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[摘要]以2000㎡建筑为例对地源热泵系统与分体空调加市政采暖系统在初投资和运行费用上进行比较，得出地源热泵系统具有一定的可行性。
[关键词]地源热泵系统；分体空调；市政采暖；初投资；运行费用；可行性
天津某学校新建校区约17万平方米，含办公楼、教学楼、实验楼、图书馆、食堂等配套建筑，以下是对该建筑采用地源热泵中央空调系统和分体空调加市政采暖系统在初投资和运行费用上的比较。其中的初投资和运行费用均为概算。
1.运行费用比较（以2000㎡为例）
1.1地源热泵中央空调系统运行费用分析
以建筑面积2000㎡为例进行比较，根据“面积热指标法”估算夏季冷负荷，取Q冷=130W，则该建筑总冷负荷为：Q总=130W*2000=260KW。选择机组和水泵（品牌未标出），其耗电功率如下表：
计算条件：
① 运行天数为夏季90天，冬季为120天；
② 每日运行时间为24小时；
③ 平均电价按0.79元/kw计算；
④ 地源热泵机组夏季运转系数为80%，冬季运转系数为90%；
⑤ 水泵日运行效率按照0.8计算
◆地源热泵机组全年运行费用：
夏季：（25%×25+50%×20+75%×25+100%×20）×60×24×0.8*0.79=50054.4元
冬季：（25%×35+50%×25+75%×35+100%×25）×75.2×24×0.9*0.79=93032.93元
冷冻水循环泵（夏季）：1×6.6×24×0.8*0.79×90=9009.80元
冷却水循环泵（夏季）：1×7.9×24×0.8*0.79×90=10784.50元
热水循环泵（冬季）：1×6.6×24×0.8*0.79*120=12013.00元
水源侧循环泵（冬季）：1×7.9×24×0.8*0.79*120=14379.30元
即：夏季年制冷运行费用：69848.70元；
冬季年供暖运行费用：119425.23元
全年总运行费用：189274元。(按照24小时连续运行计算)
1.2分体空调加集中供暖系统运行费用分析
（注：仍然按照“面积热指标法”估算夏季冷负荷，取Q冷=130W，则该建筑总冷负荷为：Q总=130W*2000=260KW。选择分体空调（品牌未标出），分体空调总功率为140KW）
夏季运行费用为：140KW×24小时/天×90天×0.7×0.79元/度=167227元(估算空调日运行系数为0.7)
冬季运行费用为：26元/㎡*2000 m2=52000元（根据滨海2006报价，采暖费26元/㎡测算）
全年总运行费用：219227元。
备注：（据了解滨海采暖热网供热能力有可能不能满足建筑物供热需求，为此很有可能冬季还需要电空调进行辅助供暖。）
综上所述，2000㎡地源热泵中央空调系统比分体空调加集中供暖系统在运行费用上每年节省29953元。
2.初投资比较（以2000平方米为例）
2.1地源热泵中央空调系统初投资分析
根据今年的市场价，本工程估算地源热泵中央空调系统230元/㎡，则总投资为：230元/㎡*2000㎡=460000元，（此报价含堆场路面破损及恢复费用）。
2.2分体空调加集中供暖系统初投资分析
分体空调设备费用：6000元/台*31台=186000元
计算条件：
①2000 ㎡总冷负荷为260KW；
② 1匹约2.8KW，则3匹的空调为8.4KW，即需要31台3匹的分体空调；
③ 每台3匹的分体空调按照6000元/台计算，其中分体空调设备费5500元/台，安装费500元/台；市政采暖接口费：按照60元/m2计算，共60元/m2*2000 m2=120000元；室内散热器费用：以地采暖形式为例，50元/㎡*2000㎡=100000元；（含采暖管道主材费及安装费）
该系统初投资共计：406000元。
综上所述，分体空调加集中供暖系统比地源热泵中央空调系统在初投资上节省54000元。
3.结论（以2000㎡为例）
系统形式 方案投资（元） 全年运行费用（元）
地源热泵系统 460000.00 189274.00
集中供热+分体空调系统 406000.00 219227.40
综上所述，采用地源热泵系统跟分体空调加集中供暖系统相比，收回成本的年限为：54000元/29953元=2年。
4.地源热泵空调系统原理介绍
地源热泵系统由地下换热部分（换热孔）、能量转换部分（机房系统）及能量释放部分（空调末端部分）三部分组成。
5.地源热泵空调系统优势
地源热泵技术是上世纪80年代奥地利人发明的，对于最大限度地利用自然环境的热（冷）量，节约电力和其他能源的消耗，做出了有益的尝试。随着近年来中国在节能和减排方面的日益重视，地源热泵技术在中国也出现了强劲的发展势头。地源热泵的最初产品用于别墅等高端住宅，近年来也大量用于大型公共建筑。地源热泵中央空调系统在天津的中小型商务建筑中也有了成功的案例。位于北洋职教园的某院新校区１７万平米建筑群，多由中小型单体建筑构成。建筑物布局紧凑，单体建筑体量适中，功能划分清晰，很适合采用地源热泵和太阳能的新能源综合利用设计，成为滨海新区节能减排的示范工程。
地源热泵系统的优势如下：
