1 前言
1．1能源利用與大氣污染問題
近20多年來，我國工業(yè)化發(fā)展較快，燃料消耗急劇增加，大氣污染比較嚴重。根據(jù)國家環(huán)境監(jiān)測結果，全國廢氣中主要污染物為二氧化硫、煙塵和粉塵，因此，改善能源結構，提高大氣質(zhì)量是一項重要的環(huán)保任務。
我國大氣污染的特點主要是由能源結構決定的，屬于煤煙型污染。我國能源結構中有7496是由煤為原料組成的，全國發(fā)電量的80％為燃煤發(fā)電。煤過量使用帶來的環(huán)境污染不言而喻，煤煙塵中主要成分是二氧化碳和二氧化硫。環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要問題，能源結構調(diào)整迫在眉睫。
1．2能源利用結構現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平提高，以及全球變暖的氣候影響，我國制冷市場需求快速提高?，F(xiàn)階段制冷的主要能源為電力，燃料油和天然氣只占很小比例。
電空調(diào)是一種高能耗設備，夏季空調(diào)負荷占夏季電力總負荷的40％，而且是負荷非均衡性的能耗設備，是造成電力供應季節(jié)峰谷差的主要原因。國家不得不花巨資建設大批調(diào)峰機組、調(diào)峰電站，但仍無法確保不斷猛增的用電高峰負荷，夏季頻頻出現(xiàn)用電高峰期設備過載、掉閘斷電現(xiàn)象，同時必須面對電網(wǎng)安全問題和供電成本增加的問題。
北京市的天然氣應用近年取得了飛速的發(fā)展，為提高首都居民生活水平、改善首都大氣環(huán)境、促進北京申奧成功做出了巨大的貢獻。但仔細分析北京市天然氣供應量的分布，冬季采暖用氣量非常大，而夏季制冷用氣始終保持在一個很低的水平，冬夏季均日用氣量相差7～8倍。為此需投巨資建設調(diào)峰儲氣庫，且天然氣輸配管網(wǎng)和設施必須按最大供應能力建設，這樣當夏季供氣低谷時必然造成管網(wǎng)資源的閑置和浪費。
通過以上分析可以看出，燃氣與電力都存在峰谷差的難題，但是燃氣峰谷與電力峰谷有極大的互補性，夏季是燃氣使用的低谷，卻是電力負荷的高峰期，燃氣制冷可降低電網(wǎng)夏季高峰負荷，填補燃氣夏季用氣量低谷，實現(xiàn)資源的充分和均衡利用。
燃氣熱泵(GHP)也稱熱泵式燃氣空調(diào)，是天然氣用于中小型建筑物制冷和供暖的一種新的形式。
2 燃氣熱泵(GHP)系統(tǒng)介紹
2．1燃氣制冷系統(tǒng)分類
燃氣制冷系統(tǒng)按工作原理主要分為吸收式和壓縮式，目前利用天然氣進行制冷的系統(tǒng)主要有三種：利用天然氣燃燒產(chǎn)生熱量的吸收式冷熱水機組(直燃機)、利用天然氣燃燒余熱的吸收式冷熱水機組(對接式直燃機)和利用天然氣發(fā)動機驅(qū)動的壓縮式制冷供暖機組(燃氣熱泵)。其中直燃機一般應用于2萬平米以上的大型建筑，對接式直燃機更是應用于大型冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，而燃氣熱泵可以靈活應用于中小型建筑物，以燃氣作為能源提供制冷和供暖。
2．2燃氣熱泵原理
圖2—1熱泵循環(huán)原理圖
燃氣熱泵(GHP)系統(tǒng)從其設備組成上來說主要分為室外機、室內(nèi)機、冷媒連接管路、冷凝水管路、燃氣供應系統(tǒng)、電力供應系統(tǒng)和控制線路系統(tǒng)。其中室外機內(nèi)的燃氣發(fā)動機是整個系統(tǒng)的心臟部分。
圖2—2 GHP系統(tǒng)構成示意圖
在北京市燃氣集團公司的大力支持下，北京市燃氣工程設計公司與日本洋馬能源系統(tǒng)株式會社合作在北京地區(qū)選取石景山區(qū)七星園小區(qū)內(nèi)一棟600平米的辦公樓進行GHP工程試點，跟蹤GHP系統(tǒng)運行狀態(tài)，收集數(shù)據(jù)資料，對GHP系統(tǒng)制冷供暖與其他制冷供暖方式進行技術經(jīng)濟比較，綜合評估實際效果，論證潛在用戶數(shù)量，并進行設備引進及設備國產(chǎn)化研究。
