由上可以看出,不同形式的能量在转化为另一种形式能量的能力是有差别 的,这点说明能量不仅有量的属性,还有质的属性。因此我们要找到一个既能 代表量有能代表质的指标,而且这个指标是能够量化的,以便能量之间能够直 接比较,这就是。 1.2的定义 关于佣的定义有不同的描述方法,这里介绍两种有代表性的说法。 表述一:系统在给定环境的相互作用下,其能量可以完全地,连续地转化为 任何形式能量的那部分就是,而寂则是不可转换的部分。 表述二:在以环境参数为基准态条件下,从任一给定形式的能量中可能获得 的最大功就是娴,其于部分为寂。 1.3能量的热经济学定价 在热经济学分析中,能量的定价是一个很重要的问题。它是把热力学的物理 量转换为经济学量纲的关键。能源的定价直接影响着能源的消费和生产,是关系 到国民经济的大问题。从的定义中我们可以看出是表征能量价值的物理量,它是 综合运用热力学第一定律和第二定律,不但从量的方面,而且更强调从质的方面 来作能量的尺度。一定的能量中包含着多少就能反映这种能的质量的高低。因此, 只有用来确定能源价值,才能是其实用价值和经济价值得到很好的吻合,因为不 仅从量的发面,而且从质的方面、全面地代表着能的使用价值。 当系统为输出不同质量特性产品和能量的系统时因为能质量特性不同,从而 产品的值和焓值之间没有一固定的比值,以能的定价与以的定价就将产生差别 这种差别反映了能量的可用性不同,因而其使用价值也不同。在这种情况下,就 只能用焆来定价,而不能用能来定价。以佣来定价具有普遍性,使用与一切情况, 所以在热经济学分析中,我们主张任何系统都以焆来定价。 第二节热经济学的经济学基础 经济的历史比热力学悠久,它可以追溯到古希腊的哲学家亚里士多德,那时 他就建立了经济学的概念和体系。所以,经济学并不是一门新的学科,但当它与 热力学分析结合是就变成了一门新的学科。在这里主要说工程经济学的概念 1.2.1经济效益的概念 经济效益是从产品的产出和投入的角度来理解其含义。所谓产出是生产出来
6 由上可以看出，不同形式的能量在转化为另一种形式能量的能力是有差别 的，这点说明能量不仅有量的属性，还有质的属性。因此我们要找到一个既能 代表量有能代表质的指标，而且这个指标是能够量化的，以便能量之间能够直 接比较，这就是。 1.2 的定义 关于 的定义有不同的描述方法，这里介绍两种有代表性的说法。 表述一：系统在给定环境的相互作用下，其能量可以完全地，连续地转化为 任何形式能量的那部分就是 ，而寂则是不可转换的部分。 表述二：在以环境参数为基准态条件下，从任一给定形式的能量中可能获得 的最大功就是 ，其于部分为寂。 1.3 能量的热经济学定价 在热经济学分析中，能量的定价是一个很重要的问题。它是把热力学的物理 量转换为经济学量纲的关键。能源的定价直接影响着能源的消费和生产，是关系 到国民经济的大问题。从的定义中我们可以看出是表征能量价值的物理量，它是 综合运用热力学第一定律和第二定律，不但从量的方面，而且更强调从质的方面 来作能量的尺度。一定的能量中包含着多少就能反映这种能的质量的高低。因此， 只有用 来确定能源价值，才能是其实用价值和经济价值得到很好的吻合，因为不 仅从量的发面，而且从质的方面、全面地代表着能的使用价值。 当系统为输出不同质量特性产品和能量的系统时因为能质量特性不同，从而 产品的值和焓值之间没有一固定的比值，以能的定价与以 的定价就将产生差别， 这种差别反映了能量的可用性不同，因而其使用价值也不同。在这种情况下，就 只能用 来定价，而不能用能来定价。以 来定价具有普遍性，使用与一切情况， 所以在热经济学分析中，我们主张任何系统都以 来定价。 第二节热经济学的经济学基础 经济的历史比热力学悠久，它可以追溯到古希腊的哲学家亚里士多德，那时 他就建立了经济学的概念和体系。所以，经济学并不是一门新的学科，但当它与 热力学分析结合是就变成了一门新的学科。在这里主要说工程经济学的概念。 1.2.1 经济效益的概念 经济效益是从产品的产出和投入的角度来理解其含义。所谓产出是生产出来
