空气源热泵的节能效果及经济可行性分析_巨永平VIP专享VIP免费

1996年9月Sep.1996天津大学学报JOURNALOFTIANJINUNIVERSITY第29卷第5期Vol.29No.5空气源热泵的节能效果及经济可行性分析巨永平*张永铨(土木工程系)吕灿仁(热能工程系)刘耀浩(土木工程系)本文1994年9月15日收到.1995年1月5日收到修改稿.*1963年生,男,硕士,讲师.Bornin1963,male,M,lecturer.摘要研究空气源热泵在我国不同供热分区内使用的节能效果及经济可行性.提出了空气源热泵、锅炉及电加热3种方式的一次能耗及年度使用费用的计算方法,并分别给出了空气源热泵与其他供热方式在经济及能耗上可比的准则关系式.针对7个不同的供热分区计算分析了两种热泵系统与其它供热方式相比的节能效果及经济效益,并对我国空气源热泵的发展使用提出了几点原则性的结论和建议.关键词:空气源热泵,节能,供热系统,中国供热分区分类号:TK114ENERGYSAVINGEFFECTANDECONOMICFEASIBILITYOFAIR-SOURCEHEATPUMPSJuYongpingZhangYongquan(Dept.ofCivilEng.)L™Canren(Dept.ofThermalenergyEng.)LiuYaohao(Dept.ofCivilEng.)AbstractThispaperdealswiththeenergysavingeffectsandtheeconomicfeasibilityofair-sourceheatpumpsinvariousheatingareasinChina.Theauthorspresentthecalculationmethodsofcoalconsumptionandannuallife-cyclecostofthreekindsofheatingsystems——boiler,electricheaterandheatpump,andthengivethenormequationswhichcanbeusedtocomparetheair-sourceheatpumpswiththetwootherheatingsystemsintermsofeconomyandenergyconsumption.Withthenormequationstheauthorshavecalculatedtwokindsofair-sourceheatpumpsinsevendifferentheatingareas.Inconclusiontheauthorspresentsomeprincipalideaswhichareimportantintheuseanddevelopmentofair-sourceheatpumpsinChina.Keywords:air-sourceheatpumps,energysaving,heatingsystems,heatingareasinChina我国的气候和自然资源有利于热泵采暖,采用热泵发掘环境资源的收益比国外要好[1].黄河、长江流域的广大地区夏季需要空调,冬季需要供热,促进了空调器向冷热两用的方向发展.随着生产能力和技术水平的提高,热泵型空调器已占有相当大的比例[2].空气源热泵的供热性能随气候变化有很大不同,热泵能否广泛使用,取决于有无社会及经济效益.因此,不同地区使用空气源热泵供热与传统的供热系统相比,节约能源的程度和经济上是否合算,一直是众所关心的问题.1空气源热泵供热系统的节能效果1.1不同供热系统的一次能耗(折合煤)1)空气源热泵供热系统的一次能耗MhpMhp=3600·Sql/(Ge·Get·HSPF·Hd)(1)2)锅炉供热系统的一次能耗Mb锅炉供热系统主要以燃煤为主,同时辅助设备要消耗一定的电能.折合成一次能耗计算式为Mb=3600·Sql/(Gb·Hd)+3600·s·Sql/(Ge·Get·Hd)(2)式中:Gb=1.12Gbo-0.16[3].3)电加热供热系统的一次能耗MeMe=3600·Sql/(Ge·Get·Hd)(3)1.2空气源热泵供热系统的节能效果以热泵的一次能耗为基准,定义一次能源节约率ExEx=(Mx-Mhp)/Mhp(4)1)空气源热泵供热系统和锅炉供热系统的一次能耗比较Eb=Ge·Get·HSPF/(1.12Gbo-0.16)+s·HSPF-1(5)当Eb>0时,热泵系统比锅炉系统节约一次能源.在式(5)中令Eb>0则有图1热泵和锅炉供热系统一次能耗比较准则曲线Fig.1EnergyconsumptioncomparisonofaheatpumpwithaboilerheatingsystemHSPF>1/(Ge·Get/(1.12Gbo-0.16)+s)(6)式(6)为空气源热泵供热系统和锅炉供热系统的一次能耗相比较的准则关系式.若式(6)成立,说明热泵供热系统比锅炉供热系统节约一次能源,反之,则热泵供热系统比锅炉供热系统多消耗一次能源.取s=0.025[4],Ge·Get=0.3,可作出图1.如果Gbo和HSPF作出的点落在图中曲线上方,则热泵供热系统和锅炉供热系统相比能节约一次能源.各种不同类型的热泵在不同地区有不同的季节性能系数HSPF.文献[5]针对某空气-空气热泵计算出了其HSPF在我国7个供热区域的主要参数如表1,供热区域的分布如图2(钓鱼岛及南海诸岛因缩比过大兹略).·751·第29卷第5期巨永平等:空气源热泵的节能效果及经济可行性分析表1某空气源热泵在7个供热区域的主要参数Tab.1Mainparametersofanair-sourceheatpumpindifferentheatingareas项目Ⅰ...