示范工程于2002年6月10日開始進行設備安裝，6月19日系統(tǒng)試運轉成功；2002年7月16日GHP系統(tǒng)正式開通運行至今。示范項目取得圓滿成功，制冷供暖效果良好并引起了社會各界的廣泛關注。
4 技術分析
4．1 GHP系統(tǒng)的特點
4．1．1優(yōu)化能源利用結構
燃氣制冷可降低電網(wǎng)夏季高峰負荷，填補燃氣夏季用氣量低谷，緩解夏季用電高峰，提高燃氣管網(wǎng)利用率，實現(xiàn)資源的充分和均衡利用。
4．1．2使用一套系統(tǒng)解決夏季制冷和冬季供暖
GHP系統(tǒng)可以在供暖的熱泵循環(huán)中有效利用燃氣發(fā)動機排出的熱量和發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)的熱量，使GHP系統(tǒng)的供暖能力受室外溫度影響小(-15℃以上供暖能力不受影響)，可適用于更低的環(huán)境溫度；同時無需除霜，在寒冷地區(qū)可快速啟動，具有電空調(diào)無法比擬的供暖優(yōu)勢。
4．1．3環(huán)保性能優(yōu)異
我國燃煤發(fā)電量占總發(fā)電量的80％以上，因此電力并不能算做真正意義上的清潔能源，GHP系統(tǒng)以天然氣、城市煤氣、液化石油氣等燃氣作為能源，是真正清潔的一次能源；設備運轉低排放，低噪音，低振動；冷媒使用環(huán)保新冷媒R407C，對大氣臭氧層無破壞作用。
4．1．4更大的空調(diào)穩(wěn)定性和舒適性
以燃氣發(fā)動機為動力，可根據(jù)制冷供暖時的負荷變化，電腦控制無級變速調(diào)節(jié)發(fā)動機轉速以控制壓縮機轉速，保持室內(nèi)溫度更加穩(wěn)定、舒適。
4．1．5室外機室內(nèi)機搭配靈活
GHP系統(tǒng)的室外機有28～56KW多種規(guī)格，室內(nèi)機也有壁掛式、吸頂式、嵌入式、落地式等不同功率的多種規(guī)格，一臺室外機最多可帶20臺室內(nèi)機。因此，可根據(jù)建筑物的不同規(guī)模和功能靈活搭配GHP室外機和室內(nèi)機，按不同區(qū)域構成相互獨立又相互聯(lián)系的系統(tǒng)，滿足不同的負荷需求。
4．2技術成熟性
日本是世界上GHP系統(tǒng)應用最廣泛的發(fā)達國家。20世紀80年代，隨著日本電力需求激增和第二次燃油危機的爆發(fā)，日本政府出臺了新能源政策，推進能源利用的多樣化和均衡化，鼓勵利用海上進口的天然氣作為能源。1980年到1987年是GHP技術的研制階段，1987年開始市場銷售，1988年銷售10322臺，到2001年年銷量已達到46274臺，累計銷量約45萬臺，廣泛應用于商場、賓館、辦公樓、娛樂場所、醫(yī)院、集體宿舍、別墅、學校等場所。經(jīng)過20多年的研究和發(fā)展，GHP技術已經(jīng)是一項十分成熟的技術。
4．3技術適用性
經(jīng)過我們對北京試驗項目GHP系統(tǒng)實際運行狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)的研究，GHP系統(tǒng)在北京市的氣候、環(huán)境、天然氣氣質(zhì)等條件下制冷和供暖運轉十分正常，用戶對使用效果非常滿意，廢氣排放、噪音和震動等指標完全符合我國相關法規(guī)和規(guī)定的要求，適合在北京地區(qū)和全國范圍內(nèi)推廣。
5 經(jīng)濟分析
下面以所進行示范項目的建筑物作為模型，進行幾種制冷供暖方式應用于中小型建筑的方案比較。
5．1參數(shù)說明
