地源熱泵既能供暖又能空調(diào),既環(huán)保又節(jié)能,但地源熱泵是否具有經(jīng)濟競爭性仍然是一個非常關(guān)鍵的問題。由于涉及的因素很多,不同地區(qū),不同能源結(jié)構(gòu)及價格等都將直接影響地源熱泵的經(jīng)濟性,這里僅通過對地源熱泵與傳統(tǒng)的供暖空調(diào)方式進行比較,探討其經(jīng)濟性。
地源熱泵供暖經(jīng)濟性可以和傳統(tǒng)燃煤、燃油和天然氣鍋爐進行比較,地源熱泵空調(diào)經(jīng)濟性可以和單冷空調(diào)進行比較,及其供暖空調(diào)綜合經(jīng)濟性的比較。評價的主要指標(biāo)有:初投資、成本,及現(xiàn)金流量表相關(guān)經(jīng)濟參數(shù)的評價。
經(jīng)濟參數(shù)
1.初投資:指供暖空調(diào)系統(tǒng)各部分投資之和,包括有:土建費、設(shè)備購置費、安裝費及其它費用(包括設(shè)計費、監(jiān)理費和不可預(yù)見費)。
2.年總成本:指系統(tǒng)各部分的運行費,如水費、電費、燃料費;排污費;管理人員工資、管理費;設(shè)備折舊費和設(shè)備維修、大修費等。
3.年經(jīng)營成本:指年總成本中扣除設(shè)備折舊費。
4.單位面積經(jīng)營成本:用年經(jīng)營成本除以供暖或空調(diào)面積來計算。
5.單位熱(冷)量經(jīng)營成本:用年經(jīng)營成本除以供暖累積熱負荷或空調(diào)累積冷負荷來計算。
6.現(xiàn)金流量表:采用現(xiàn)金流量表方法計算投資項目的有關(guān)經(jīng)濟性指標(biāo),如財務(wù)內(nèi)部收益率,財務(wù)凈現(xiàn)值(NPV)及投資回收期(Pt)。
對一投資項目,如財務(wù)內(nèi)部收益率大于基準(zhǔn)收益率,財務(wù)凈現(xiàn)值NPV>0,表明項目盈利能力滿足了行業(yè)最低要求,項目在財務(wù)上是可以接受的;如NPV<0,則表示未能達到預(yù)定的收益,表示可以不考慮此項目。
投資回收期評價方法:如項目的全部投資回收期小于行業(yè)基準(zhǔn)投資回收期,表明項目投資能按時收回,投資回收期越小,表明經(jīng)濟性越優(yōu)。
計算條件
1.選取天津地區(qū)住宅樓為計算對象,供暖熱指標(biāo)取50w/m2,空調(diào)冷指標(biāo)取80w/m2。
2.地源熱泵冬季供暖制熱系數(shù)4.00,夏季空調(diào)制冷系數(shù)4.50,單冷空調(diào)制冷系數(shù)取3.20。
指標(biāo)
燃料(*)熱值(Kcal/*)效率單價(元/*)
煤(kg)50000.700.25
油(kg)103000.852.65
天然氣(m3)85000.901.80
3.經(jīng)濟參數(shù)有:地下水資源費(0.04元/噸),電價(0.5元/度),各種燃料的熱值及價格(見右表),軟化水費,排污費,工人工資,利率,設(shè)備使用年限等。
4.供暖空調(diào)收費標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)北方地區(qū)有供暖收費標(biāo)準(zhǔn),如天津地區(qū)為18.5元/m2,但空調(diào)沒有收費標(biāo)準(zhǔn)。將來供暖空調(diào)要改為“計量收費”,以熱(冷)量為收費單位,如南方某地出臺以0.28元/kw.h冷量為收費標(biāo)準(zhǔn)。
分析比較
1.初投資比較,初投資中包括了從冷熱源到管網(wǎng)到室內(nèi)終端的所有投資項。見圖1,熱泵的初投資高于鍋爐,但從總初投資看,由于地源熱泵可供暖供冷,一機兩用,一次投資全年使用,節(jié)省了冬季供暖的投資,因此地源熱泵的初投資要低于鍋爐加空調(diào)系統(tǒng)的總投資。
2.供暖成本比較,見圖2,煤鍋爐供暖成本最低,其次是地源熱泵、天然氣鍋爐,油鍋爐最高。以地源熱泵為基準(zhǔn)比較各方案供暖成本,煤鍋爐比地源熱泵低30%左右,而天然氣鍋爐要高40%左右,油鍋爐要高70%左右。
3.空調(diào)成本比較,地源熱泵的空調(diào)運行成本要低于單冷空調(diào),低約30%左右。
4.從凈現(xiàn)值看,收費標(biāo)準(zhǔn)0.28元/kw.h時(圖3),各供暖空調(diào)方案的凈現(xiàn)值均小于0,只有煤鍋爐當(dāng)供暖面積大于一定值時凈現(xiàn)值才大于0,說明按0.28元/kw.h的收費標(biāo)準(zhǔn),只有燃煤鍋爐具有一定經(jīng)濟效益。如果加大收費標(biāo)準(zhǔn),如定為0.4元/kw.h,重新計算各方案的凈現(xiàn)值(圖4)、收益率(圖5)和投資回收期(圖6),可以得到燃煤鍋爐和地源熱泵供暖的凈現(xiàn)值均大于0,內(nèi)部收益率大于基準(zhǔn)收益率8%,以及投資回收期小于10年,此時燃煤鍋爐和地源熱泵供暖經(jīng)濟上是可行的。相比之下,由于單冷空調(diào)經(jīng)濟性明顯低于地源熱泵空調(diào),所以燃煤鍋爐供暖加單冷空調(diào)方案的經(jīng)濟性要低于地源熱泵供暖空調(diào),說明了地源熱泵一機兩用,既供暖又空調(diào)的經(jīng)濟優(yōu)勢。
對地源熱泵方案與燃煤、燃油和燃氣鍋爐加單冷空調(diào)各方案的綜合經(jīng)濟性(凈現(xiàn)值均,收益率,投資回收期)進行比較,地源熱泵為最優(yōu)方案,其次依次是燃煤、天然氣和油鍋爐加單冷空調(diào)系統(tǒng)。
以上是“單位熱(冷)量收費標(biāo)準(zhǔn)”的計算結(jié)果,對經(jīng)營者來說,供應(yīng)的熱(冷)量越多,所收取的費用將越多,并且供暖空調(diào)的成本相對越低,因此其經(jīng)濟效益將越高,這類似于電力的供應(yīng),電廠供應(yīng)的電力越多,效益將越高。因此不同建筑物,不同的供熱(冷)量,經(jīng)營者的經(jīng)濟效益將不同,不能照搬本文的計算結(jié)果。應(yīng)針對具體的建筑物類型、用途,當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料,當(dāng)?shù)氐母鞣N能源價格及供暖空調(diào)的收費標(biāo)準(zhǔn)來進行可行性研究,以確定何種供暖空調(diào)方式為最經(jīng)濟方案。
對傳統(tǒng)的“單位面積收費標(biāo)準(zhǔn)”,由于供應(yīng)的建筑物面積是確定的,向用戶收取的采暖空調(diào)費用是固定的,因此對經(jīng)營者來說,供應(yīng)的熱(冷)量越少,其效益就越高。這與“計量收費”的效果正相反,但采用“計量收費”是有利于用戶和有利于節(jié)能的。