的产品或劳务,所谓投入是指为生产这些产品所消耗的人、财、物等能源。产出 的产品必须符合社会需要即社会效益,这是质的指标,一切经济效益必须先具备 社会效益才有效益可谈,即社会效益是经济效益的前提。 经济效益主要指产出大于投入,此差值越大经济效益越高。处理得好,经济 效益与社会效益完全一致,但处理得不好,也会矛盾 经济效益E可以定义为:E=B-C 式中:B为方案运行后的收益,C为全部投资,B-C也叫者净收益,净收益大 于零是该方案在经济上可行的界限。 1.2.2成本 对工业企业来说,为了生产和销售一定种类和数量的产品,则必须消耗各种 费用,这些费用的总和就是成本 般情况下,产品成本可以分为以下几项:原材料费用、燃料和动力费用、 生产人员工资及附加费用、废品损失、车间经费、企业管理费。以上七项之和为 组成产品的成本,前五项之和为车间成本,前六项之和为工厂成本或生产成本。 1.2.3成本估算 (1)原材料、燃料和动力消耗的计算 Ca=Σ(W;P)+Cf 式中:w;为第ⅰ种材料的年消耗量;P;为其单价:C印为燃料、动力年消耗费 用。 (2)固定资产的折旧与维修费用估算 固定资产的价值逐渐地部分地转移到产品的成本里,这种转移无法计算确切 的数量,而是以折旧率的方法进行折旧计算。折旧计算的方法很多,但无论采用 那种方法进行折旧计算,都与固定资产的使用年限有关,这个年限既要根据固定 资产的有形损耗、又要根据其无形损耗计算。有形损耗是指固定资产由于使用和 自然力的影响而引起的使用价值和价值的降低,无形损耗是指由于技术进步而引 起的设备陈旧落后和价值损失。 (3)设备的寿命估算和折旧方法 设备的使用年限也叫设备寿命。设备寿命有三个不同的概念,既技术寿命、 所有权寿命和经济寿命。在技术经济中主要指经济寿命,经济寿命指设备在技术 上还可以使用,而且还属于原主,但由于这一技术领域发展很快,与新开发的设 备相比,这台设备太落后了,继续使用不如更换一台新的更经济,这时我们说这 台设备已经达到了经济寿命;本设备为实验用,所以采用技术寿命,技术寿命指设 备被使用到达不到它在技术上应有的指标,而不得不淘汰的年限。 设备的折旧方法很多,这里介绍匀速折旧法,也就是每年折旧费一样,这种 7
7 的产品或劳务，所谓投入是指为生产这些产品所消耗的人、财、物等能源。产出 的产品必须符合社会需要即社会效益，这是质的指标，一切经济效益必须先具备 社会效益才有效益可谈，即社会效益是经济效益的前提。 经济效益主要指产出大于投入，此差值越大经济效益越高。处理得好，经济 效益与社会效益完全一致，但处理得不好，也会矛盾 经济效益 E 可以定义为：E=B-C 式中：B 为方案运行后的收益，C 为全部投资，B-C 也叫者净收益，净收益大 于零是该方案在经济上可行的界限。 1.2.2 成本 对工业企业来说，为了生产和销售一定种类和数量的产品，则必须消耗各种 费用，这些费用的总和就是成本 一般情况下，产品成本可以分为以下几项：原材料费用、燃料和动力费用、 生产人员工资及附加费用、废品损失、车间经费、企业管理费。以上七项之和为 组成产品的成本，前五项之和为车间成本，前六项之和为工厂成本或生产成本。 1.2.3 成本估算 （1） 原材料、燃料和动力消耗的计算 Ca=Σ(Wi Pi)+Cfp 式中：Wi 为第 i 种材料的年消耗量；Pi 为其单价；Cfp 为燃料、动力年消耗费 用。 （2） 固定资产的折旧与维修费用估算 固定资产的价值逐渐地部分地转移到产品的成本里，这种转移无法计算确切 的数量，而是以折旧率的方法进行折旧计算。折旧计算的方法很多，但无论采用 那种方法进行折旧计算，都与固定资产的使用年限有关，这个年限既要根据固定 资产的有形损耗、又要根据其无形损耗计算。有形损耗是指固定资产由于使用和 自然力的影响而引起的使用价值和价值的降低，无形损耗是指由于技术进步而引 起的设备陈旧落后和价值损失。 （3） 设备的寿命估算和折旧方法 设备的使用年限也叫设备寿命。设备寿命有三个不同的概念，既技术寿命、 所有权寿命和经济寿命。在技术经济中主要指经济寿命，经济寿命指设备在技术 上还可以使用，而且还属于原主，但由于这一技术领域发展很快，与新开发的设 备相比，这台设备太落后了，继续使用不如更换一台新的更经济，这时我们说这 台设备已经达到了经济寿命;本设备为实验用，所以采用技术寿命，技术寿命指设 备被使用到达不到它在技术上应有的指标，而不得不淘汰的年限。 设备的折旧方法很多，这里介绍匀速折旧法，也就是每年折旧费一样，这种
方法计算每年里折旧额为 D=(Io-IL.L 式中L为设备的经济寿命,D为折旧率,Io为设备的初投资原值,I为到L年时 的残值 (4)设备维修费用和人员工资、附加费与管理费的估算 根据技术经济比较的详细程度不同,维修费可以单算,也可以用某一系数加在设 备费里。人员工资、附加费与设备的管理费因为系统差别大,这里不说,可以根 据具体情况计算。 (5)年运行费用估算 设备的年运行费用C C=Ca+Cb+C 式中Ca能量费用,Cb+C为非能量费用。 第三节热经济学的发展 热经济学的发展历史不长,它起源于50年代末,60年代中期始形成完整体系 在美国产生了若干学派,最早者要数M. Tribus学派,因为他首倡通过了系统逐 个寻优达到全局最优的目的,为此必须具备各子系统之间在热经济上孤立化的条 件才不违背“系统的各个局部全为最优意味着系统全局最优”的原则。 Tribus的 学生R. Evans还作了热经济学孤立化原理的数学论证。因此,后人就将此第一次 出现的热经济学名之为“孤立化”模式的热经济学。接踵而来的美国的另一学派 为首者的R. Gaggioli,因在70年代中发表论文最多而著称于世,他们所用的数 学工具为基本的代数,因此也称为“代数”模式热经济学。近年来随着人们节能 意识的增强,热经济学得到飞速发展,相继出现了“结构系数”模式热经济学(以 德国的 Beyer为代表)以及焆成本理论指导下的符号经济学(以西班牙的 Antonio Valero为代表),因西方国家把矩阵分析叫做“符号数学技术”,实际上这个模式 也可叫做“矩阵”模式热经济学。热经济学的分析与优化是相辅相成的,分析结 果可给出在系统各部位上流及经济流的分布,从而我们可以发现哪些地方存在 着最大的改进潜力,但它不能从系统整体分析的角度给出系统的某一局部改进或 某一参数改进对全系统带来的影响,而优化方法刚好弥补了这一缺点。在进行系 统寻优改进时,要确定考虑的变量及之间的关系,并选择约束条件和决策变量 最后用数学手段描述问题,即写出目标函数与约束方程求解。 热经济学传入我国比较晚,较大规模的研究是在70年代末和80年代初,但 随着能源问题的突出,他的运用也越来越广泛,并随着人们节能意识的増长而得 到长足发展