該建筑是位于北京市石景山區(qū)七星園小區(qū)的三層辦公樓，建筑面積為600平方米。要求夏季制冷，冬季采暖。該建筑用途為辦公用房，根據(jù)國家標準單位建筑面積制冷負荷選取100w／m2，建筑總冷負荷約為60Kw；單位建筑面積供暖負荷選取為60w／m2，建筑總熱負荷約為36 Kw。北京市天然氣熱值按8300kcal／Nm3計算，天然氣價格按供暖1．90元／m3，制冷1．70元／m3，電價按平均0．633元／Kwh計算。
各方案一次性投資詳見附表一，運行費用詳見附表二。
5．2燃氣熱泵(QHP)系統(tǒng)制冷供暖(方案一)
5．2．1一次性投資
GHP系統(tǒng)由2臺室外機和20臺室內(nèi)機及連接、控制管路組成。配套燃氣系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有低壓(2KPa)天然氣管線，電力系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計GHP系統(tǒng)施工安裝費用和配套燃氣、電力系統(tǒng)投資。
該建筑辦公室面積小數(shù)量多，因此GHP系統(tǒng)室內(nèi)機數(shù)量較多，導致單位建筑面積投資額較高；若建筑物的開間大、布局合理，單位建筑面積投資額可降至約600元／m2。
5．2．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算，能耗指標為試驗所得數(shù)據(jù)。
5．3電力中央空調(diào)(EHP)系統(tǒng)制冷供暖(方案二)
5．3．1一次性投資
EHP系統(tǒng)同樣由2臺室外機和20臺室內(nèi)機及連接、控制管路組成，設備型號規(guī)格與GHP系統(tǒng)相同。電力系統(tǒng)接至其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計EHP系統(tǒng)施工安裝費用和配套電力系統(tǒng)增容等投資。
5．3．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算。
5．4直燃機系統(tǒng)制冷供暖(方案三)
5．4．1一次性投資
采用直燃機需在建筑物周圍建設直燃機房，設15萬大卡／小時直燃機1臺，且直燃機的燃燒機使用5～15KPa天然氣氣源，需建設天然氣調(diào)壓設施。
本方案投資未計直燃機系統(tǒng)施工安裝費用和配套燃氣管道投資。
5．4．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算。
直燃機房需1人值班，工資按20元／天計算。
5．5電力分體空調(diào)制冷畸用鍋爐房供暖(方案四)
5．5．1一次性投資
此方案為近階段北京地區(qū)中小型建筑普遍采用的制冷采暖方式。需購置安裝20臺電空調(diào)設備進行夏季制冷，在建筑物周圍投資建設專用鍋爐房，設42Kw燃氣熱水鍋爐(北京地區(qū)已禁止使用燃煤鍋爐)進行冬季供暖，燃氣系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有低壓(2KPa)天然氣管線，電力系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計系統(tǒng)施工安裝費用和配套電力系統(tǒng)增容等投資。
5．5．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行24小時計算。
鍋爐房需1人值班，工資按20元／天計算。
5．6電力分體空調(diào)制冷+熱網(wǎng)集中供暖(方案五)
5．6．1一次性投資
此方案需購置安裝20臺電空調(diào)設備進行夏季制冷，接入城市熱網(wǎng)進行冬季供暖，電力系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計系統(tǒng)施工安裝費用和配套電力系統(tǒng)增容等投資。
5．6．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖費按24元／m2計算。
