赵洁

摘要：本文针对上海某综合性建筑生活热水系统，通过计算电、天燃气、空气源热泵以及太阳能4种热源的综合能源价格和总能耗、总污染物排放量，对其进行经济效益和环境效益比较，最终结合实际情况，选择最佳的热源。

关键词：电，燃气，气源热泵，太阳能，热水

1、前言：

生活热水系统的热源是多种多样的，由于經济因素、环境因素或者是供给连续性的原因，生活热水系统的热源中电热水器机组、燃气热水器机组、空气源热泵热水机组以及太阳能热水机组这四种热水器在生活热水系统中占有较大比例。

根据上海的气象条件，其年辐照总量不足4500MJ/（m2.a），属于太阳能资源一般地区，太阳能保证率40%～50%，可采用太阳能作为热源；其年平均气温15.7℃，最冷月平均气温0.3℃，属于在夏热冬暖地区，也可采用空气源热泵作为热源。燃气和电能作为常规热源也在设计考虑之内。

2、项目概况：

本项目位于上海浦东张江科技园，由单身公寓、酒店及公共配套等三部分构成。其中，单身公寓包括84间居住用房，均为4人间。酒店包括74间标准间和2套豪华套房。公共配套部分包括大堂、餐饮、会议、娱乐、健身中心、管理用房。该建筑地上四层，地下一层。

本项目位于上海浦东张江科技园，该建筑内设计有生活热水系统，24 h供应生活热水（55 ℃），最高日热水量为70 m3/d，高日高时热水量为7.19 m3/h，设计小时耗热量（不计管网损失）为1336 MJ/h，即371 kW。该热水系统热源为集中热源。

3、经济效益分析

本文对4中热源的经济效益分析，是综合比较各热源的初投资与运行费用，计算使用周期内总费用进行比较。总费用由初投资和机组运行费用组成。

初投资为供热机组、储热水箱、循环水泵等主要设备费用。供水管网费用与热源选择无关，不参与费用比较。各热源在平时工作时，为保证供水管网末端热水温度，需对管网内热水不断循环，由于此部分运行费用一致，故不参与比较。另外，各热源系统中的集热循环泵、热水循环泵及热水供水泵均设计为一用一备的形式。

运行费用是指机组在10年内每年运行费用的综合。本文通过现值处理，得到将不同时期投入的资金统一折现为初投资年的现值，再进行累加，得到使用周期内总费用。经计算，不同热源使用周期内总费用见下表。可以看出，燃气热水器总费用最低。

4、环境效益分析

本文从能耗和污染物排放两个方面对4种热源进行比较。

4种热源在使用过程中每年消耗的能量包括电和天燃气。了便于比较，将耗电量和天然气均转化为一次能源（标准煤）。我国70 %以上的电力为燃煤发电，这里按照电能均由火力发电产生，转换率为30 %。污染物排放主要是在各热水器在使用过程中消耗电或天然气排放的污染物。天然气考虑实际燃烧过程中产生CO2和NOX。电能考虑燃煤发电过程产生烟尘、SO2、CO2、NOX等。

从热水器使用过程中消耗的能量方面进行比较，太阳能热水机组的能耗最小，其次是燃气热水器，能耗最大的是电热水器。在热水器使用过程中，按照污染物的排放量排序，太阳能热水机组的均最小，其次是燃气热水器，电热水器的最大。

5、总结

综上所述，在选择生活热水系统的热源时，在四种热源均可采用的情况下，如果单纯从经济角度考虑，应首选燃气热水器；如果单纯从环境角度考虑，应首选太阳能热水器。

在设计时，由于项目的复杂性，应对各热水器进行详细分析，列出所有可行的热源方案，按照本文所述的方法进行经济和环境效益分析，结合实际情况，选择最佳的热源。本项目屋顶设备较多，无法设置大面积太阳能集热板，故本项目采用燃气热水器作为集中热源。