深度指南
热泵与燃气锅炉 10 年模拟器：安装成本、COP 与能源价格
行业管理层分析
用热泵取代燃气锅炉是家庭能源领域最大的决策之一，而答案很少显而易见。热泵是搬运热量而不是燃烧燃料，所以每单位电能提供三单位或更多的热量。这听起来像是轻松的胜利，直到您注意到电的单价通常是燃气的两到三倍，而且安装费用可能是一台新锅炉的好几倍。热泵是否划算，取决于能效与价格比之间的一场较量，这场较量要在十年里进行，并受到安装、维护以及能源价格走势的影响。这个模拟器把这场较量浓缩成一个月度数字，让它清晰可见。
这个问题的结构是一个比值。用电价除以实际的季节 COP，得到热泵产生一单位热量的成本。用燃气价格除以锅炉效率，得到燃气的同一个数字。如果热泵的数字更低，每单位热量都在省钱；如果更高，安装成本就必须靠别的东西来偿还。此外还有一些固定项目：热泵的资本成本、保养费用，以及无论如何都要更换的那台锅炉。供暖需求会放大一切，因此一栋漏风、需求高的房子从一台好热泵中获益，比一栋小而保温良好的房子更多。
多米诺传导从实际能效开始，也就是扣除寒潮和除霜循环之后的 COP。它决定每单位热量的成本，再加上分摊到十年的安装成本，就确定了热泵成本中有多大比例是资本。这又影响燃气成本与热泵成本之比，最终决定每月节省的金额。因此，COP 偏低不仅会推高电费，也会让资本占比显得更糟，因为更少的节省必须偿还同样的安装成本。链条顶端的小幅变化，就可能让最后一个方框翻转。
冰山把您看得见的账单与容易忘记的成本区分开来。水面之上是电费和分摊到十年的安装成本。水面之下有三项很少出现在销售报价中的内容：每年的保养、在寒潮和除霜循环中额外消耗的电（此时实际 COP 会低于宣传数字），以及许多房屋在热泵运行良好之前所需的散热器、管道和电气工程。这些可能把一笔诱人的节省变成一笔不大的节省。请用模拟器找出燃气胜出时的电价、COP 或安装成本，然后让安装商给出符合您房屋情况的数字。
公式与方法论蓝图
该模型在十年的期限内比较两项年度成本，并显示每月的差额。供暖需求由您的房屋决定。热泵所需电量等于需求除以实际 COP，按您的电价并加上十年平均涨价幅度计价，再加上保养费用，以及按 6% 资金成本在十年内摊还的安装成本。燃气方案所需燃气量等于需求除以锅炉效率，同样加上其自身的涨价幅度，再加上锅炉保养费和热泵省下的锅炉更换准备金。
- 实际 COP
- COP_实际 = COP × (1 − 低温损耗)
- 宣传的 COP 要因寒潮、除霜循环和热水高峰而下调 6%。
- 热泵年成本
- 热泵 = 需求 ÷ COP_实际 × 电价 × f_e + 保养 + 年金(安装)
- 含十年平均涨幅的电费、保养费，以及在十年内摊还的安装成本。
- 燃气年成本
- 燃气 = 需求 ÷ 0.9 × 燃气价格 × f_g + 保养 + 锅炉准备金
- 按 90% 的锅炉效率计算的燃气费，外加每年用于更换旧锅炉的准备金。
- 平均涨价幅度
- f = ((1 + g)^10 − 1) ÷ (10 × g)
- 在年涨幅 g 下，代表十年平均水平的、对今日价格的乘数。
- 每月节省
- 净额 = (燃气 − 热泵) ÷ 12
- 为正表示热泵在十年内胜过燃气。临界点就是它降为零的位置。
层层传导的弹性
安装成本、电价和燃气价格对结果的影响最大，因为它们作用于每项年度成本中最大的组成部分。COP 通过电费发挥作用，在电价高的地方影响最强。供暖需求会同时放大两个方案，所以它会拉大正的差额，也会拉大负的差额。燃气涨幅虽然缓慢却会复利累积：每年几个百分点，十年下来就是两位数的涨幅，这就是它值得做低值和高值两种测试的原因。
三个真实案例研究
白手起家的初创者
保温良好的小户型住宅
一套供暖需求不大、配备优质热泵的紧凑住宅。节省金额为正但不多，因为可节省的热量本来就少。请加载它，看看需求较低时安装成本如何占据主导。
处于扩张期的中型市场企业
漏风的大房子
一栋供暖需求很高的大房子，配备设计良好的系统，而燃气价格一直在上涨。每节省一单位热量都带来很大的收益。请加载它，看看需求如何把每月节省的金额拉到基准之上很多。
黑天鹅危机
便宜燃气面前的昂贵热泵