5．7方案比較
5．7．1費用年值法
下面采用費用年值法對各方案進行經(jīng)濟比較。所謂費用年值法，就是將方案在規(guī)定的標準補償年限內(nèi)，將年費用加以比較，年費用應是補償期內(nèi)年平均投資和年運行費用之和。
其數(shù)學表達式為：
式中：C——系統(tǒng)的年運行費用(元／年)；
K——制冷、供暖系統(tǒng)的投資額(元)：
X——投資效果系統(tǒng)(1／年)；且
其中：i——部門內(nèi)部的標準收益率。對公用設施取投資利息；對住戶自購的設備取儲蓄利息；
m——設備使用年限。
5．7．2費用年值比較
各方案費用年值詳見附表三。
通過比較可以看出，對于600m2的辦公樓來說，分體電空調(diào)加集中供暖(方案五)費用年值最低，但在不具備集中供暖條件的情況下，燃氣熱泵系統(tǒng)(方案一)從經(jīng)濟性比較為最佳方案，其費用年值比電力中央空調(diào)低9％，比直燃機低16％，比分體電空調(diào)加專用鍋爐房低28％。
正是燃氣熱泵(GHP)系統(tǒng)的以下特點，決定了其在經(jīng)濟性上的優(yōu)勢：
1)放在樓頂或室外空地，不用專門設置機房，節(jié)省占地和投資；
2)自動運行，無需專人值守，節(jié)省人工成本；
3)高效節(jié)能，運行費用最低。
6 結論
6．1技術可行
燃氣熱泵系統(tǒng)在設備技術上已趨向成熟穩(wěn)定，完全適應北京地區(qū)的氣候、環(huán)境、天然氣氣質(zhì)，設備推廣具備技術可行性。
6．2經(jīng)濟可行
對于中小型公共建筑物，在不具備集中供暖條件的情況下，采用燃氣熱泵系統(tǒng)費用年值最低，而且不必建機房，無需專人值守，可以節(jié)省機房占地和人員管理，提高綜合效益。
參考文獻：
《燃氣空調(diào)，重塑中國能源》 唐登平
《多種能源供暖的經(jīng)濟分析》 張治江 王 圣 劉龍河
1．1能源利用與大氣污染問題
近20多年來，我國工業(yè)化發(fā)展較快，燃料消耗急劇增加，大氣污染比較嚴重。根據(jù)國家環(huán)境監(jiān)測結果，全國廢氣中主要污染物為二氧化硫、煙塵和粉塵，因此，改善能源結構，提高大氣質(zhì)量是一項重要的環(huán)保任務。
我國大氣污染的特點主要是由能源結構決定的，屬于煤煙型污染。我國能源結構中有7496是由煤為原料組成的，全國發(fā)電量的80％為燃煤發(fā)電。煤過量使用帶來的環(huán)境污染不言而喻，煤煙塵中主要成分是二氧化碳和二氧化硫。環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要問題，能源結構調(diào)整迫在眉睫。
1．2能源利用結構現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平提高，以及全球變暖的氣候影響，我國制冷市場需求快速提高?，F(xiàn)階段制冷的主要能源為電力，燃料油和天然氣只占很小比例。
電空調(diào)是一種高能耗設備，夏季空調(diào)負荷占夏季電力總負荷的40％，而且是負荷非均衡性的能耗設備，是造成電力供應季節(jié)峰谷差的主要原因。國家不得不花巨資建設大批調(diào)峰機組、調(diào)峰電站，但仍無法確保不斷猛增的用電高峰負荷，夏季頻頻出現(xiàn)用電高峰期設備過載、掉閘斷電現(xiàn)象，同時必須面對電網(wǎng)安全問題和供電成本增加的問題。
北京市的天然氣應用近年取得了飛速的發(fā)展，為提高首都居民生活水平、改善首都大氣環(huán)境、促進北京申奧成功做出了巨大的貢獻。但仔細分析北京市天然氣供應量的分布，冬季采暖用氣量非常大，而夏季制冷用氣始終保持在一個很低的水平，冬夏季均日用氣量相差7～8倍。為此需投巨資建設調(diào)峰儲氣庫，且天然氣輸配管網(wǎng)和設施必須按最大供應能力建設，這樣當夏季供氣低谷時必然造成管網(wǎng)資源的閑置和浪費。