1. 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循环再生，实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。
2. 地源热泵比风冷热泵节能40%，比电采暖节能70%。比燃气炉效率高48%，所需制冷剂比一般热泵空调减少50%。
3. 地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。
4. 地源热泵系统在运行中无需燃烧，因此不会产生有毒气体，也不会发生爆炸。
5. 由于地源热泵系统的供冷、供热更为平稳，降低了停、开机的频率和空气过热和过冷的峰值。这种系统更容易适合供冷、供热负荷的分区。
6. 地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年。
7. 一年四季任何时间都可以随时提供空调，可以随意设定室内温度，达到五星级要求。
8. 提供新风，保证室内空气新鲜。
9. 设计简单灵活，安装快速。
〈1〉中央空调的空调效果优于分体空调。中央空调可做到均有管道式空调送回风口或风机盘管送回风口。中央空调可使每个房间均实现夏季供冷、冬季供暖和春秋季通风换气的全年性空调效果。
〈2〉中央空调运行管理灵活方便，且运行费用低于分体空调。中央空调制冷站可直接控制制冷机的开停时间和冷量大小，可根据气候变化进行调整，以节约运行电费。而分体空调如制冷量大于58KW时，其运行电费就大于中央空调，而且难以进行各分散房间的统一控制。
〈3〉中央空调寿命长。分体空调如为公用，一般3～5年就须换新机，而中央空调设备则可用8～15年。
〈4〉中央空调噪声小于分体空调。中央空调可加装各种消声装置降低噪声，而分体空调如采用窗式空调器，则难以实现降噪措施。
〈5〉分体空调的凝结水不易处理好。
结束语：通过对地源热泵系统与分体空调加市政采暖系统在初投资和运行费用进行比较，得出地源热泵系统具有可行性。地源热泵系统具有经济、节能、环保等多方面的优势，弥补了我国传统的供暖制冷方式存在的问题，在很大程度上为国家节省了能源，减少了污染，缓解了电荒，符合我国环境保护与能源可持续发展的政策，在我国势必有良好的市场前景。
参考文献:
[1]．DB29-178-2007.天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程．
[2]．刁乃仁 方肇洪 等.地源热泵空调系统的研究开发与应用．
[3]．使用供热空调设计手册 第二版 陆耀庆 主编．
[4]．于明志 方肇洪.现场测试地下岩土平均热物性参数方法．
[5]．天津市地质矿产局. 天津市地质环境图集
[关键词]地源热泵系统；分体空调；市政采暖；初投资；运行费用；可行性
天津某学校新建校区约17万平方米，含办公楼、教学楼、实验楼、图书馆、食堂等配套建筑，以下是对该建筑采用地源热泵中央空调系统和分体空调加市政采暖系统在初投资和运行费用上的比较。其中的初投资和运行费用均为概算。
1.运行费用比较（以2000㎡为例）
1.1地源热泵中央空调系统运行费用分析
以建筑面积2000㎡为例进行比较，根据“面积热指标法”估算夏季冷负荷，取Q冷=130W，则该建筑总冷负荷为：Q总=130W*2000=260KW。选择机组和水泵（品牌未标出），其耗电功率如下表：
计算条件：
① 运行天数为夏季90天，冬季为120天；
② 每日运行时间为24小时；
③ 平均电价按0.79元/kw计算；
④ 地源热泵机组夏季运转系数为80%，冬季运转系数为90%；
⑤ 水泵日运行效率按照0.8计算
◆地源热泵机组全年运行费用：
夏季：（25%×25+50%×20+75%×25+100%×20）×60×24×0.8*0.79=50054.4元
冬季：（25%×35+50%×25+75%×35+100%×25）×75.2×24×0.9*0.79=93032.93元
冷冻水循环泵（夏季）：1×6.6×24×0.8*0.79×90=9009.80元
冷却水循环泵（夏季）：1×7.9×24×0.8*0.79×90=10784.50元
热水循环泵（冬季）：1×6.6×24×0.8*0.79*120=12013.00元
水源侧循环泵（冬季）：1×7.9×24×0.8*0.79*120=14379.30元
即：夏季年制冷运行费用：69848.70元；
冬季年供暖运行费用：119425.23元
全年总运行费用：189274元。(按照24小时连续运行计算)
1.2分体空调加集中供暖系统运行费用分析
（注：仍然按照“面积热指标法”估算夏季冷负荷，取Q冷=130W，则该建筑总冷负荷为：Q总=130W*2000=260KW。选择分体空调（品牌未标出），分体空调总功率为140KW）
夏季运行费用为：140KW×24小时/天×90天×0.7×0.79元/度=167227元(估算空调日运行系数为0.7)
冬季运行费用为：26元/㎡*2000 m2=52000元（根据滨海2006报价，采暖费26元/㎡测算）
全年总运行费用：219227元。
备注：（据了解滨海采暖热网供热能力有可能不能满足建筑物供热需求，为此很有可能冬季还需要电空调进行辅助供暖。）
