地源热泵系统

海水源热泵适应性评价中层次分析法指标层参数选取

  海水源热泵适宜性分区需要综合权衡资源性条件和海水源热泵系统性条件两方面。其手资源性条件为海水水温、水质、混浊度,系统性能条件包括节能型、经济性、环境效益几个方面。这是个多指标决策问题,因此可采用层次分析法对海水源热泵的适宜性进行分区。

  层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)是对一些较为复杂、较为模糊的问题做出决策简易方法,它特别适用于那些难于完全定量分析的问题。它是美国运筹学家T.L Saaty教授于20世纪70年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方珐,是一种定性和定量相结合、系统化、层次化的分析方法。该方法的主要特点是合理的将定性与定量的决策结合起来,按照思维、心理的规律把决策过程层次化,数量化。层次分析法将所要分析的问题层次化,根据问题的性质和要达到的总目标,将问题分解成不同的组成因素,按照因素间的相互关系及隶属关系,将因素按不同的层次聚集组合,形成一个多层次分的结构模型,最终归结为最低层(方案,措施,指标等)。相对于最高层(总目标)相对重要程度的权值或相对优劣次序的问题。

  该方法自1982年被介绍到我国以来,以其定性与定量相结合的处理各种决策因素的特点,以及其系统灵活简洁的有点,迅速的在我国社会经济各个领域内,如能源系统分柝,城市规划,经济管理,科研评价等,得到了广泛的重视和应用。

  因此,海水源热泵适宜性分区采用这种方法,对影响适宜性分区的海水资源环境,海水源热泵系统性能等定性因素进行量化,以参与计算和评价。

  通过实地调查、统计分析和综合分析认为,影响海水源热泵建设和效益的主要因素有四大类:海水资源条件、海水源热泵系统节能性、经济性和环境保护效益。

  层次分析法中要素指标层中各个参数的选取以及计算方法如下:

  海水资源条件

  对于应用海水源热泵系统的海水资源条件,主要的制约因素为海水温度,从第4.1节资源条件中,可以知道影响近海水温有诸多因素,除取决于热量平衡的分布与变化外,受气象条件、海流、地形等影响也较大,这些因素综合作用,最终反映的结果是海水温度的不同,即海水源热泵的低位热源温度的差别,在相同末端负荷需要的情况下,低位热源的温度是影响海水源热泵系统运行效果的根本原因。因此,作为资源条件项,海水源温度对于海水源热泵适宜性具有关键的决定作用。

  海水源热泵系统性能

  海水源热泵系统作为一种利用可再生能源节能环保系统,其应用效果具体的反映在系统的节能效益、经济效益和环境效益三个方面,通过这三个方面的综合比较分析,来评价海水源热泵系统的性能优劣。

  系统节能效益

  海水的温度在一年四季中不断地变化,海水源热泵系统的热(冷)源温度在供热季(供冷季)内不断变化,而且不同典型城市中末端侧所需负荷也不相同,因此,导致海水源热泵机组实际运行工况与名义工况的差别比较大,因此宜采用季节系统能效比反映热泵机组实际运行的能效情况。

  供热季节性能系数:

  HSPF-总供热量/(主机供热季总耗功+循环水泵供热季总耗功)供冷季节性能系数:

  EER=总供冷量/(主机供冷季总耗功+循环水泵供冷季总耗功+冷却塔总耗功)系统全年能效比=(总供热量+总供冷量)/(主机全年耗功+循环水泵全年耗功)

  系统经济效益

  海水源热泵系统的相互之间经济效益对比,体现在系统的运行费用上。在满足不同典型城市中供冷供热需要的海水源热泵系统中,运行费用越省其经济效益越显著。海水源热泵系统的运行费用P可按如下方法计算:

  P=供冷、供热季热泵机组耗电费用+供冷、供热季海水源侧水泵输送能耗费用+供冷、供热季用户侧能量输送费用。

  系统环境效益

  海水源热泵系统的环境效益主要体现在标煤替代量以及温室气体减排量上,这两者是正比关系,因此,只选择其中的标煤替代量即可直观地反映海水源热泵系统在某一地区应用的环境效益。

  供热季节,海水源热泵消耗的是电能,而燃煤锅炉、燃气锅炉消耗的是一次能源,将海水源热泵系统的耗电量转化为一次能耗进行比较,可以得出可替代标煤量。

  供冷季节,海水源热泵系统于常规系统消耗的都是电能,可以直接比较耗电量,然后利用电能与标准煤的析标系数来计算可代替标煤量。