通過以上分析可以看出，燃氣與電力都存在峰谷差的難題，但是燃氣峰谷與電力峰谷有極大的互補性，夏季是燃氣使用的低谷，卻是電力負荷的高峰期，燃氣制冷可降低電網(wǎng)夏季高峰負荷，填補燃氣夏季用氣量低谷，實現(xiàn)資源的充分和均衡利用。
燃氣熱泵(GHP)也稱熱泵式燃氣空調(diào)，是天然氣用于中小型建筑物制冷和供暖的一種新的形式。
2 燃氣熱泵(GHP)系統(tǒng)介紹
2．1燃氣制冷系統(tǒng)分類
燃氣制冷系統(tǒng)按工作原理主要分為吸收式和壓縮式，目前利用天然氣進行制冷的系統(tǒng)主要有三種：利用天然氣燃燒產(chǎn)生熱量的吸收式冷熱水機組(直燃機)、利用天然氣燃燒余熱的吸收式冷熱水機組(對接式直燃機)和利用天然氣發(fā)動機驅(qū)動的壓縮式制冷供暖機組(燃氣熱泵)。其中直燃機一般應用于2萬平米以上的大型建筑，對接式直燃機更是應用于大型冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，而燃氣熱泵可以靈活應用于中小型建筑物，以燃氣作為能源提供制冷和供暖。
2．2燃氣熱泵原理
圖2—1熱泵循環(huán)原理圖
燃氣熱泵(GHP)系統(tǒng)從其設備組成上來說主要分為室外機、室內(nèi)機、冷媒連接管路、冷凝水管路、燃氣供應系統(tǒng)、電力供應系統(tǒng)和控制線路系統(tǒng)。其中室外機內(nèi)的燃氣發(fā)動機是整個系統(tǒng)的心臟部分。
圖2—2 GHP系統(tǒng)構成示意圖
在北京市燃氣集團公司的大力支持下，北京市燃氣工程設計公司與日本洋馬能源系統(tǒng)株式會社合作在北京地區(qū)選取石景山區(qū)七星園小區(qū)內(nèi)一棟600平米的辦公樓進行GHP工程試點，跟蹤GHP系統(tǒng)運行狀態(tài)，收集數(shù)據(jù)資料，對GHP系統(tǒng)制冷供暖與其他制冷供暖方式進行技術經(jīng)濟比較，綜合評估實際效果，論證潛在用戶數(shù)量，并進行設備引進及設備國產(chǎn)化研究。
示范工程于2002年6月10日開始進行設備安裝，6月19日系統(tǒng)試運轉成功；2002年7月16日GHP系統(tǒng)正式開通運行至今。示范項目取得圓滿成功，制冷供暖效果良好并引起了社會各界的廣泛關注。
4 技術分析
4．1 GHP系統(tǒng)的特點
4．1．1優(yōu)化能源利用結構
燃氣制冷可降低電網(wǎng)夏季高峰負荷，填補燃氣夏季用氣量低谷，緩解夏季用電高峰，提高燃氣管網(wǎng)利用率，實現(xiàn)資源的充分和均衡利用。
4．1．2使用一套系統(tǒng)解決夏季制冷和冬季供暖
GHP系統(tǒng)可以在供暖的熱泵循環(huán)中有效利用燃氣發(fā)動機排出的熱量和發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)的熱量，使GHP系統(tǒng)的供暖能力受室外溫度影響小(-15℃以上供暖能力不受影響)，可適用于更低的環(huán)境溫度；同時無需除霜，在寒冷地區(qū)可快速啟動，具有電空調(diào)無法比擬的供暖優(yōu)勢。
4．1．3環(huán)保性能優(yōu)異
我國燃煤發(fā)電量占總發(fā)電量的80％以上，因此電力并不能算做真正意義上的清潔能源，GHP系統(tǒng)以天然氣、城市煤氣、液化石油氣等燃氣作為能源，是真正清潔的一次能源；設備運轉低排放，低噪音，低振動；冷媒使用環(huán)保新冷媒R407C，對大氣臭氧層無破壞作用。
4．1．4更大的空調(diào)穩(wěn)定性和舒適性
以燃氣發(fā)動機為動力，可根據(jù)制冷供暖時的負荷變化，電腦控制無級變速調(diào)節(jié)發(fā)動機轉速以控制壓縮機轉速，保持室內(nèi)溫度更加穩(wěn)定、舒適。
4．1．5室外機室內(nèi)機搭配靈活
