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热计量的经济性分析中国建筑东北设计研究院有限公司扈晓庆山东同圆设计集团有限公司牛庆照哈尔滨工业大学方修睦摘要:本文从全寿命分析的角度探讨了节能投资带来的节能收益。并以沈阳为例,确定不同计量方案的成本,以及在目前的热价下,分析该城市节能50%住宅建筑在不同节能方式下各种计量方案的经济性,确定了各方案计量收益及投资回收期。关键词全寿命分析;节能;计量收益;投资回收期0引言在从按面积收费到按热量收费的过程中,面对的最大的问题就是经济性的问题:即到底是几方在节能工作中受益了,仅仅是某一方则一定推行不下去,没有热消费者的受益,热改也会推行不下去;节能投入能否有效回收,如果回收期很长,那节能工作也推行不了。这就亟待解决:当城市采用供暖按热量收费后,采暖系统的节能比例有多大,实行热计量后的节能收益是否大于热计量设备的投资等问题。待热计量这一新生事物的节能效益真正为百姓所认可,国家、供热企业因此节约了大量能源、资金后,便可在供暖按热量收费全面推开基础上,统一实行两部制热价[i-ii],图1-1表示了热量生产成本、供热热价及热费的关系[iii]。可是到目前为止,国内还没有系统地对热计量的节能效益以及与节能投资的关系进行系统地研究。本文从建筑物及系统的角度,在围护结构节能、自由热被利用以及行为节能的情况下,从全寿命分析的角度探讨了节能投资带来的节能收益。并以沈阳为例,确定不同计量方式的成本,以及在目前的热价下,分析该城市节能50%住宅建筑在不同节能方式下各种计量方案的经济性,确定各方案计量收益及投资回收期。图1-1成本、热价及收费的关系1技术经济动态评价指标——净现值所谓“寿命周期”,是指建筑物或设备从设计、建造、使用直到拆毁的全过程,即产品“从摇篮到坟墓”的整个生命历程中。技术经济评价采用全寿命周期现值成本法。该方法中,项目的成本支出并不片面考虑初始投资,而是大量收集建筑物全寿命周期内,包括运行、维修等后期费用的信息,均列入成本计算范围,将其折现到评价初期,根据实际需要选择评价指标,作出评估。它是以节约的能耗支出作为节能收益,将其与后期费用以某一折现率折现到评价初期,和初值投资求差值,由此来判断此项关键技术是否具有经济合理性,其表达式[iv](1-1):ttntiCOCINPV11(1-1)式中CI——现金流入量;CO——现金流出量;i——基准折现率;t——年,从1~n年;NPV——净现值。具体到实际中,公式(6-1)[v]可表示为下式(6-2):niFPSmiFPfmiFPfniAPfIniAPFNPV,,/2,,/,,/,,/,,/001(1-2)nniiiniAP111,,/(1-3)nimiFP1,,/(1-4)式中F——关键技术产品的年产值效益值;niAP,,/——等额系列现值系数或年金现值系数;miFP,,/——一次支付现值系数;I——初始投资;1f——日常运行、维修费用;0f——每次大修费用;n——关键技术的寿命周期;m——大修年限,mn;S——残值;i——基准折现率,在热计量中取3%。它是对项目进行动态评价的最重要指标之一。判别准则:NPV0且净现值越大的方案相对越优。一般情况下,各方案在各自寿命周期内的净现值不具有可比性,这时,必须设定一个共同的分析期[iv]。2动态投资回收期投资回收期就是在考虑资金的时间价值基础上,从项目投建之日起,用项目各年的净收益将全部投资收回所需的期限,其表达式[i]如(2-1):01'0ttPtiCOCIt(2-1)式中'tP——动态投资回收期,年。动态投资回收期更为实用的计算公式是:值当年净现金流量的折现值上年累积折现值的绝对年数累积折现值出现正值的1'tP判别准则:设基准动态投资回收期为'CT,若'tP'CT项目可以接受,否则应予拒绝。3热计量方案的成本图3-1为沈阳市某小区节能50%的住宅建筑。该建筑一梯两户,3个单元,共六层,层高2.9米,建筑面积约为3939.84m2,共计36户和228组散热器,此建筑采用的计量设备价格和使用寿命见表3-1,以及热计量方案见表3-2。图3-1建筑平面图表3-1设备价格及寿命周期设备名称设备计算单位设备价格(元/个)/(元/户)使用寿命(年)设备数量(个)初始安装费占设备价格比例总热量表个120001010.08蒸发式热量分配表个70102280.08电子式热量分配表个130102280.08国产户用热量表户9005360.08进口户用热量表户13005360.08温度法热量表户80010360.5恒温阀个70102280.08差压控制阀个30001010.08表3-2热计量方式方案A楼栋热表+差压控制阀+恒温阀方案B楼栋热表+差压控制阀+恒温阀+蒸发式热量分配表方案C楼栋热表+差压控制阀+恒温阀+电子式热量分配表方案D楼栋热表+差压控制阀+恒温阀+国产户用热量表方案E楼栋热表+差压控制阀+恒温阀+进口户用热量表方案F楼栋热表+差压控制阀+恒温阀+温度法热量表由于各方案在各自寿命周期内的净现值不具有可比性,根据最小公倍数法设定共同的分析期为10年。计量投资费用中包括:热计量仪表和温控阀的购置费和温控阀的购置费,安装费和拆除费用;抄表读数,分摊计算、账单制作及发送等服务费用。除温度法热量表的初始安装费用占价格的50%之外,其他热表的安装费和中途更换热表的拆卸费用均占热量表价格的8%。而热量分配表,要每年对其进行读数,读表费用为10元/(年·个),其他仪表没有考虑仪表的读表费,分析中未考虑电子式热量分配表和楼道间数据通讯及存储所需要的设备以及安装调试费。计量投资及运行费用见表3-3。