太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

——節(jié)能效益分析內(nèi)容提綱節(jié)能效益分析的分類(lèi)和指標(biāo)年節(jié)能量預(yù)評(píng)估節(jié)能費(fèi)用預(yù)評(píng)估增加投資回收期的預(yù)評(píng)估環(huán)保效益的評(píng)估與常規(guī)能源對(duì)比分析舉例分析節(jié)能效益分析的分類(lèi)和指標(biāo)●太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析，是評(píng)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)能效益分析運(yùn)行評(píng)估預(yù)評(píng)估是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)太陽(yáng)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(yáng)能熱水系統(tǒng)建成投入運(yùn)行后，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，得出實(shí)際的節(jié)能效益。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的分析評(píng)定指標(biāo)：

■太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量；

■太陽(yáng)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(dòng)態(tài)回收；

■太陽(yáng)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(píng)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-ηc）ηcd

其中;△Qsave—太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量，MJ；

Ac—直接系統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器面積，㎡；

JT—太陽(yáng)集熱器采光面上的年總太陽(yáng)輻照量，MJ/㎡；

ηcd—太陽(yáng)集器年平均集熱效率，％；

ηc—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-ηc）ηcd

式中Am—直接系統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器面積，㎡；節(jié)能費(fèi)用預(yù)評(píng)估節(jié)能費(fèi)用預(yù)評(píng)估簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用（靜態(tài)回收期計(jì)算）壽命期內(nèi)總節(jié)省費(fèi)用（動(dòng)態(tài)回收期計(jì)算）—讓用戶了解太陽(yáng)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(kāi)發(fā)商了解太陽(yáng)熱水系統(tǒng)靜態(tài)回收期，確定投資規(guī)模?！岄_(kāi)發(fā)商更為準(zhǔn)確地了解太陽(yáng)熱水系統(tǒng)增初投資可以在多少年后被補(bǔ)償回收。簡(jiǎn)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(yáng)能熱水系統(tǒng)簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)，元；

Cc

—系統(tǒng)設(shè)計(jì)的當(dāng)年常規(guī)能源熱價(jià)，元/MJ；△Qsave—太陽(yáng)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(dòng)態(tài)回收期計(jì)算）

SAV=PI(Cc

△Qsave－AdDJ)

－Ad

式中SAV

—太陽(yáng)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)計(jì)的當(dāng)年常規(guī)能源熱價(jià)，元/MJ；

Ad—太陽(yáng)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(yáng)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),（e≠d）PI(年折算系數(shù))、Cc（常規(guī)能源熱價(jià)）

式中d—年市場(chǎng)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(píng)估當(dāng)年的常規(guī)規(guī)能源熱價(jià)（MJ/元)：Cc=Cc′/(qEff)

式中Cc′—系統(tǒng)評(píng)估當(dāng)年常規(guī)能源價(jià)格，元/kg;q—常規(guī)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(píng)估太陽(yáng)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(yáng)熱水系統(tǒng)的投資高于常規(guī)熱水系統(tǒng)。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)投資組成太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)增加投資部分（集熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)）增加投資回期計(jì)算方法靜態(tài)回收期計(jì)算法動(dòng)態(tài)回收期計(jì)算法沒(méi)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(jiǎn)便考慮資金折算系數(shù)(銀行貸款利率、常規(guī)能源上漲率)的影響，更加準(zhǔn)確●靜態(tài)回收期計(jì)算法:Yt=Wz/Wj

其中Yt—太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)簡(jiǎn)單投資回收期；

Wz—太陽(yáng)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(yáng)能熱水系統(tǒng)簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用；元/年●動(dòng)態(tài)回收期計(jì)算法:

當(dāng)太陽(yáng)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(yáng)系統(tǒng)壽命內(nèi)節(jié)省費(fèi)為零（SAV=0）則

PI(Cc△Qsave－AdDJ)