GHP系統(tǒng)的室外機有28～56KW多種規(guī)格，室內(nèi)機也有壁掛式、吸頂式、嵌入式、落地式等不同功率的多種規(guī)格，一臺室外機最多可帶20臺室內(nèi)機。因此，可根據(jù)建筑物的不同規(guī)模和功能靈活搭配GHP室外機和室內(nèi)機，按不同區(qū)域構成相互獨立又相互聯(lián)系的系統(tǒng)，滿足不同的負荷需求。
4．2技術成熟性
日本是世界上GHP系統(tǒng)應用最廣泛的發(fā)達國家。20世紀80年代，隨著日本電力需求激增和第二次燃油危機的爆發(fā)，日本政府出臺了新能源政策，推進能源利用的多樣化和均衡化，鼓勵利用海上進口的天然氣作為能源。1980年到1987年是GHP技術的研制階段，1987年開始市場銷售，1988年銷售10322臺，到2001年年銷量已達到46274臺，累計銷量約45萬臺，廣泛應用于商場、賓館、辦公樓、娛樂場所、醫(yī)院、集體宿舍、別墅、學校等場所。經(jīng)過20多年的研究和發(fā)展，GHP技術已經(jīng)是一項十分成熟的技術。
4．3技術適用性
經(jīng)過我們對北京試驗項目GHP系統(tǒng)實際運行狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)的研究，GHP系統(tǒng)在北京市的氣候、環(huán)境、天然氣氣質(zhì)等條件下制冷和供暖運轉十分正常，用戶對使用效果非常滿意，廢氣排放、噪音和震動等指標完全符合我國相關法規(guī)和規(guī)定的要求，適合在北京地區(qū)和全國范圍內(nèi)推廣。
5 經(jīng)濟分析
下面以所進行示范項目的建筑物作為模型，進行幾種制冷供暖方式應用于中小型建筑的方案比較。
5．1參數(shù)說明
該建筑是位于北京市石景山區(qū)七星園小區(qū)的三層辦公樓，建筑面積為600平方米。要求夏季制冷，冬季采暖。該建筑用途為辦公用房，根據(jù)國家標準單位建筑面積制冷負荷選取100w／m2，建筑總冷負荷約為60Kw；單位建筑面積供暖負荷選取為60w／m2，建筑總熱負荷約為36 Kw。北京市天然氣熱值按8300kcal／Nm3計算，天然氣價格按供暖1．90元／m3，制冷1．70元／m3，電價按平均0．633元／Kwh計算。
各方案一次性投資詳見附表一，運行費用詳見附表二。
5．2燃氣熱泵(QHP)系統(tǒng)制冷供暖(方案一)
5．2．1一次性投資
GHP系統(tǒng)由2臺室外機和20臺室內(nèi)機及連接、控制管路組成。配套燃氣系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有低壓(2KPa)天然氣管線，電力系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計GHP系統(tǒng)施工安裝費用和配套燃氣、電力系統(tǒng)投資。
該建筑辦公室面積小數(shù)量多，因此GHP系統(tǒng)室內(nèi)機數(shù)量較多，導致單位建筑面積投資額較高；若建筑物的開間大、布局合理，單位建筑面積投資額可降至約600元／m2。
5．2．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算，能耗指標為試驗所得數(shù)據(jù)。
5．3電力中央空調(diào)(EHP)系統(tǒng)制冷供暖(方案二)
5．3．1一次性投資
EHP系統(tǒng)同樣由2臺室外機和20臺室內(nèi)機及連接、控制管路組成，設備型號規(guī)格與GHP系統(tǒng)相同。電力系統(tǒng)接至其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計EHP系統(tǒng)施工安裝費用和配套電力系統(tǒng)增容等投資。
5．3．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算。
