热泵技术应用与电力市场开拓

杜雅飞 DU Ya-fei；马俊方 MA Jun-fang；潘美容 PAN Mei-rong

（国网山西省电力公司省客服中心，太原 030008）

摘要： 文章从热泵技术原理、分类以及山西地区热泵应用自然条件和现状出发，选取应用案例对热泵和城市集中供暖的经济性进行比较，说明其在节能减排、经济性方面的优势，指出供电公司在热泵推广应用中可做的工作。

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关键词 ： 热泵；节能减排；电力市场

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）03-0171-02

作者简介：杜雅飞（1978-），女，山西祁县人，毕业于山西太原理工大学，研究方向为电力市场开拓。

1 热泵技术简介

热泵技术是一种利用土壤、地下水、地表水、海水、污水等资源既能供热又能制冷的高效节能环保型技术。热泵通过输入少量的电能，即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。它不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。

冬季时，热泵从土壤、地下水或者地表水中的热量提取出来，提高温度后供给室内用于采暖；夏季时，它可以代替普通空调，把室内的热量提取出来释放到土壤、地下水或者地表水中去。同时，它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效利用能源的方式。

目前技术成熟的热泵系统按换热介质分有空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵三类。

2 山西省水源热泵发展自然条件

2.1 可利用水源条件限制问题 山西属于水资源严重缺少的地区，因此地下水资源相当珍贵，有很多地方是水源保护地，还有一些地区属于地下水超采区及塌陷区，地下水的开发利用受到很多限制条件。水源热泵理论上可以利用一切的水资源，但在实际工程中，不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。

2.2 水文地质条件、回灌及水质污染问题 热泵系统运行效果的好坏很大程度上与当地的地质条件有很大关系。对于水源热泵来说，地质条件不好容易出现回灌困难的现象。此外，热泵系统的开发利用可能造成水质污染是因为不同水质的含水层水混抽混灌引起的。对于直接进入机组的地下水，工质、润滑油的泄漏也是水质污染潜在的危险从而使系统的费用大幅增加。

2.3 山西省热泵技术应用统计 对近三年热泵技术应用进行统计，发现热泵供热（冷）面积发展迅猛，也相应带动了用电容量。

2.4 目前执行的电价政策 热泵技术应用于居民小区、酒店、医院，执行一般工商业电价。

3 热泵技术经济性分析比较

热泵技术在建筑中应用的总成本包括初投资、年经营成本（包括年运行费用）两部分，这两方面都直接影响到热泵技术在建筑应用的效果，所以单纯考虑任何一方面，都会导致另一方面成本的不合理增加。因此进行热泵技术经济性分析，一定要综合考虑整个寿命期内的成本和收益，认真细致的权衡初期投资和使用阶段的成本，合理安排，综合分析。

3.1 初投资 指热泵系统各部分投资之和，包括：设备购置费、安装费、钻孔费或钻井费、土建费等。

设备费用：是指系统主要设备的价格费用。据调查：“地源热泵设备按制热量0.8元/W的价格计算”。

安装费用：是指安装设备时所需支付的费用，一般按设备费的一定比例来计算，热泵系统按15%计算。

钻孔费用或钻井费用：即地下埋管时打孔或钻井费用。各地区地质条件不同，钻孔深度及难度使费用差距较大，此处按600元/米计算，即钻孔及打井费用=钻孔数量钻孔深度每米孔深或井深的价格。

土建费：本文略去。

即初投资费用=设备费用+安装费用+钻孔费用或钻井费用。

3.2 年运行费 包括设备运行时产生的电费、水费，人员工资、维修费，热泵系统运行较稳定，所以暂不计入维修费，即年运行费=电费+水费+工资，水费和人员工资相对固定，本文只讨论电费对运行费的影响。

3.3 理论计算举例 太原A居民住宅小区，建筑面积13万平米。采用水源热泵系统取暖，凿水井15口，5口取水井和10口回灌井。资料显示，太原市住宅每平米冬季取暖所需热负荷在48W左右，所以，该住宅楼的冬季热负荷应为13万平米×48W/平米=6240kW左右。

①初投资费用=设备费用+安装费用+钻孔费用或钻井费用=0.8元/W×6240kW+0.8元/W×6240kW×15%+15口井×400米×600元/米=934.08万元；

②电力消耗。太原A居民住宅小区，建筑面积13万平米。根据相关资料，太原住宅每平米冬季取暖所需热负荷在48W左右，所以，该住宅楼的冬季热负荷为13万平米×48W=6240kW左右。采用地下水源热泵取暖，效率一般为普通取暖的4倍，所以采用地源热泵所需的热负荷应为1560kW左右。取暖期为11月1日到次年3月31日共150天，每天24小时供暖，负荷系数70%。可以计算如下：

1）热泵系统耗电量：热泵机组输入功率=6240/4=1560kW。热泵系统采暖期耗电量=1560kW×150d×24h×70%=393.12万kWh。2）热泵系统电费：现执行一般工商业电价：电费=393.12万kWh×0.7281元/kWh=286.2万元，则采暖电费均价=286.2万元/13万平米=22.02元/平米。3）集中供暖采暖费：太原市集中供暖收费标准为：住宅按建筑面积每月3.6元/平米（使用面积每月4.8元/平米）；太原市供暖时间为2012年11月1日至2013年3月31日，共五个月。一个采暖期每平米采暖费=3.6元/平米×5个月=18元/平米。4）经济性对比。如采用热泵供暖，执行一般工商业电价不优惠，采暖电费均价为22.02元/平米，而集中供暖标准为18元/平米，所以热泵供暖不具备优势；如对热泵每度电优惠0.10元（电价降为628.1元/kkWh），采暖电费均价为18.99元/平米，下降幅度3元左右；如对热泵每度电优惠0.15元（电价降为578.1元/kkWh），采暖电费均价为17.48元/平米，与集中供暖价格基本持平；如按2012年1-11月份全省累计售电均价538.91元/kkWh计算（每度电优惠0.19元），采暖电费均价为16.30元/平米，比集中供暖标准低1.7元。

4 供电公司在推广应用中可做的工作

①加强热泵技术的宣传推广。总结应用热泵技术的成功案例，归纳适宜推广热泵技术的模式，为营销人员引导客户应用热泵技术提供参考。实现热泵技术不仅能推广开，还要争取用的好，实现用电稳定，真正做到扩大售电市场。②加强业务办理环节对信息的掌握与管理。加强热泵技术用户在用电业务各环节信息的收集，标注识别信息，鼓励客户对热泵设备用电实行独立装表计量。完善信息报送体系，加强县级公司业扩人员对地级公司的支撑作用。③加大政策支持力度。将推广热泵技术纳入开展节能服务工作和电力需求侧管理工作的总体框架，加强与政府相关部门的协调与沟通，通过政府激励措施，加快推动热泵技术的推广应用。目前，部分省份根据已制定的《河北省地源热泵项目检测办法》确定的补贴标准：土壤源热泵和再生水源热泵每平米每节约1W补贴2.8元，地下（表）水源热泵每平米每节约1W补贴1.96元。

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参考文献：

[1]李舟.北京市水源热泵技术应用现状调查与分析[J]建筑热能通风空调，2012（8）：4.

[2]李轶，孙霞，王文礼.地源热泵经济性研究[J]山东建筑工程学院学报，2003（3）：1.

[3]蒋慧颖，张铭，闫明.水源热泵系统探讨与应用[J].建筑节能，2007（10）.