山东聊城空气源热泵技术适应性探讨

耿磊 吕鹏

摘    要：随着国家大力推广清洁能源的利用，逐年提高清洁供热占比，空气源热泵作为清洁高效技术有着广泛应用与适用性;由于各地政策及资源等条件，使其在经济性方面存在不同的适用性。本文以山东聊城为例，根据当地政策以及资源条件，建立系统经济测算模型显示，投资及运行費用均不能满足投资者要求，指出在满足何种条件下，该技术可达到基本经济性，为该地区的该技术推广提供一定借鉴及建议。

关键词：空气源热泵;适应性;经济性;政策

1  引言

雾霾的日渐严重化，能源的消耗剧增，节能减排任务日益凸显，对此国家稳步推进2+26城市清洁能源供暖工作的相关部署，热泵技术作为清洁高效技术有很大潜力。近年来国内专家针对热泵技术做了很多研究苏玉海[1]等以河北某地区煤改电工程实际应用中分析指出：“在该地区室外温度在零下5摄氏度以上时，机组出水温度为45℃即可满足供暖需求;相似室外条件下，室内每提高1摄氏度，热泵机组耗电量将增加 14.6%，多供出热量10.33%”。李永等对河北省空气源供暖项目实测指出：“在电价为0.484元/千瓦时，全年折算电费为19元/m2”。李爱松[2]等通过对北京地区15个典型空气源热泵项目的长期监测，热泵系统COP大于1.8的占比高达80%以上，说明该系统的实际应用效果很好。姚杨、姜益强等[3][4针对热泵除霜方面进行了研究分析，为系统的优化设计提供了数据及理论支撑。专家学者以研究机组本身及系统运行较多，为进一步探讨空气源热泵技术的地区适应性，本文以聊城为所在地结合当地政策、资源等条件，以经济性角度进行评估判断在该地区的适应性，为该类技术项目推广提供一定借鉴。

2  工作原理

空气源热泵机组的工作原理是运用逆卡诺循环原理，通过机组做功（压缩机）使热媒（冷媒）产生物理相变（液态—气态—液态），通过往复循环不间断吸热与放热的相变过程，由机组装置（蒸发器）吸取低温热源空气中的热量，通过水热交换器（冷凝器）向冷水中不断放热，使水逐渐升温。该工作方式是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体，它通过消耗少量的逆循环净功，来获得较大的供热量，可以将低品位能转为高品味能，同时与消耗的高品位能一同转化为所需能，从而达到节能目的。

3  案例模型建立

3.1  聊城地区能耗指标

本文以山东聊城为所在地，调研获取了2018-2019年该地不同建设时间的居民住宅楼实际能耗数据。数据显示：一、所调研小区的采暖缴费率（采暖缴费面积除以小区总面积）在60.1%-89.6%之间，综合指标为64.9%;二、小区的单位面积耗热量指标在0.19-0.31GJ/m2之间，综合指标为0.22GJ/m2。

3.2  聊城地区当前政策性指标

取暖用热价格：居民取暖用热价格每建筑面积平方米为23元。

配套费收取价格：2014年该地出台的政策供热设施配套费为55元（含一次网30元/换热站及二次网25元）。

用电价格：2019年7月1日起，该地区不满1千伏工商业用电价格：加权平均电价为0.6239元/千瓦时。

3.3  案例模型方案配置

本文以该地区某2万平米的居民小区为例，该小区为2010年以后的新建小区，小区建筑外墙有保温板为节能建筑。住宅供暖设计热指标按《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通》取值为40W/m2，小区设计热负荷为800kW，整个采暖季累计耗热量为112万KWh。方案采用空气源热泵系统为小区用户进行集中供热，主要设备为：8台130KW的空气源热泵;2台循环泵;补水定压;软水装置及其他辅助装置。

4  案例模型分析

4.1  系统初投资

该系统初投资：工程费用：109.05万元（其中设备费用94.30万元，安装费用14.75万元）;工程建设其它费用为：23.00万元;基本预备费用为6.60万元;建设项目总造价为：138.6万元;折合单位面积建设费用69.3元/m2。

4.2  系统运行费用

空气源热泵系统运行费用（未考虑折旧费、摊销等费用）包括：电费33.35万元、水费1.09万元、人工费10万元及维修费3.27万元;合计47.71万元;折合单位面积运行费用为23.86元/m2。

综上所述：在当前政策及相关边界下，经济性尚不能满足投资需求，对该技术在聊城地区推广有一定负影响。

4.3  主要指标对经济性影响及建议

4.3.1  电价对经济性影响

在空气源热泵系统的运行费用中，耗电费用占比最大约70%，若电价下调5%，单位面积运行费用为23.02元/m2，运行费用与采暖收入基本持平;若电价下调10%，单位面积运行成本为22.19元/m2，运行费用低于采暖收入，会产生一定的收益。电改政策预测，电价有望继续下调，将对该技术在聊城地区推广有一定的积极作用。

4.3.2  配套费对经济性影响

目前聊城地区配套费收取政策为55元/m2，而单位面积建设费用约为69.30元/m2，收取的配套费尚不能覆盖建设投资费用，近15元/m2的费用差，较大影响该技术在该地区的推广应用。建议政府可以通过提高该类清洁能源系统的补贴政策，将此部分差额通过政策补贴形式或提高配套费补给建设投资方，将有利的促进该技术在聊城的应用。

4.3.3  其他影响（水、人、维修等）

该系统运行费用中耗水、人工及维修等费用，相对占比较小约30%，若该类费用可以在运行中降低，也将对该技术的应用产生积极的作用。建议可以采取高度集成化的无人值守系统或通过多项目运行均摊人员成本，降低人员费用。

5  结论

空气源热泵技术可行性很高;目前由于各地区存在一定政策差异，从经济性考虑会存在一定的受限。电价是空气源热泵运行成本的主要影响因素，在该地区在目前电价再下降5%的情况下，供热收入与运行成本将基本持平，电价下降10%项目将有部分收益;配套费由目前55元/m2提高至70元/m2，或通过政策补贴形式补差，该技术在该地区的应用将更进一步激活。

目前政策边界条件下，在聊城因其经济性存在一定的限制，政府若加大推广该清洁能源技术，应考虑进一步的政策扶持及资金补贴;同时投资者提高自身建设运营能力，通过降本增效提高项目收益。

参考文献：

[1] 苏玉海，邓志扬，杨文军.空气源热泵热水机组在河北某地区煤改电工程中的应用分析[J].制冷与空调，2017（8）：52～55+58.

[2] 李爱松，李忠，聂晶晶，刘宗江.北京农村空气源热泵供暖项目运行实测[J].暖通空调，2017（12）：138～142+107.

[3] 姚杨，姜益强，高强.无霜空气源热泵系统初步实验研究[J].建筑科学，2012（S2）：198～199+208.

[4] 姜益强，田浩，董建锴.多联机空气源热泵相变蓄能除霜特性试验研究[J].制冷与空调，2014（8）：102～105.