燃气热泵与电动热泵的技术经济比较

燃气热泵与电动热泵的技术经济比较

朱凤

◎朱凤

(石家庄铁路运输学校车辆部，河北石家庄050011)

中图分类号：TU833文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）06-147-02

摘要：结合现有产品的技术水平，分析比较了燃气热泵与电动热泵的一次能源利用率。针对不同电价、不同燃气价的情况计算了两种热泵的运行成本。由计算结果绘制的图表对空调方案的选择提供了有益的参考。

关键词：燃气热泵；电动热泵；技术经济比较；一次能源利用率

一、前言

商用多联式空调，以其设备选型灵活、安装方便等优点，在中小型商场、办公楼等公共建筑空调工程中得到了广泛的应用和认可。这类机型的代表性产品有上海大金空调有限公司生产的电动热泵以及大连三洋制冷有限公司的燃气热泵。大金空调公司的电动热泵，其室外机自8HP（1HP约为28kW）到18HP共有六种基本规格，可按制冷量相差2HP的方式任意结合。配合使用其生产的HRV型全热交换器能量回收系统，使空调系统的运行具有了很高的节能性。与此同时，由于其可实现灵活的间歇运转模式，从而在-20℃的室外环境下仍能实现安全运行［1］，但性能系数将大大下降。此同时，由于其采用了高效的废热回收装置，大大提高了制热时的性能系数，在-21℃的室外环境下不仅可正常运行［2］，而且其性能系数几乎没有明显下降，因为它利用了内燃机的废热来预热新风。以上两种热泵空调的问世，为中小型公共建筑的空调工程设计提供了很大的方便，但同时也对这两种热泵的选择带来了一定的困难。本文结合设备厂提供的产品性能对这两种热泵的一次能源利用率及运行成本进行了分析计算，旨在使设计人员及用户，能够结合当地的资源条件、方便合理地进行空调方案的选择。

二、分析计算的原始数据

在进行一次能源利用率及设备运行成本的计算中，所选择的两种热泵的原始资料来源于两种产品样本提供的数据。燃气热泵的型号为DGP-H450J2Gu2，电动热泵的型号为RXY16MY1(E)。这两种机型均为基本机型，且具有相同的制冷量。其相关数据见表1。

三、一次能源利用率(PER)比较

对于GHP而言，压缩机是靠燃气发动机直接驱动的，因此压缩机不消耗电能，但由于室外机仍有风扇，同时为了更好的利用发电机的余热，采用了小型板式换热器以回收部分发动机的废热，因此这些辅机尚需消耗少许电能（即表1中的1.07和1.15）。在进行PER计算时应考虑这部分能量消耗对应的一次能源消耗。其一次能源利用率的计算公式如式（1）所示。

式中各符号含义与（1）式相同。

利用公式（1）、（2）及表1中的数据，便可求得GHP及EHP的一次能源利用率，计算结果见表2。

四、单位冷热量运行成本比较

在比较两种热泵的运行成本时，电价及燃气价的取值对计算结果有直接影响，为使计算结果更具普遍性和实用性，本文对不同电价和气价进行了计算。电价的变化范围为0.4～0.9元/kW?h，燃气价的变化范围为1.4～2.4元/Nm3。燃气的热值取34.88MJ/Nm3。计算以表1的参数为依据，运行成本只考虑直接能源消费成本，计算所依据的公式如下：

燃气热泵制冷时的运行成本：

将表1中的数据代入以上相应公式，即可求得不同电价、不同燃气价格时，燃气热泵及电动热泵制冷制热的平均运行成本，由计算结果绘制的运行成本曲线如图1所示。

由图1可以看出，不同电价和气价对热泵空调的运行成本影响很大，因此在进行方案选择时必须认真核算。然而核算的工作显然是非常繁琐的。如采用图1所示的成本曲线，工程设计人员可根据当地的电价及燃气价格很方便地进行热泵形式的选择。例如某地电价为0.55元/kW?h，燃气价1.8元/Nm3，则电动热泵的运行成本将略低于燃气热泵，如燃气价格不变，电价提高到0.60元/kW?h，则电动热泵的运行成本将高于燃气热泵。

五、设备初投资分析

两种机型的室内部分相差不大，室外机的安装条件、占地面积也相差不大，因此设备初投资主要体现在室外机的价格。就制冷量为45kW的室外机而言，其价格（询价）见表3。

显然，燃气热泵的初投资较电动热泵高。

六、结论

就现有热泵产品的性能而言，燃气热泵制冷制热的平均一次能源利用率高于电动热泵，其初投资高于电动热泵。而其运行成本的高低主要取决于当地的电价及燃气价格，并且不同的电价、燃气价将对运行成本带来很大的差异。因此，设计人员在进行方案选择时，必须结合当地的资源价格认真核算其运行成本。本文通过计算绘制的成本曲线可作为选择热泵形式的重要参考。

参考文献

[1]大金工业株式会社．VRVⅡsystem.PCVCN0328A，44.

[2]大连三洋制冷有限公司．GHP燃气热泵空调，NO.0311A5J215，8.

[3]杨昭，等．燃气热泵及其它供热空调系统的能源利用分析评价[J]．太阳能学报，2001，2：172。