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    新聞資訊

    如何計算熱泵的節能效果

    作者: 小編 編輯: 心日源 來源: 資料搜集 發布日期: 2022.08.30 點贊:1
    信息摘要:
    在我們實際的空調工程中,采用熱泵節能的經濟性評價問題十分復雜,而且影響的因素很多,其中主要有負荷特性,系統特性,地區氣候特性,低溫熱源特性、…

    一般來說,熱泵比燃煤供熱鍋爐節能,但是同時增加設備投資費用。因此,必須對熱泵的經濟效益作出綜合評價。以判斷熱泵在實際項目應用中是否省錢了,幫助業主在不同的方案比較重作出正確的選擇。


    額外投資回收年限法

    這也是常用的技術經濟比較方法。

    采用熱泵系統時候,設額外投資將增加ΔK,而每年帶來的節約燃料等運行費用為ΔS,假設投資回收期 τ 不超過允許的投資回收期 τ0 ,

    即:


    式中: Krb、 K -------  熱泵系統與鍋爐供熱系統的投資;

                S rb、 S ------ 熱泵系統與相比較的鍋爐供熱系統的運行費(能源費及設備維修費)


    如果暫時不考慮維修費的差別,則運行費的差別主要是能源費的差別。如果熱泵所需的電能由火電站提供,其火電站所消耗的燃料與鍋爐供熱所消耗的燃料相同。則能源費的差別可按節約的燃料費用來計算。

    即:

    ΔS   = a * ΔB

    式子 ΔB ------ 熱泵系統每年節約的標準燃料量

            a  -------- 標準燃料單價


    現設供熱系統(熱泵和鍋爐)每年需向熱用戶提供熱量 Q1(kj /a )

    當由鍋爐供熱時,每年的標準煤耗量 B 為

    B =  Q1 /  (7000 * 4.1868η1 *  η  )    (kg/a)

    式中  η ----  供熱鍋爐效率

             η 2 ----  熱網效率


    壓縮式熱泵系統的標準煤耗量 Brb ,y  =  W  /  (7000 * 4.1868η 1  η 2 ) =  Q1 /  (7000*4.1868 η1   η 2  )    * (1/ εh  )     (kj /a )

    每年節約的標準煤量為:

    ΔB = B  -   Brb ,y  =  


    式中    η  ----  凝汽式 電站的發電效率,取  η 1   =  0.25-0.35

               η 2   ----  輸配電效率,可取   η 2   =  0.9


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    能耗費用


    所謂的能耗費用是指熱泵或其他鍋爐等加熱同一熱量時所需的燃料費用,又稱動力費用或加熱費用。下面把用熱泵、煤、燃氣、油等多種方式供暖時,在一小時里加熱同一熱量 Q = 41868kj 時所需的費用作一比較計算。


    (1) 采用電動熱泵,所需功率 W = Q / (860 *  ε )

    εh = 3.5,則 W = 10000/(860*3.5) =  3.32kw 若工業與民用的電費單價分別為0.8 元/ kwh 及 0.6元 kwh,則上述電費為:

    工業:3.32* 0.8 = 2.656元

    民用: 3.32*0.6 = 1.992元


    (2)采用煤,所需燃料量為

    B = Q / (6700* η  ) 

        =  【 10000/ (6700*0.7)】= 2.13kg。

    若煤價為350元/t(0.35元/kg),則費用為2.13*0.35元 = 0.75元。


    (3)采用燃氣。所需燃氣(城市煤氣)燃料用量為

    B = Q/ (3500  *  η) = [  10000 / (3500 * 0.75 ) ] = 3.81 m3 

    若城市煤氣單價為 1.0 m3  ,則費用為 3.81 * 1.0 元 = 3.81元


    (4)采用輕油,所需油量為

    B  = Q / (10800 *  η) = [ 10000/ (10800 * 0.8) ] = 1.16 KG

    若油價為2.6元/kg,則費用為1.16 * 2.6元 = 3.02 元

    由以上預算可知,上述各種供暖方式的能源費用,由高到低的順序依次為:

     燃油費  >  輕油費  >  熱泵電費   煤費 


    那么,如何才能使熱泵耗電費不高于鍋爐耗煤費用呢?

    從上述的計算過程,可以明顯的看出:

    一是提高熱泵的制熱性能系數和發電的總效率;

    二是從能源價格,各個地方的能源價格不同,而且也會呈現出變化。

    為了說明此問題,可作下述簡單計算。


    設在其他條件不變的情況下,當燃煤價格為Y (元/kg) , 熱泵能源費用等于燃煤費用。即2.13 * Y = 2.656 元,則 Y =  1.247 元 /kg。 此時,煤 (元 / t )、電( 元 / kwh )價格比 ( 元 / t )、電 (元 /kwh )價格比 (元 / t  / kwh ) 為 1247 / 0.8 = 1558 。

    若 2.13 * Y = 1.992.

    則 Y = 0.935 元/ kg      此時,935 /0.6 = 1558 

    由上述簡單計算說明,在本技術條件 (如  εh = 3.5、 η g =  0.7)下,煤電價格比應該大于1558,熱泵供暖才能比燃煤鍋爐“省錢” 。

    但是目前我國該價格比約為500左右,而美國則高達4000,原蘇聯為 2000。即這些國家應用熱泵在節能能源耗費方面更為顯著。

    當然,熱泵供暖氣會比燃氣(燃油)鍋爐“省錢”。


    為方便計算和比較,下圖給出了以不同熱泵  εh  、 煤價、燃氣價 、 電價 、 燃燒效率 等 按以上計算所作出的動力費用線算圖,以推斷各種供熱方式的經濟性。

    早在多年前,瑞典學者勞倫教授就指出,某一地區適宜采用熱泵、電熱、或者是鍋爐供暖的方式,不僅取決于電價 X 與 燃料 Y 之比,還和供暖期的長短有關。


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    上圖表現出了他們之間的關系。

    圖中,縱坐標是電價與燃料價之比 m = X / Y ,橫坐標是供暖日數占全年天數的比例 τ,該圖是熱泵制熱系數 ε 為定值時候做出的。圖中E區表示電氣供暖范圍,當電價低(m值?。┖?nbsp;τ 值小時可采用。


    B 去適合鍋爐供暖,主要適用于電價比燃料價高和供暖時間長的地方。熱泵(HP)區則對于 m 值中等,供暖季節長的地方總是合適的。


    微信圖片_20220908103538_副本

    三種供暖方式與電價/燃料價、供暖期的關系


    對不同地點和不同類型的熱泵,其圖中O點位置以及曲線形態各不相同。












         


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