安装成本高昂，热泵的 COP 勉强达到 2.4，电价很高，而燃气便宜且价格持平。热泵永远无法回本。请加载它，看看哪项输入能让节省金额恢复。
行业基准矩阵
| 指标 | 危险区 | 行业平均 | 前 10% 的佼佼者 |
|---|---|---|---|
| 季节 COP（空气源热泵） | 低于 2.5 | 3.0–3.8 | 高于 4.0 |
| 电价与燃气价格之比 | 高于 3.0 | 2.0–2.8 | 低于 1.8 |
| 安装成本占十年供暖成本的比例 | 高于 60% | 30–45% | 低于 25% |
| 年供暖需求（典型住宅） | 低于 8,000 kWh | 12,000–18,000 kWh | 高于 20,000 kWh |
| 燃气与热泵年成本之比 | 低于 1.0 | 1.05–1.3 | 高于 1.4 |
变量与杠杆
热泵安装成本
扣除您确定能拿到的补助或补贴后的总安装价格，含储水罐和调试。
杠杆: 获取三份详细报价，核实当前适用的补助，并避免为房屋用不上的容量付费。
年供暖需求
房屋一年中用于采暖和热水所需的热量，可参考过往的燃气账单或能耗证书。
杠杆: 先通过封堵漏风和阁楼保温来降低需求，因为热负荷越小，热泵就越小、越便宜，账单也越低。
季节能效（COP）
全年每消耗一单位电所提供的热量。设计良好的系统大约可达 3 到 4。
杠杆: 通过更大的散热器或地暖降低出水温度，并启用气候补偿，因为 COP 每提高一点，用电量就直接下降。
电价
您的综合单价，包含按用电量分摊的固定费用。
杠杆: 申请热泵专用电价或分时电价，并把运行时间移到更便宜的时段，因为电费是最大的运行成本。
燃气价格
您的燃气综合单价，包含不再需要支付的那部分固定费用。
杠杆: 核对您实际的燃气单价和固定费用，因为便宜的燃气合同会让热泵更难说得通。
燃气价格涨幅
您预计未来十年燃气价格每年上涨的速度。电价假设每年上涨 3%。
杠杆: 分别用较低和较高的燃气涨幅运行模型，因为十年期的答案对此高度敏感。
如何使用本模拟器
- 1根据过往的燃气账单输入您的年供暖需求，以及当前的燃气和电价单价。
- 2输入扣除您确定能拿到的补助后的安装报价，并填写一个诚实的季节 COP。
- 3查看五个多米诺方框，看看能效、资本占比还是成本比是薄弱环节。
- 4点击“找出我的临界点”，查看燃气胜出时的电价、COP 或安装成本。
- 5打开“平行宇宙”标签页，在 24 个月内对比您的方案与优化后的热泵方案。
应避免的错误
- 采用实验室的最高 COP。实际系统在低温天气和制取热水时会损失能效，所以宣传的数字会夸大节省的金额。
- 只比较运行成本。如果不把安装成本分摊到十年里，热泵总是看起来比它实际带给钱包的感受更好。
- 忽视散热器和电气部分。尺寸偏小的散热器会迫使出水温度升高、COP 降低，而老旧的配电箱可能带来一笔意外的巨额账单。
- 假设燃气价格永远便宜或永远昂贵。十年的答案对这两种价格走势都很敏感，所以决定之前请测试一个低值和一个高值情景。
常见问题
热泵一定比燃气便宜吗？
不一定。这取决于电价与燃气价格之比、您的实际能效、安装成本以及您居住的年限。请测试您自己的数字，而不要依赖平均值。
我应该使用什么 COP？
请使用安装商愿意为您的房屋书面承诺的季节数值，而不是实验室里的最佳数值。对于设计良好的空气源系统，3 到 3.5 左右的数值很常见。
是否包含补贴和补助？
只有当您把它们从安装成本中扣除时才会包含。补助规则会变化，所以在指望某项补助之前，请先核实当前的方案和申请资格。
为什么电价涨幅是固定的？
为了让模型保持聚焦，它假设电价每年上涨 3%。如果您预计涨得更快，请调高电价输入来补偿。
制冷和太阳能光伏板呢？
两者都未包含。兼具制冷功能的热泵，或由您自己的光伏供电的热泵，通常会改善结果，因此请把这里的结果当作一个保守的估算。
这个结果有多准确？
这是一个带有明确假设的教学规划模型，不构成工程或财务建议。在决定之前，请先做热损失勘察并索取书面报价。
这是一个带有明确假设的教育性规划模型，不构成财务、税务或法律建议。请将输入替换为您自己的数据，并就重要决策咨询合格的专业人士。