太陽能熱水系統(tǒng)(經(jīng)濟(jì)效益分析)

1、太陽能熱水系統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析內(nèi)容提綱v節(jié)能效益分析的分類和指標(biāo)v年節(jié)能量預(yù)評估v節(jié)能費(fèi)用預(yù)評估v增加投資回收期的預(yù)評估v環(huán)保效益的評估v與常規(guī)能源對比分析v舉例分析節(jié)能效益分析的分類和指標(biāo)太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析，是評價(jià)系統(tǒng)節(jié)約常規(guī)能源的消耗的一個(gè)重要方面，也是系統(tǒng)方案選擇的重要依據(jù)。節(jié)節(jié)能能效效益益分分析析運(yùn)行評估預(yù)評估是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)太陽熱水系統(tǒng)形式、集熱器面積、系統(tǒng)性能參數(shù)和設(shè)計(jì)的集熱器傾角及當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，在系統(tǒng)的壽命期內(nèi)節(jié)能效益分析。是在太陽能熱水系統(tǒng)建成投入運(yùn)行后，對系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，得出實(shí)際的節(jié)能效益。太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的分析評定指

2、標(biāo)： 太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量； 太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費(fèi)用； 增加的初投資回收年限（增投資回收期）靜態(tài)回收期和動態(tài)回收； 太陽能熱水系統(tǒng)的環(huán)保效益，二氧化碳減排量。年節(jié)能量評估直接、間接系統(tǒng)的年節(jié)能量直接系統(tǒng)的年節(jié)能量計(jì)算公式： Qsave=AcJT(1-c）cd 其中; Qsave太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量，MJ； Ac直接系統(tǒng)太陽能集熱器面積，； JT太陽集熱器采光面上的年總太陽輻照量，MJ/； cd太陽集器年平均集熱效率，； c管路和水箱的熱損失率。間接系統(tǒng)的年節(jié)能量計(jì)算公式： Qsave=AmJT(1-c）cd 式中 Am直接系統(tǒng)太陽能集熱器面積，；節(jié)能費(fèi)用預(yù)評估節(jié)能費(fèi)用預(yù)評估簡單年節(jié)能

3、費(fèi)用（靜態(tài)回收期計(jì)算）壽命期內(nèi)總節(jié)省費(fèi)用（動態(tài)回收期計(jì)算）讓用戶了解太陽熱水系統(tǒng)運(yùn)行后所節(jié)省的常規(guī)能源；在建設(shè)項(xiàng)目初期，讓開發(fā)商了解太陽熱水系統(tǒng)靜態(tài)回收期，確定投資規(guī)模。讓開發(fā)商更為準(zhǔn)確地了解太陽熱水系統(tǒng)增初投資可以在多少年后被補(bǔ)償回收。簡單年節(jié)能費(fèi)用計(jì)算（靜態(tài)回收期計(jì)算） Wj=Cc Qsave 式中 Wj 太陽能熱水系統(tǒng)簡單年節(jié)能費(fèi)，元； Cc 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的當(dāng)年常規(guī)能源熱熱價(jià)，元/MJ； Qsave太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ壽命期內(nèi)總節(jié)省費(fèi)用計(jì)算（動態(tài)回收期計(jì)算） SAV=PI(Cc QsaveAdDJ) Ad 式中 SAV 太陽能熱水系統(tǒng)壽命期內(nèi)節(jié)省費(fèi)，元； PI折算系數(shù)； Cc 系統(tǒng)設(shè)

4、計(jì)的當(dāng)年常規(guī)能源熱價(jià)，元/MJ； Ad太陽能熱水系統(tǒng)總增投資，元； DJ每年用于系統(tǒng)的維修費(fèi)用占總增投資的百分比（取1） Qsave太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ在年燃料上漲率等于銀行貸款利率時(shí),（e=d）在年燃料上漲率不等于銀行貸款利率時(shí),（ed）e)=(dPI=d-e11-(1+e1+d)nPI(年折算系數(shù))、 Cc（常規(guī)能源熱熱價(jià)）PI=n1+d(d= 式中 d年市場折算率，（可取銀行貸款利率） e年燃料價(jià)格上漲率； n經(jīng)濟(jì)分析年限，(系統(tǒng)壽命運(yùn))一般取15年。系統(tǒng)評估當(dāng)年的常規(guī)規(guī)能源熱熱價(jià)（MJ/元)： Cc= Cc/(qEff) 式中 Cc系統(tǒng)評估當(dāng)年常規(guī)能源價(jià)格，元/kg; q 常規(guī)

