工程经济法在地源热泵方案评价中的应用

　　在建筑用能领域，空调是耗能大户，节能减耗已成为空调业界追求的首要目标。由于常规的空调方式具有初投资较低、运行费用偏高、耗电量大等特点，而地源热泵系统是一种初投资较高、运行费用低、用电量小、高效节能、无任何污染的空调方式。因此引入工程经济法，综合考虑初投资和运行费用，并对两种方案进行比较和分析。以某五星级酒店为例,酒店总建筑面积61962m2，冷负荷6774kw，热负荷5918kw，空调冷热源系统需要满足夏季制冷和冬季采暖的需求。
　　一、项目设计
　　项目设计旨在建设一个环保节能的绿色建筑，不适宜采用常规空调系统。且项目所在地有足够的区域布置土壤换热器，所以拟采用地源热泵空调系统。1、冷热源设备配置。根据项目冷、热负荷值，选用3台意大利克莱门特公司生产的PSRHH-5103热泵机组（制冷量1973kw，电功率395k；制热量1962kw，电功率498kw）和1台PSRHH-2402热泵机组（制冷量918kw，电功率182kw；制热量909kw，电功率229kw）为酒店提供冷热负荷，夏季4台热泵机组全部开启，冬季只需开启3台PSRHH-5103热泵机组，根据冷热负荷大小，调整机组的开启台数和运行状态，使后期的运行费用达到最低。室外换热孔，120米深968个。2、土壤换热器系统设计。土壤换热器系统采用垂直双U管换热器，根据计算，酒店的土壤换热器总延米数为116160m，单个土壤换热器孔深设计为120m，需要布置968个土壤换热器，单孔孔径φ150mm，换热器间距为5×5m，单个换热器占地面积25m2，孔位分布总面积为24200m2。
　　二、地源热泵系统与常规空调系统初投资及运行费用
　　地源热泵系统初投资：机房部分706万，室外部分1762万，合计：3088万元。运行费用：夏季115万，冬季84万，年合计199万元。夏季合每平米18.6元，冬季合每平米13.6元，年合计32.2元/m2。
　　常规空调系统采用冷水机组+燃气锅炉的形式，夏季由冷水机组为酒店提供冷负荷，冬季由燃气锅炉为酒店采暖。系统初投资机房部分1195万，室外部分620万，合计：1815万元。运行费用夏季141万，冬季173万，合计年：314万元。夏季合每平米22.8元，冬季合每平米27.9元，合计年：50.7元/m2。
　　三、地源热泵和常规空调系统的综合经济比较
　　1、初投资对比
　　地源热泵和常规空调系统的初投资比较如下：
　　地源热泵：综合投资2778万元，其中直接投资合计3088万元（直接费用：室外部分1762万元，机房部分706万元，末端部分620万元），间接费用主要为政府补贴为-310万元。
　　常规空调：综合投资1815万元，其中直接投资合计1815万元（直接费用：室外部分150万元，机房部分1045万元，末端部分620万元），无间接费用。
　　（注：地埋管地源热泵系统每平米补贴50元，按照建筑面积6.2万平米计算）
　　2、运行费用对比
　　地源热泵和常规空调系统的运行费用比较如下：
　　地源热泵：全年运行费用200万元，每平米运行费用32.2元/m2，冬季13.6元/m2，夏季18.6元/m2，冷却水费用0。
　　常规空调：全年运行费用328万元，每平米运行费用52.9元/m2，冬季27.9元/m2，夏季22.8元/m2，冷却水费2.17元/m2。
　　3、使用寿命对比
　　地源热泵和常规空调系统的使用寿命比较如下：
　　地源热泵：室外部分50年，机房部分15年，末端部分15年。
　　常规空调：室外部分15年，机房部分15年，末端部分15年。
　　4、经济性对比
　　地源热泵地埋管部分的使用寿命为50年，机组的使用寿命大致为15年，鉴于此，我们分别按照
　　4.1寿命周期成本法
　　两种方案的使用寿命不同，做经济比较时统一按照15年为一周期考虑，因为地源热泵系统的地埋管部分具有50的寿命，按照平均年限折旧法计算账面价值，然后将账面价值扣除进行比较，折现率取5%。
