基于案例比较的地源热泵技术经济性分析
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＠ 筑 节能 Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ＿ 『 １ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ
基于案例比较的地源热泵技术经济性分析
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆ Ｅｃ ｏｎ ｏ ｍｙ Ｆａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｇｒ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｓｏ ｕ ｒ ｃ ｅ Ｈｅａ ｔ ＰＵ ｍｐ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃａ ｓ ｅ Ｓｔ ｕ ｄ ｙ
、
更
中圈分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ０
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ８ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ５ ８ — ０ ５
１ ห้องสมุดไป่ตู้述
近年来 ，传统基础性能源在全球范 围内开始 呈现 出 日益
枯 竭 的 态 势 ，同 时 ，我 国 的 建 设 工 程 产 业 蓬 勃 发 展 ，能耗 大
不 同可 以将地源热泵分 为两个类型 ：土 壤源地源热泵和地表 水热泵 。本文主要阐述在华东地 区运用较 多的土 壤源地源热
泵的基本情况和技术经济分析 。
作为绿色空调重要技术之一 ，其节能性 、环保 Ｉ ＇ Ｓ ｌ Ｅ ￣益 受到 青 Ｉ
睐 。地源热泵是利用土壤或地下水的低温位热能和蓄热性能 的一种热泵系统 ，在我国建筑行业对地源热泵技术 的开发和 应用还在起步阶段 ，在很多大型项 目中得以实施 ，对其经 济 效益和 系统后评 估的讨论显得非 常有现实意义 。
２ ． １ 运行原理
地源热泵是利用地下的地热资源 ，如 地下土壤和 地下水
作为热源 ，将热量从较低温度处输送到较高 温度处 的绿色空
化能源结构的重心 。暖通空调作为建筑节能领域 的重 点关注
对象 ，它所采用的新能源 、新技术都备受瞩 目 。其 中 ，热 泵
调系统 。它是一个较为广泛的概念 ，根据利 用地 热源的种类
土壤源地源热泵 （ 下文简称 为 “ 地源热泵 ”） 以大地作 为 低位热源 ，将热泵的换热器埋于地下 ，以循环液等作 为换 热
介质在封闭地下埋管 中循环流动 ，从而实现 土壤源地 源热 泵 系统与大地之间的热量交换 ，将不能直接使用的低位热能转
通过对公建项 目地源热泵空调系统案例的研究 将地 源
由 ：①地 下水循环泵 、②冷凝器 、⑨ 节流 装置 、④压缩机 、 ⑤蒸 发机 、⑥ 风机盘管 、⑦循环泵 以及地 下埋 管等主要设备
构成 。
ｈ 《
地源热泵系统在冬夏两季的采暖制冷过程 中 ，维持 了土壤源 热量的平衡 ，减免了对环境的损 害 。
地埋 管系统是地源热泵与土壤进行热量交换和传导 的重
算 ，进而形成指标性 分析 ，以此来 评价不同冷热源方案的综
合技术经济性能 。
幅提升 ，目前建筑能 耗 已占全社 会能源消 耗＠２ ５ ％以上 ， 并且伴随着发达国家推行绿色建筑的热潮 、 “ 可再生能源 ” 的研究和发展 、低碳经济时代的到来 ，建筑节能越发 成为优
２ 地源热泵系统 的基本原理和应用
比较 ，全面地描述地源热泵系统的技术经济效益 。 主 要研究方法 ：通过建设项 目实际数据的有效计算 ，选 取案例项 目初期建安投资 、运行阶段费用 、环保性能等几个
重点 方面作 为评 价对象 ，对 其功能 指数 、成 本指数 进行计
２ ． ２ 组成系统的主要 设备
５ ８绿 色 建 筑
周丹 ’史伟力 （ １ ． 上海建科造价咨询有限公司， 上 海 ２ ０ ０ ０ ３ ２； ２ ． 天津 大学 管理与经济学部 天津 ３ ０ ０ ０ ７ ２）
，