5．4直燃機系統(tǒng)制冷供暖(方案三)
5．4．1一次性投資
采用直燃機需在建筑物周圍建設直燃機房，設15萬大卡／小時直燃機1臺，且直燃機的燃燒機使用5～15KPa天然氣氣源，需建設天然氣調(diào)壓設施。
本方案投資未計直燃機系統(tǒng)施工安裝費用和配套燃氣管道投資。
5．4．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算。
直燃機房需1人值班，工資按20元／天計算。
5．5電力分體空調(diào)制冷畸用鍋爐房供暖(方案四)
5．5．1一次性投資
此方案為近階段北京地區(qū)中小型建筑普遍采用的制冷采暖方式。需購置安裝20臺電空調(diào)設備進行夏季制冷，在建筑物周圍投資建設專用鍋爐房，設42Kw燃氣熱水鍋爐(北京地區(qū)已禁止使用燃煤鍋爐)進行冬季供暖，燃氣系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有低壓(2KPa)天然氣管線，電力系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計系統(tǒng)施工安裝費用和配套電力系統(tǒng)增容等投資。
5．5．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行24小時計算。
鍋爐房需1人值班，工資按20元／天計算。
5．6電力分體空調(diào)制冷+熱網(wǎng)集中供暖(方案五)
5．6．1一次性投資
此方案需購置安裝20臺電空調(diào)設備進行夏季制冷，接入城市熱網(wǎng)進行冬季供暖，電力系統(tǒng)接自其樓內(nèi)原有配電箱220V電源。
本方案投資未計系統(tǒng)施工安裝費用和配套電力系統(tǒng)增容等投資。
5．6．2運行費用
夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖費按24元／m2計算。
5．7方案比較
5．7．1費用年值法
下面采用費用年值法對各方案進行經(jīng)濟比較。所謂費用年值法，就是將方案在規(guī)定的標準補償年限內(nèi)，將年費用加以比較，年費用應是補償期內(nèi)年平均投資和年運行費用之和。
其數(shù)學表達式為：
式中：C——系統(tǒng)的年運行費用(元／年)；
K——制冷、供暖系統(tǒng)的投資額(元)：
X——投資效果系統(tǒng)(1／年)；且
其中：i——部門內(nèi)部的標準收益率。對公用設施取投資利息；對住戶自購的設備取儲蓄利息；
m——設備使用年限。
5．7．2費用年值比較
各方案費用年值詳見附表三。
通過比較可以看出，對于600m2的辦公樓來說，分體電空調(diào)加集中供暖(方案五)費用年值最低，但在不具備集中供暖條件的情況下，燃氣熱泵系統(tǒng)(方案一)從經(jīng)濟性比較為最佳方案，其費用年值比電力中央空調(diào)低9％，比直燃機低16％，比分體電空調(diào)加專用鍋爐房低28％。
正是燃氣熱泵(GHP)系統(tǒng)的以下特點，決定了其在經(jīng)濟性上的優(yōu)勢：
1)放在樓頂或室外空地，不用專門設置機房，節(jié)省占地和投資；
2)自動運行，無需專人值守，節(jié)省人工成本；
3)高效節(jié)能，運行費用最低。
6 結論
6．1技術可行
燃氣熱泵系統(tǒng)在設備技術上已趨向成熟穩(wěn)定，完全適應北京地區(qū)的氣候、環(huán)境、天然氣氣質(zhì)，設備推廣具備技術可行性。
6．2經(jīng)濟可行
對于中小型公共建筑物，在不具備集中供暖條件的情況下，采用燃氣熱泵系統(tǒng)費用年值最低，而且不必建機房，無需專人值守，可以節(jié)省機房占地和人員管理，提高綜合效益。
參考文獻：
《燃氣空調(diào)，重塑中國能源》 唐登平
《多種能源供暖的經(jīng)濟分析》 張治江 王 圣 劉龍河