　　账面价值计算如下：地源热泵：初投资中室外部分为1762万元，机房部分为706万元，末端部分为620万元。账面价值中室外部分为1233万元，机房部分为0，末端部分为0。常规空调：初投资中室外部分为150万元，机房部分为1045万元，末端部分为620万元。账面价值中室外部分为0，机房部分为0，末端部分为0。
　　1） 不考虑政府补贴等间接投资。地源热泵：初投资3088万元，年运行费用200万元，年运行费用净现值2071万元，不计账面价值的寿命周期成本为5159万元。考虑账面价值：账面价值1233万元，成本3926万元。
　　常规空调：初投资1815万元，年运行费用328万元，年运行费用净现值3400万元，不计账面价值的寿命周期成本为5215万元。考虑账面价值：账面价值0，成本5215万元。
　　由以上分析可以看出，在不考虑账面价值的情况下，地源热泵系统15年的寿命周期成本小于常规系统；在考虑账面价值情况下，地源热泵系统15年的寿命周期成本为3926万元，远远小于常规空调系统5215万元的寿命周期成本。
　　2） 考虑政府补贴等间接投资
　　地源热泵：初投资2778万元，年运行费用200万元，年运行费用净现值2071万元，不计账面价值的寿命周期成本为4849万元。考虑账面价值：账面价值1233万元，成本3616万元。
　　常规空调：初投资1815万元，年运行费用328万元，年运行费用净现值3400万元，不计账面价值的寿命周期成本为5215万元。考虑账面价值：账面价值0，成本5215万元。
　　从以上数据可以看出，在考虑了政府补贴间接投资后，地源热泵系统15年的寿命周期成本为3616万元，远远小于常规空调系统5215万元的寿命周期成本。
　　8.4.2投资回收期法
　　本项目两种方案的使用寿命不同，比较投资回收期有两种方法，一种是按15年计算，扣除账面价值；另一种是同一按50年考虑，15年寿命的乘3.33次计算。本项目只有地埋管寿命50年，其他部分寿命年均为15年，所以统一按照15为一周期，下面按15年寿命周期、以贴现率5%计算，进行动态分析。
　　1） 不考虑政府补贴等间接投资，不计账面价值
　　地源热泵：初投资3088万元，年运行费用200万元。常规空调：初投资1815万元，年运行费用328万元。和常规对比（地源-常规）：初投资1273万元，年运行费用-128万元。静态回收期9.9年，动态回收期14.1年。
　　2） 不考虑政府补贴等间接投资，考虑账面价值
　　地源热泵：初投资3088万元，15年账面价值1233万元，初投资-账面价值为1855万元，年运行费用200万元。常规空调：初投资1815万元，15年账面价值0，初投资-账面价值为1815万元，年运行费用328万元。因此，和常规对比（地源-常规）：初投资-40万元，年运行费用-128万元。静态回收期-0.3年，动态回收期-0.3年。
　　从以上数据可以看出，在不考虑政府补贴、不考虑账面价值的情况下，地源热泵静态投资回收期9.9年，动态投资回收期14.1年，地源热泵静态投资回收期－0.3年，动态投资回收期－0.3年。
　　3） 考虑政府补贴等间接投资，不计账面价值
　　地源热泵：初投资2778万元，年运行费用200万元。常规空调：初投资1815万元，年运行费用328万元。和常规对比（地源-常规）：初投资968万元，年运行费用-128万元。静态回收期7.5年，
　　动态回收期9.7年。
　　4） 考虑政府补贴等间接投资，考虑账面价值
　　地源热泵：初投资2778万元，15年账面价值1233.4万元，初投资-账面价值为1545万元，年运行费用200万元。常规空调：初投资1815万元，15年账面价值0，初投资-账面价值为1815万元，年运行费用328万元。因此，和常规对比（地源-常规）：初投资-270万元，年运行费用-128万元。静态回收期-2.1年，动态回收期-2.1年。
　　总之，采用工程经济法，通过对常规空调系统和地源热泵系统进行分析比较，分别计算常规空调系统和地源热泵系统的寿命周期成本，无论是否计取政府补贴和账面价值，常规空调系统的寿命周期成本都要高于地源热泵系统；通过地源热泵系统节省的年运行费用来计算其高出常规空调系统初投资的回收年限，地源热泵系统的优势明显大于常规空调系统。