摘要 ： 地源热泵 系统在 能源节省 、环境保护 方面有很好 的后评估结果 ，能够 有效缓解建筑能耗 过高的情况 ， 在 工程 中非常值得 应用和推广 。 选取 某地源热泵项 目与 某同等规模 Ｖ Ｒ Ｖ系统项 目 ，在每 平方米初期投资 、每 平方米年运营费用 、费用年值 、动态回收期等方面 进行对比分 析得 出结 论 ： 由于主要设备 的技 术水平高 、施工安装复 杂 ，地源热泵系统造价远 超过 Ｖ Ｒ Ｖ系统 ， 但在运 营期 内会大大降低能耗和 维修 新费用 因而在全寿命周期内经济评价要好于普通 Ｖ Ｒ Ｖ空调系统 。 关键词 ： 地源热泵 ； 绿色建筑 ； 技术经济分析 ； 全生命周期 ； 费用年值
热 泵的主要设备 、优势和特性结合实际工程技术方面 的问题
进 行描述 ，对地源热泵系统的经济性进行研究和分析 ，在初
期 投资 和年运行 费用两 个方面与 常规 ￣ ｇ ＶＲＶ空调系 统进行
换为有用热能 。在冬季供热时 ，循环液从地下获 取热量 ，予
以室内采暖 ；在夏季制冷时 ，循环液把室 内的热量带 走 ，释 放到地下岩体 中。理论研究与实际试验均表 明 ，地下 土壤 温 度保持恒定 ，基本不受其他外界环境影 响 ，这为土壤 源地 源 热泵提供了稳定可靠的能量来源 。
要装置 ，一般选用聚 乙烯塑料盘管 。我 国的地源热 泵埋 管主 要 分为 ：水平埋管和垂直埋管 。水平埋管热泵系统 的优点是 施工方便 、造价低 ，缺点是换热器传热 的效果 差 ，受地 面温 度波动的影响较大 ，热泵运 行不稳 ，占地 面积 也较 大 。垂直 埋管热泵系统的优点是 占地面积 小 ，热交换效 果良好 ，换热 量大 ，热泵运行也相对稳定 ，缺点是初期投资较高 。
２ ０ １ ４ 年 第１ 期
Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ＠ 筑 节能
如图１ 所示 ，地源热 泵系统主 要分为 ：地 下管路换 热系 统 、热泵工质 循环系统 以及室 内空调 管路系统等 ３ 个 系统 ；
凝器 处冷凝放热 ，经 由地下管路换热系统 中的循环液吸收热 量 ，继而将热量送至地下埋管周 围温度较低 的土壤 中 ，把热 量 储存在土壤中 ，供冬季采暖使用 。冬季采暖时 ，通过热泵 系统中的换向阀 ，将储存在土壤 中的热量 ，转移到温度较低 室内 ，以实现采暖 ，同时储备冷量 ，供夏季制 冷用 。这样 ，
基于案例比较的地源热泵技术经济性分析
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆ Ｅｃ ｏｎ ｏ ｍｙ Ｆａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｇｒ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｓｏ ｕ ｒ ｃ ｅ Ｈｅａ ｔ ＰＵ ｍｐ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃａ ｓ ｅ Ｓｔ ｕ ｄ ｙ
、
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中圈分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ０
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ８ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ５ ８ — ０ ５
１ ห้องสมุดไป่ตู้述
近年来 ，传统基础性能源在全球范 围内开始 呈现 出 日益
枯 竭 的 态 势 ，同 时 ，我 国 的 建 设 工 程 产 业 蓬 勃 发 展 ，能耗 大
不 同可 以将地源热泵分 为两个类型 ：土 壤源地源热泵和地表 水热泵 。本文主要阐述在华东地 区运用较 多的土 壤源地源热
泵的基本情况和技术经济分析 。
作为绿色空调重要技术之一 ，其节能性 、环保 Ｉ ＇ Ｓ ｌ Ｅ ￣益 受到 青 Ｉ
睐 。地源热泵是利用土壤或地下水的低温位热能和蓄热性能 的一种热泵系统 ，在我国建筑行业对地源热泵技术 的开发和 应用还在起步阶段 ，在很多大型项 目中得以实施 ，对其经 济 效益和 系统后评 估的讨论显得非 常有现实意义 。
２ ． １ 运行原理
