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合计
2034972 表12 各方案年运行费用比较
年运行费用/元 节约费用/元
水源热泵机组系统 1558603 2978361 冷水机组+热水锅炉系统 4536964 0 冷水机组+太阳能电辅助加热系统 2034972 2501992 4.4.2、投资回收分析
所谓投资回收期是指用方案所产生的净收益补偿初始投资所需要的时间。当同时有多个设备方案可供选择时则分别计算其投资回收期以最短者为最佳方案。本方案采用的是动态投资回收期模型，此模型的具体公式如下：
?A[(1?i)n?1] ?P?i(1?i)n
表13 水源热泵系统与冷水机组+热水锅炉系统投资回收比较
ΔP初投资差值/元 1196233
表14 水源热泵系统与太阳能电辅助加热+冷水机组系统投资回收比较
ΔP初投资差值/元 3658233
从前面分析的数据可以计算出，地表水源热泵系统的初投资费用比冷水机组+热水锅炉系统高l,196,234元，而地表水源热泵系统的年运行费用比风冷热泵系统低2,978,361元，。因此，地表水源热泵系统相对于冷水机组+热水锅炉来说，只需要0.416年就能将这两种系统初投资的差额抵消，也就是说随着使用年限的增加，其节能效果会更加明显。通常情况下，只要其投资回收期≤5年就可以认为此系统是可以作为优选方案的。虽然地表水源热泵系统的投资回收与冷水机组+太阳能电辅助加热系统比较优势不大，但太阳能电辅助加热系统由于设备的设计问题不能完全满足全年四季学生和青工生活热水需求，所以太阳能电辅助加热系统在尧山校区的应用并不是最优方案[12]。
ΔA年运行费用的差值/元 476370 i贷款年利率 7.29% n投资回收期/年 11.68 ΔA年运行费用的差值/元 2978361 i贷款年利率 7.29% n投资回收期/年 0.416 5、 热泵—空调系统的节能分析（分析）
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5.1、建立模型
本文假设系统处于稳态稳流状态，流体输送过程中，能量损失和流动损失忽略不计。热力学第一定律分析常以性能系数COP为指标.
COP=W （1）
式中，Q为制热量或制冷量（W）；w为输入功率（W）[4]。
将系统分为两部分：热泵机组和毛细管网空调末端，首先对地源热泵机组建立模型，运Q
用热力学第一定律和热力学第二定律进行热力学分析。
5.2、热泵机组模型
图2 热泵机组模型图
在制冷工况时，由热力学第一定律得：
Q1=W+Q2 （2）
式中，Q1为室外换热量（W）；Q2为冷负荷（W）；W为输入功率（W）。 由热力学第二定律，平衡式：
W+EQ2=EQ1+L1 （3） EQ1= 1?T
0T1
×Q1 （4）
EQ2= 1?TmT2
×Q2 (5)
效率η=
EQ2W
（6）
18
Tm=
T5+T6
2
热泵在制热工况运行时，由热力学第一定律得：
Q2=W+Q1 （7）
式中：Q2为热负荷（W）；Ql为室外换热量（W）；W为热泵机组的输入功率（W）。 由热力学第二定律得：
W+EQ1=EQ2+L1 （8） EQ1= 1?T0 ×Q1 （9）
2
T
EQ2= 1?效率η=
TmT1
×Q2 （10）
EQ2W
（11）
（ EQ1?EQ2 +W）地源（ EQ1?EQ2 +W）空气源
节能比β=1? （12）
对于地源热泵，T0=（T8+T7）/2；对于空气源热泵，To为室外温度。式中，w为热泵机组的输入功率，EQl为与冷却水热交换的热量；EQ2为冷量(收益)；L1为热泵机组的损失；Tl为工质的蒸发温度；T2为工质的冷凝温度；T5为空调供水温度；T6为空调回水温度；T为冷却水供水温度；T8为冷却水回水温度 [4]。
5.3、空调末端模型
图3 空调末端模型图
根据以下公式，可以得出空调供回水的质量流量M。 Q=CpM(T5+T6) (13)
式中，Q为室内冷热负荷（W）；M为空调供水的质量流量（kg／s）；T5为空调进水处的温度；T6为空调出水处的温度：1-2为损失。 由热力学第二定律，对于开口的稳态稳流系统，由
ex= h?h0 ?Tn s?sn =Cp T?Tn ?T0 CpLnT (14)
0
T
式中：ex为工质焓（kJ／kg），To为环境温度；T为工质进出口温度；Cp为定压比热，kJ
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／(kg·K)。 由平衡式可得：
W+M·ex5=Eq+M·ex6+L2 (15) ΔE=M（ex5?ex6） (16) 效率η=
EqW+ΔE
（17）
（19）
节能比β=1?
（ΔE+W）毛细（ΔE+W）盘管
式中，W为循环水泵的功率；M为空调供水的质量流量；Eq为收益；ex5为空调进水出单位质量的焓；ex6为空调出水处单位质量的焓；L2为损失。
从实例看出，地源热泵不仅损失小于空气源热泵，效率也远高于空气源热泵，特别是在制热工况时尤为突出，而且，节能效果也很明显。综合而言，地源热泵机组的性能优于空气源热泵[6]。
6、 水源型热泵—空调系统的展望
突破技术限制，提高节能意识
热泵技术在可靠性方面已成熟，主要的技术突破和局限集中在应用方面。大众节能意识有待提高。
热泵的技术原理是物理学中的经典循环——逆卡诺循环，它的道理——“反着提取能量”不难被理解，但是如何控制这个能量提取过程，使它能够为人类所用，却是几代科学家经过100多年的研究才开发出来的。因此，控制技术是热泵的核心技术，它必须稳定可靠，同时适应复杂的自然条件和用户需求，才可能被应用。目前的热泵技术在可靠性方面已经十分成熟，主要的技术突破和局限集中在应用范围、能源条件和功能／性能的扩展上[12]。
应用范围待拓宽
热泵产品在既需要供冷又需要供热的地方最能够发挥其节能环保和经济效益。任何一种单独的供冷或供热需求提供起来都不够经济，因而它在长江以南、尤其是两广一带的应用并不多。随着人们对舒适性的要求越来越高，热泵产品的应用地域正在逐步扩展，长江以南地区的市场也在不断打开。同时，从前的热泵产品多为民用和商用（建筑使用），现在已逐步扩大到工业应用领域。比如同方在河北开滦煤矿等煤矿作业区的示范项目，通过利用采矿过程中伴生的矿井涌水中的能量，为矿井口送暖风和提供洗浴热水。 空气源热泵不能在太冷的地方使用，原来只能在-5℃以上的温度条件下使用，现在经过技术改良，有些空气源热泵已经可以在-20℃的超低温条件下使用了。
而像污水源热泵和海水源热泵这样的热泵系统，由于污水和海水的成分比较复杂，直接利用有可能腐蚀机组，有待于进一步的研究。这部分的技术研发需要与其他相关机
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