=Ad

則此時(shí)的總年份n定義為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)回收期Ne，

Ne=㏑〔1-PI(d-e)〕/㏑〔(1＋e)/(1＋d)〕(d≠e)

Ne=PI(1＋d)(d=e)

式中

PI=Ad/PI(Cc

△Qsave－AdDJ)環(huán)保效益的評(píng)估◆太陽(yáng)熱水系統(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?！舨煌茉慈紵龝r(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(duì)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(yáng)能熱水系統(tǒng)的二氧化碳的減排量。太陽(yáng)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）0.7260.5430.4040.866常規(guī)能源對(duì)比分析各種熱源熱值序號(hào)名稱理論熱值熱效率實(shí)際熱值1空氣源熱泵860kcal/kWh410%3526kcal/kWh2柴油10200kcal/kg85%9600kcal/kg3管道煤氣3800kcal/m370%24660kcal/m34天然氣9000kcal/m375%7650kcal/m35電加熱860kcal/kWh95%817kcal/KWh太陽(yáng)能節(jié)省能源與各常規(guī)能比較◆設(shè)定某太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，將10T的20℃的冷水加熱到60℃1、10T的水從20℃加熱到60℃所需的熱量為：

Q=40×10000=400000kcal=1673.64MJ2、產(chǎn)生40萬(wàn)kcal熱量各種能源的數(shù)量：

a、輕質(zhì)柴油：400000÷10200÷0.85=46.14kg；

b、天然氣：400000÷9000÷0.75=59.26m3c、管道煤氣：400000÷3800÷0.7=150.38m3

d、電：400000÷860÷0.95=489.6kwh（度）3、該太陽(yáng)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：①某地某住宅安裝直接太陽(yáng)能系統(tǒng)，全年使用，集中供水方式，100人用熱水。②人均日用水量為50kg（60℃），則總?cè)沼盟繛?m3設(shè)計(jì)水箱溫度從10℃升高到60℃

。③太陽(yáng)能的保證率f，經(jīng)查該地區(qū)的太陽(yáng)能保證率為0.6。

④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ηcd為42％。

⑤管路及貯水箱的熱損失率，按經(jīng)驗(yàn)取20％。

⑥Ac=QwCρr（t2-t1)f/JTηcd(1-ηL)=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4.18KJ/（kg·

℃）

ρr——水的密度kg

/L

JT——查當(dāng)?shù)啬昶骄仗?yáng)輻照量16014KJ/㎡，

t2-t1——水的初始終止溫差50℃

；

f——太陽(yáng)能保證率50

％

ηcd_——集熱器年平均集熱效率；42％

ηL——管路及貯熱水箱的熱損失率，（取0.2）1、計(jì)算太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量

△Qsave=AcJT(1-ηc）ηcd

其中;△Qsave—太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ

Ac—直接系統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器面積，98㎡；

JT—太陽(yáng)集熱器采光面上的年總太陽(yáng)輻照量，5844.4MJ/㎡；

ηcd—太陽(yáng)集器年平均集熱效率，42％；

ηc—管路和水箱的熱損失率20％

。則△Qsave=192444MJ=4599.4萬(wàn)kcal

2、簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用計(jì)算（不考慮維修、燃料上漲、銀行利率）

簡(jiǎn)單年節(jié)能費(fèi)用Wj=常規(guī)能源熱價(jià)Cc

×年節(jié)能量△Qsave

=192444×0.14=26942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)總節(jié)省費(fèi)用：SAV=PI(Cc△Qsave－AdDJ)

－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◆年節(jié)能量△Qsave=192444MJ=4599.4萬(wàn)kcal①相當(dāng)于電量：G電=4599.4×10000÷860÷0.95=56296.2kwh（度）②相當(dāng)于輕質(zhì)柴油量：G油=4599.4×10000÷10200÷0.85=5305kg③相當(dāng)于天然氣量：

G氣=4599.4×10000÷9000÷0.75=6814m3可以根據(jù)當(dāng)?shù)?/p>