地源热泵是利用地下的地热资源 ，如 地下土壤和 地下水
作为热源 ，将热量从较低温度处输送到较高 温度处 的绿色空
化能源结构的重心 。暖通空调作为建筑节能领域 的重 点关注
对象 ，它所采用的新能源 、新技术都备受瞩 目 。其 中 ，热 泵
调系统 。它是一个较为广泛的概念 ，根据利 用地 热源的种类
土壤源地源热泵 （ 下文简称 为 “ 地源热泵 ”） 以大地作 为 低位热源 ，将热泵的换热器埋于地下 ，以循环液等作 为换 热
介质在封闭地下埋管 中循环流动 ，从而实现 土壤源地 源热 泵 系统与大地之间的热量交换 ，将不能直接使用的低位热能转
通过对公建项 目地源热泵空调系统案例的研究 将地 源
由 ：①地 下水循环泵 、②冷凝器 、⑨ 节流 装置 、④压缩机 、 ⑤蒸 发机 、⑥ 风机盘管 、⑦循环泵 以及地 下埋 管等主要设备
构成 。
ｈ 《
地源热泵系统在冬夏两季的采暖制冷过程 中 ，维持 了土壤源 热量的平衡 ，减免了对环境的损 害 。
地埋 管系统是地源热泵与土壤进行热量交换和传导 的重
算 ，进而形成指标性 分析 ，以此来 评价不同冷热源方案的综
合技术经济性能 。
幅提升 ，目前建筑能 耗 已占全社 会能源消 耗＠２ ５ ％以上 ， 并且伴随着发达国家推行绿色建筑的热潮 、 “ 可再生能源 ” 的研究和发展 、低碳经济时代的到来 ，建筑节能越发 成为优
２ 地源热泵系统 的基本原理和应用
比较 ，全面地描述地源热泵系统的技术经济效益 。 主 要研究方法 ：通过建设项 目实际数据的有效计算 ，选 取案例项 目初期建安投资 、运行阶段费用 、环保性能等几个
重点 方面作 为评 价对象 ，对 其功能 指数 、成 本指数 进行计
２ ． ２ 组成系统的主要 设备
５ ８绿 色 建 筑
周丹 ’史伟力 （ １ ． 上海建科造价咨询有限公司， 上 海 ２ ０ ０ ０ ３ ２； ２ ． 天津 大学 管理与经济学部 天津 ３ ０ ０ ０ ７ ２）
，
摘要 ： 地源热泵 系统在 能源节省 、环境保护 方面有很好 的后评估结果 ，能够 有效缓解建筑能耗 过高的情况 ， 在 工程 中非常值得 应用和推广 。 选取 某地源热泵项 目与 某同等规模 Ｖ Ｒ Ｖ系统项 目 ，在每 平方米初期投资 、每 平方米年运营费用 、费用年值 、动态回收期等方面 进行对比分 析得 出结 论 ： 由于主要设备 的技 术水平高 、施工安装复 杂 ，地源热泵系统造价远 超过 Ｖ Ｒ Ｖ系统 ， 但在运 营期 内会大大降低能耗和 维修 新费用 因而在全寿命周期内经济评价要好于普通 Ｖ Ｒ Ｖ空调系统 。 关键词 ： 地源热泵 ； 绿色建筑 ； 技术经济分析 ； 全生命周期 ； 费用年值
热 泵的主要设备 、优势和特性结合实际工程技术方面 的问题
进 行描述 ，对地源热泵系统的经济性进行研究和分析 ，在初
期 投资 和年运行 费用两 个方面与 常规 ￣ ｇ ＶＲＶ空调系 统进行
换为有用热能 。在冬季供热时 ，循环液从地下获 取热量 ，予
以室内采暖 ；在夏季制冷时 ，循环液把室 内的热量带 走 ，释 放到地下岩体 中。理论研究与实际试验均表 明 ，地下 土壤 温 度保持恒定 ，基本不受其他外界环境影 响 ，这为土壤 源地 源 热泵提供了稳定可靠的能量来源 。
要装置 ，一般选用聚 乙烯塑料盘管 。我 国的地源热 泵埋 管主 要 分为 ：水平埋管和垂直埋管 。水平埋管热泵系统 的优点是 施工方便 、造价低 ，缺点是换热器传热 的效果 差 ，受地 面温 度波动的影响较大 ，热泵运 行不稳 ，占地 面积 也较 大 。垂直 埋管热泵系统的优点是 占地面积 小 ，热交换效 果良好 ，换热 量大 ，热泵运行也相对稳定 ，缺点是初期投资较高 。
２ ０ １ ４ 年 第１ 期
Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ＠ 筑 节能
如图１ 所示 ，地源热 泵系统主 要分为 ：地 下管路换 热系 统 、热泵工质 循环系统 以及室 内空调 管路系统等 ３ 个 系统 ；
凝器 处冷凝放热 ，经 由地下管路换热系统 中的循环液吸收热 量 ，继而将热量送至地下埋管周 围温度较低 的土壤 中 ，把热 量 储存在土壤中 ，供冬季采暖使用 。冬季采暖时 ，通过热泵 系统中的换向阀 ，将储存在土壤 中的热量 ，转移到温度较低 室内 ，以实现采暖 ，同时储备冷量 ，供夏季制 冷用 。这样 ，