 住宅建筑的采暖和热水供应是我国的能源消耗的一个重要方面.化石能源的大量消耗,使 我国的能源供应面临巨大的挑战,而且造成了严重的环境污染.因此研究使用清洁的可再生能 源-太阳能进行供热具有重要意义. 主动式太阳能采暖又可分为直接式和间接式.所谓直接式就是由太阳能集热器加热的热水 或空气直接被用来供暖.所谓间接式就是集热器加热的热水或者空气温度通过热泵提高后再供 暖. 水泵2 水泵1 集热器 集热水箱 热水箱 采暖供水 热泵 水泵3 辅助加热 采暖回水 图1太阳能热泵采暖与热水供应原理图

2 本文以一个单户住宅建筑为研究对象,假定为

100 平方米,其耗热量指标为 50W/m

2 ,采暖 室内设计温度为 20℃,温度低于 8℃即进行采暖.热泵以集热器的集热水箱为低位热源,热泵 的制热系数在 3~4 之间.集热器采用平板型,由于集热温度低,集热效率大大提高,大约在 0.6~0.75 之间,对集热器的要求也很低,造价大大降低,大约在

300 元~600 元之间,使用寿命 为15 年以上.设置备用天然气锅炉.太阳能负责

24 小时的热负荷,集热器正南向放置,倾斜 角等于当地纬度.该系统同时负责生活热水供应,每日 240L.

2 分析方法 2.1 全年逐时模拟 目前的太阳能利用系统的经济分析一般以月平均值进行分析,由于需求与供给之间的不匹 配,太阳能未必转化为有用收益.比如,太阳能热水供应中,夏天收集的热量往往用不完,只 能放掉.本文以典型气象年的逐时气象数据为基础,对太阳能利用系统进行工况模拟,在此基 础上进行经济分析 [1] .中国幅员辽阔,地区差异很大,本文只选择几个典型城市进行分析. 2.2 综合能源价格 目前,评价太阳能利用系统的经济性大多采用净收益现值和投资回收年限两种方法,这两 种方法均侧重于对太阳能利用系统本身投资、收益状况进行分析.而对太阳能利用系统进行经 济分析的目的是,确定针对使用者而言最为经济合理的方案,即相对于获得所需能量、资金投 入量少的方案.为此,本文采用综合能源价格法 [2] . 能源价格指的是购买一定种类能源的费用.它在一定意义上代表了或开采或生产这种能源 并传送至使用终端的资金消耗.对于供热供冷的系统,在其有效使用期限内的资金投入主要用 于:1)初投资:安装供热供冷系统;

2)运行费用:在使用期间系统的运行和维护费用.综合 能源价格的含义是在有效使用年限内初投资和使用费用的累计综合值与在此期间所提供能量总 和的比值.它是一个将初投资考虑在内的全面反映经济分析对象相对于提供单位能量所需费用 的参数. 考虑到资金的动态特性,即不同时期支出货币的价值是不相等的,本文在经济分析过程中, 将综合能源价格进行现值处理. 即通过将不同时期投人的资金统一折现为初投资年现值的方法, 使资金投入时间和数量各不相同的不同类型供热(冷)的综合能源价格,在同等价值条件下进 行比较.