5、能源熱值，MJ/kg； Eff常規(guī)能源水加熱裝置的效率。增加投資回收期的預(yù)評估太陽能熱水系統(tǒng)中，一般都設(shè)置常規(guī)能源的水加熱裝置。因此太陽熱水系統(tǒng)的投資高于常規(guī)熱水系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)投資組成太陽能熱水系統(tǒng)增加投資部分（集熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)）熱水系統(tǒng)總投資太陽集熱系統(tǒng)投資 輔助加熱系統(tǒng)投資 熱水供水系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng) 見預(yù)可不它其費(fèi)用統(tǒng)控制系系熱集統(tǒng)集熱器集熱器水熱貯系統(tǒng)管路路管件附及設(shè)備系統(tǒng)溫保材定固料箱箱水熱供設(shè)備熱輔助加換泵熱備設(shè)管路附件水器及其它增加投資回期計(jì)算方法靜態(tài)回收期計(jì)算法動態(tài)回收期計(jì)算法沒有考慮資金折算系數(shù)(銀行貸款利率、常規(guī)能源上漲率)的影響，計(jì)算簡便考慮資金折算系數(shù)(銀行貸款利

6、率、常規(guī)能源上漲率)的影響，更加準(zhǔn)確靜態(tài)回收期計(jì)算法: Yt=Wz/Wj 其中 Yt太陽能熱水系統(tǒng)簡單投資回收期； Wz太陽能熱水系統(tǒng)與常規(guī)的熱水系統(tǒng)相比增加的初投資；元 Wj 太陽能熱水系統(tǒng)簡單年節(jié)能費(fèi)用；元/年動態(tài)回收期計(jì)算法: 當(dāng)太陽能熱水系統(tǒng)運(yùn)行n年后，節(jié)省的總資金與系統(tǒng)增加的初投資相等時(shí)，即太陽系統(tǒng)壽命內(nèi)節(jié)省費(fèi)為零（SAV=0）則 PI(Cc QsaveAdDJ) = Ad 則此時(shí)的總年份n定義為系統(tǒng)的動態(tài)回收期Ne， Ne=1-PI(d-e)/(1e)/(1d) (de) Ne=PI(1d) (d=e) 式中 PI= Ad/ PI(Cc QsaveAdDJ) 環(huán)保效益的評估太陽熱水

7、系統(tǒng)因節(jié)省常規(guī)能源，而減少污染物的排放，主要指標(biāo)為二氧化碳的減排量。不同能源燃燒時(shí)生成的二氧化碳的數(shù)量不同，所以，在計(jì)算時(shí)均折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的二氧化碳的排量。先將系統(tǒng)壽命期內(nèi)的節(jié)能量折算成標(biāo)準(zhǔn)煤質(zhì)量，然后根據(jù)系統(tǒng)所使用的熱源，乘以對應(yīng)的碳排放因子，（將標(biāo)煤中碳的含量折算成該種能源的含碳量），再計(jì)算太陽能熱水系統(tǒng)的二氧化碳的減排量。太陽熱水系統(tǒng)二氧化碳減排量計(jì)算二氧化碳減排量計(jì)算公式：式中 Qco2 系統(tǒng)壽命期內(nèi)二氧化碳減排量，kg； W標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，29.308MJ/kg; n系統(tǒng)壽命，年； Fco2碳排放因子，碳排放因子輔助能源煤石油天然氣電碳排放因子(kg碳/ kg標(biāo)準(zhǔn)煤）0.7260.5430

8、.4040.866Qc o2= Qs a v e*nW * E ffF2c o*4 41 2常規(guī)能源對比分析各種熱源熱值各種熱源熱值序號序號名稱名稱理論熱值理論熱值熱效率熱效率實(shí)際熱值實(shí)際熱值1空氣源熱泵空氣源熱泵860kcal/kWh410%3526kcal/kWh2柴油柴油10200kcal/kg85%9600kcal/kg3管道煤氣管道煤氣3800kcal/m370%24660kcal/m34天然氣天然氣9000kcal/m375%7650kcal/m35電加熱電加熱860kcal/kWh95%817kcal/KWh太陽能節(jié)省能源與各常規(guī)能比較 設(shè)定某太陽能熱水系統(tǒng)，將10T的20的冷水