综上所述，2000㎡地源热泵中央空调系统比分体空调加集中供暖系统在运行费用上每年节省29953元。
2.初投资比较（以2000平方米为例）
2.1地源热泵中央空调系统初投资分析
根据今年的市场价，本工程估算地源热泵中央空调系统230元/㎡，则总投资为：230元/㎡*2000㎡=460000元，（此报价含堆场路面破损及恢复费用）。
2.2分体空调加集中供暖系统初投资分析
分体空调设备费用：6000元/台*31台=186000元
计算条件：
①2000 ㎡总冷负荷为260KW；
② 1匹约2.8KW，则3匹的空调为8.4KW，即需要31台3匹的分体空调；
③ 每台3匹的分体空调按照6000元/台计算，其中分体空调设备费5500元/台，安装费500元/台；市政采暖接口费：按照60元/m2计算，共60元/m2*2000 m2=120000元；室内散热器费用：以地采暖形式为例，50元/㎡*2000㎡=100000元；（含采暖管道主材费及安装费）
该系统初投资共计：406000元。
综上所述，分体空调加集中供暖系统比地源热泵中央空调系统在初投资上节省54000元。
3.结论（以2000㎡为例）
系统形式 方案投资（元） 全年运行费用（元）
地源热泵系统 460000.00 189274.00
集中供热+分体空调系统 406000.00 219227.40
综上所述，采用地源热泵系统跟分体空调加集中供暖系统相比，收回成本的年限为：54000元/29953元=2年。
4.地源热泵空调系统原理介绍
地源热泵系统由地下换热部分（换热孔）、能量转换部分（机房系统）及能量释放部分（空调末端部分）三部分组成。
5.地源热泵空调系统优势
地源热泵技术是上世纪80年代奥地利人发明的，对于最大限度地利用自然环境的热（冷）量，节约电力和其他能源的消耗，做出了有益的尝试。随着近年来中国在节能和减排方面的日益重视，地源热泵技术在中国也出现了强劲的发展势头。地源热泵的最初产品用于别墅等高端住宅，近年来也大量用于大型公共建筑。地源热泵中央空调系统在天津的中小型商务建筑中也有了成功的案例。位于北洋职教园的某院新校区１７万平米建筑群，多由中小型单体建筑构成。建筑物布局紧凑，单体建筑体量适中，功能划分清晰，很适合采用地源热泵和太阳能的新能源综合利用设计，成为滨海新区节能减排的示范工程。
地源热泵系统的优势如下：
1. 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循环再生，实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低。
2. 地源热泵比风冷热泵节能40%，比电采暖节能70%。比燃气炉效率高48%，所需制冷剂比一般热泵空调减少50%。
3. 地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。
4. 地源热泵系统在运行中无需燃烧，因此不会产生有毒气体，也不会发生爆炸。
5. 由于地源热泵系统的供冷、供热更为平稳，降低了停、开机的频率和空气过热和过冷的峰值。这种系统更容易适合供冷、供热负荷的分区。
6. 地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年。
7. 一年四季任何时间都可以随时提供空调，可以随意设定室内温度，达到五星级要求。
8. 提供新风，保证室内空气新鲜。
9. 设计简单灵活，安装快速。
〈1〉中央空调的空调效果优于分体空调。中央空调可做到均有管道式空调送回风口或风机盘管送回风口。中央空调可使每个房间均实现夏季供冷、冬季供暖和春秋季通风换气的全年性空调效果。
〈2〉中央空调运行管理灵活方便，且运行费用低于分体空调。中央空调制冷站可直接控制制冷机的开停时间和冷量大小，可根据气候变化进行调整，以节约运行电费。而分体空调如制冷量大于58KW时，其运行电费就大于中央空调，而且难以进行各分散房间的统一控制。
〈3〉中央空调寿命长。分体空调如为公用，一般3～5年就须换新机，而中央空调设备则可用8～15年。
〈4〉中央空调噪声小于分体空调。中央空调可加装各种消声装置降低噪声，而分体空调如采用窗式空调器，则难以实现降噪措施。
〈5〉分体空调的凝结水不易处理好。
结束语：通过对地源热泵系统与分体空调加市政采暖系统在初投资和运行费用进行比较，得出地源热泵系统具有可行性。地源热泵系统具有经济、节能、环保等多方面的优势，弥补了我国传统的供暖制冷方式存在的问题，在很大程度上为国家节省了能源，减少了污染，缓解了电荒，符合我国环境保护与能源可持续发展的政策，在我国势必有良好的市场前景。
参考文献:
[1]．DB29-178-2007.天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程．
[2]．刁乃仁 方肇洪 等.地源热泵空调系统的研究开发与应用．
[3]．使用供热空调设计手册 第二版 陆耀庆 主编．
[4]．于明志 方肇洪.现场测试地下岩土平均热物性参数方法．
[5]．天津市地质矿产局. 天津市地质环境图集