表3-3计量投资及运行费用方案ABCDEF仪表费用(元)332404920062880656408004062040初始安装费(元)2659.239365030.45251.26403.217059.2初始投资(元)35899.25313667910.470891.286443.279099.2读表费用(元/年)-22802280---更换热表费用(元)---3758454288-4热计量方案经济性分析算例以图3-1的建筑构型为例,分析沈阳地区该建筑上在不同计量方案下的计量收益:(1)两部制热价与按面积热价相比,不同节能阶段时,用户每年节省的采暖费用iS;(2)“两部制”热价和不同节能率下,用户每年节省采暖费用iF。沈阳热价见表4-1,以及该建筑物在节能50%情况下的耗热量指标及节能率见表4-2。表4-1沈阳热价城市两部制热价一部制热价热量热价rf元/GJ基本热价jf元/m2面积热价mf元/m2面积A(m2)沈阳37.9713.0634.793939.84表4-2方案2建筑的耗热量指标及节能率[vi]节能围护结构节能自由热节能行为节能50%建筑2Hq(W/m2)13Hq(W/m2)24Hq(W/m2)3沈阳25.123.89%19.1123.89%185.8%1.“一部制”热价下,面积热费mF:03.13706784.393979.34AfSmm元2.两部制热价下,不同节能率下的热量热费和总热费基本热费jF31.5145484.393906.13AfFjj元(1)围护结构节能下的热量热费1rF和总热费wS元3.489871084.39396.397.37241.25151106.324662AfqdFrHrw元6.1004413.4898731.51454rwjwFFS(2)自由热节能下的热量热费rzF和总热费zS元71.372961084.39396.397.372411.19151106.324663AfqdFrHrz元02.8875171.3729631.51454zrjzFFS(3)行为节能下的热量热费rxF和总热费xS元34.351301084.39396.397.372418151106.324664AfqdFrHrx元65.8658434.3513031.51454xrjxFFS3.两部制热价与面积热价相比,用户节省的采暖费用如下:围护结构节能下,用户每年少交采暖费wS366.10044103.137067wmwSSS=1017.37元/(户·年)自由热节能下,用户每年少交采暖费zS3602.8875103.137067zmzSSS=1342.11元/(户·年)行为节能下,用户每年少交采暖费xS3665.8658403.137067xmxSSS=1402.29元/(户·年)表4-3“两部制”热价与面积热价相比用户节省的采暖费项目总热费(元/年)总节约热费(元/年)用户少交采暖费(元/年)节约热费比例一部制热价137067---两部制热价围护结构节能100441366261017.370.267自由热节能88751483161342.110.352行为节能86584504831402.290.3684.在热计量的寿命周期内(10年),不同节能方式下,36家用户热计量的收益如下:(1)围护结构节能收益wP元56.9982903.0103.0103.0107.11703111,,/1010nn(2)自由热节能收益zP元68.7600503.0103.0103.01185.8910111,,/1010nnzzziiiFniAPFP(3)行为节能收益xP元8.1738003.0103.0103.0156.2037111,,/1010xxxnniiiFniAPFP5.不同热计量方案的净现值方案A的净现值(此时用户调节恒温阀,利用了自由热)元48.401062.3589968.760052.35899ZAPNPV方案B的净现值元62.208015313603.0103.0103.01228048.9338653136,,/22801010niAPPPNPVXZB方案C的净现值元22.602703.0103.0103.0122804.6791048.93386,,/22804.679101010CniAPPPNPVXZ方案D的净现值元01.992503.01375842.7089148.933865,,/3758470891.25DiPAPPNPVXZ方案E的净现值元3988603.01542882.8644348.933865,,/542882.864435EiPAPPNPVXZ方案F的净现值元14287.2879099.2FXZPPNPV根据判别准则:NPV0且净现值越大的方案相对越优。由上可知:0CFBADNPVNPVNPVNPV,00EDNPVNPV,。通过公式可得出:在这10年之中采用方案A意味着每户的净收益为111.41元/年,方案B的净收益57.78元/(年·户),方案C的净收益16.74元/(年·户),方案F净收益40元/(年·户),方案D和方案E意味用户对国产和进口户用热量表的投资在这10年之中是收不回来的。但根据实际情况中,方案A是整个建筑的热费根据热表计量的热量值进行收费,然后根据每户的建筑面积进行分摊,其实质还是按面积收费。根据3节和4节,可得出不同方案下逐年的净现值,见图4-1。直线与x轴的交点即为投资的回收期。由图4-1可知方案A回收期为4.46年,方案B回收期为7年,方案C回收期为9年,方案F回收期为8.27年。-100000-80000-60000-40000-200000200004000060000123456789
本文标题:043 热计量的经济性分析
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