9、加熱到60 1、 10T的水從20加熱到60 所需的熱量為： Q=4010000=400000kcal=1673.64MJ2、產(chǎn)生40萬kcal熱量各種能源的數(shù)量： a、輕質(zhì)柴油：400000102000.85=46.14kg； b、天然氣： 40000090000.75=59.26m3 c、管道煤氣：40000038000.7=150.38m3 d、電： 4000008600.95=489.6kwh（度）3、該太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)省常規(guī)能源的價(jià)格： 根據(jù)各種能源各地及各時(shí)期不同的單價(jià)即可計(jì)算得出。舉例分析設(shè)定設(shè)定：某地某住宅安裝直接太陽能系統(tǒng)，全年使用，集中供水方式，100人用熱水。 人均日用水

10、量為50kg（60），則總?cè)沼盟繛?m3設(shè)計(jì)水箱溫度從10 升高到60 。 太陽能的保證率f，經(jīng)查該地區(qū)的太陽能保證率為0.6。 該地區(qū)的環(huán)境溫度年平均為11.5 ，傾角40度，計(jì)算得集熱器的全日集熱效率cd為42。 管路及貯水箱的熱損失率，按經(jīng)驗(yàn)取20 。 Ac=QwCr（t2-t1)f/JTcd(1-L)=98 其中：Ac為直接式系統(tǒng)集熱器總面積（平方米）； Qw日平均用水量5000L， C水的定壓比熱 4.18 KJ/（kg ） r水的密度 kg /L JT 查當(dāng)?shù)啬昶骄仗栞椪樟?6014KJ/， t2-t1水的初始終止溫差50 ； f太陽能保證率50 cd_集熱器年平均集熱效率；

11、42 L管路及貯熱水箱的熱損失率，（取 0.2）1、計(jì)算太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量計(jì)算太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量 Qsave=AcJT(1-c）cd 其中; Qsave太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ Ac直接系統(tǒng)太陽能集熱器面積，98； JT太陽集熱器采光面上的年總太陽輻照量，5844.4MJ/； cd太陽集器年平均集熱效率，42； c管路和水箱的熱損失率20 。 則Qsave=192444 MJ=4599.4萬kcal 2、簡單、簡單年年節(jié)能費(fèi)用計(jì)算（不考慮維修、燃料上漲、銀行利率）節(jié)能費(fèi)用計(jì)算（不考慮維修、燃料上漲、銀行利率） 簡單年節(jié)能費(fèi)用簡單年節(jié)能費(fèi)用Wj=常規(guī)能源熱價(jià)常規(guī)能源熱價(jià)Cc 年節(jié)

12、能量年節(jié)能量Qsave = 192444 0.14=26942元元 當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)折算成熱價(jià)0.14元/MJ,（電加熱效率按0.95) 3、壽命期內(nèi)、壽命期內(nèi)總總節(jié)省費(fèi)用：節(jié)省費(fèi)用： SAV=PI(Cc QsaveAdDJ) Ad 則：系統(tǒng)壽命期內(nèi)總節(jié)省費(fèi)用: SAV=167567元 其中： 銀行利率按d=6.12 ,燃料價(jià)格上漲率按1 ； 壽命按15年 則：折算系數(shù)PI=10.229 該項(xiàng)目總增投資Ad=98000元 維修費(fèi)用DJ =0.01 相當(dāng)于常規(guī)能源的量相當(dāng)于常規(guī)能源的量年節(jié)能量Qsave=192444 MJ=4599.4萬kcal 相當(dāng)于電量： G電=4599.4100008600.95=56296.2kwh（度） 相當(dāng)于輕質(zhì)柴油量： G油=4599.410000102000.85=5305kg 相當(dāng)于天然氣量： G氣=4599.41000090000.75=6814m3可以根據(jù)當(dāng)?shù)馗鞣N能源價(jià)格計(jì)算出所節(jié)省的費(fèi)用。 該太陽能熱水系統(tǒng)的二