在全国建筑能耗占总能耗的很大比例,而在建筑能耗中暖通空调的能耗更是占有举足轻重的位置,预测2020年我国暖通空调能耗量将达到10亿吨标煤,占总能耗的30%以上。开发利用低位可再生洁净能源是暖通空调能源消耗的新模式。可再生性清洁能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和工业余热、城市废热等等,相对其他类型的冷热源,城市污水具有独特优势,是一种理想的低位冷热源。利用污水作为冷热源对建筑进行采暖空调可以直接减少其他短缺能源的消耗,同时还可以达到废物利用的目的,是资源再生利用,发展循环经济,建设节约型社会,友好环境的重要措施。目前满液式热泵机组在蒸发器进水温度1℃以上时,机组制热性能系数也在4以上,以火力发电效率0.33计算,热泵机组的一次能源利用率大于1.33。而效率较高的集中供热系统(燃煤或燃气)一次能源利用率也仅在0.65-0.9之间。因此热泵系统节能量达50%。
(2)保护、友好环境:
我国能源消耗中,煤占70%以上,以煤为主的能源结构下,暖通空调用能是大气污染的主要因素之一。在全球空气污染最严重的10个城市中,中国占有5个,包括北京、上海、沈阳、西安和广州,北京冬季供暖期中(总悬浮颗粒物)、、、等严重超标。资料表明,70%的、90%的、60%的和85%的矿物燃料生成的来自燃煤,暖通空调引起的污染物排放量占总排放量的15%以上。燃煤排放引起的酸雨污染已扩展全国整个面积的30%-40%,造成的经济损失接近国民生产总值的2%。另外,全球等温室气体的排放给人类带来重大损失,全球温暖化的经济成本是全球经济总产值(GWP)的10%~20%。暖通空调的能源消耗给环境带来了巨大压力。
(3)有显著经济效益:
利用污水源热泵系统供暖空调除具有重要的节能、环保意义以外,同时具有巨大的经济效益。由于热泵系统的主要能源消耗为电,因此电价费用的高低直接决定了该系统的运行成本,目前很多区域均享受民用电价,例如哈尔滨地区、沈阳地区等,我们以民用电价0.55元/度来比较热泵系统与集中供热的运行费用。以该地区建筑面积1万m2为例,供暖设计负荷按40w/ m2(实际发生量)计算,供热负荷为400kW,污水源热泵的运行费用为:
供热设计负荷÷热泵制热系数×辅助能耗系数×供暖平均负荷系数×运行天数×天运行小时数×电价=400÷4×1.10×0.7×141×24×0.55=14.3(万元)
地区集中供热系统按面积分摊费用为建筑面积19.8元/ m2。每万m2建筑面积分摊费用为19.8万元。因此热泵系统较集中供热系统每万m2节省运行费用5.5万元,节省率为27.7%。当然在收取19.8元/ m2的分摊费用中,集中供热系统的热力公司也含有部分经济利润,单纯利用热泵的运行成本与集中供热的分摊费用来比较有欠妥之处。但热泵系统具有较大的一次能源节能潜力,从国民经济的角度上看,经济效益是非常显著的,因为实际的火力发电成本也就0.2~0.3元/度,而且我国冬季供暖期间电力是过剩的。