8 方法计算每年里折旧额为： D=(I0-IL)\ 、 L 式中 L 为设备的经济寿命，D 为折旧率，I0 为设备的初投资原值，I L 为到 L 年时 的残值。 （4） 设备维修费用和人员工资、附加费与管理费的估算 根据技术经济比较的详细程度不同，维修费可以单算，也可以用某一系数加在设 备费里。人员工资、附加费与设备的管理费因为系统差别大，这里不说，可以根 据具体情况计算。 （5） 年运行费用估算 设备的年运行费用 Cy : Cy=Ca+Cb+Cc 式中 Ca 能量费用，Cb+Cc 为非能量费用。 第三节热经济学的发展 热经济学的发展历史不长，它起源于 50 年代末，60 年代中期始形成完整体系。 在美国产生了若干学派，最早者要数 M．Tribus 学派，因为他首倡通过了系统逐 个寻优达到全局最优的目的，为此必须具备各子系统之间在热经济上孤立化的条 件才不违背“系统的各个局部全为最优意味着系统全局最优”的原则。Tribus 的 学生 R．Evans 还作了热经济学孤立化原理的数学论证。因此，后人就将此第一次 出现的热经济学名之为“孤立化”模式的热经济学。接踵而来的美国的另一学派 为首者的 R．Gaggioli，因在 70 年代中发表论文最多而著称于世，他们所用的数 学工具为基本的代数，因此也称为“代数”模式热经济学。近年来随着人们节能 意识的增强，热经济学得到飞速发展，相继出现了“结构系数”模式热经济学(以 德国的 Beyer 为代表)以及 成本理论指导下的符号 经济学(以西班牙的 Antonio Valero 为代表)，因西方国家把矩阵分析叫做“符号数学技术”，实际上这个模式 也可叫做“矩阵”模式热经济学。热经济学的分析与优化是相辅相成的，分析结 果可给出在系统各部位上 流及经济流的分布，从而我们可以发现哪些地方存在 着最大的改进潜力，但它不能从系统整体分析的角度给出系统的某一局部改进或 某一参数改进对全系统带来的影响，而优化方法刚好弥补了这一缺点。在进行系 统寻优改进时，要确定考虑的变量及之间的关系，并选择约束条件和决策变量， 最后用数学手段描述问题，即写出目标函数与约束方程求解。 热经济学传入我国比较晚，较大规模的研究是在 70 年代末和 80 年代初，但 随着能源问题的突出，他的运用也越来越广泛，并随着人们节能意识的增长而得 到长足发展
第四节热经济学在空调系统中的运用 近年来,随着现代化工业水平和人们生活水平的提高,空调系统的需求越来越 大,空调系统的能耗已经占到建筑总能耗的50%左右,因此对空调系统进行热经济 性分析人就越来越多,如有人研究了风冷热泵机组的热经济性,通过分析比较风冷 热泵机组,直燃机组和冷水+燃气机组三种方案的热经济性得出:目前风冷热泵机 组主要用于小型空调中,相对于其他冷热源形式具有占地少的优点,经过进一步 分析其它供冷运行成本或供热运行成本都较低,而且从年度总成本来分析,应用 风冷热泵机组的年度运行成本也教低;另外,无论供热还是制冷,以天然气作为 能源的运行费用存在一个热电比价平衡点,当使用的热电比价高于这一值时采用 以电能作为能源的冷热源形式较经济,相反采用天然气经济。还有如依据热力学 的分析方法,对蒸气压缩式和吸收式制冷系统进行分析。参考《技术交流园地》 1999年第29卷第3期中《空调制冷方式的热经济性评价》一文,文中依据蒸气 压缩式和吸收式制冷系统的成本方程,可对两种制冷方式进行热经济学评价与比 较,分析发现制冷系统的经济效益(单位制冷费用),不仅与系统的初投资,使 用年限,年利率,能量费用单价等有关,还与运行的时间,温度等有关。通过计 算,制冷方式不应只对制冷机系统进行比较,而应对制冷机和冷却水子系统的结 合—一制冷系统进行比较和分析;分析表明,吸收式制冷较蒸气制冷方式无优势 由于吸收式需要较高的管道运输费用,且维修管理相对复杂,因此只有在缺电或 电费昂贵及有余热的地方采用
9 第四节热经济学在空调系统中的运用 近年来,随着现代化工业水平和人们生活水平的提高,空调系统的需求越来越 大,空调系统的能耗已经占到建筑总能耗的 50%左右,因此对空调系统进行热经济 性分析人就越来越多,如有人研究了风冷热泵机组的热经济性，通过分析比较风冷 热泵机组，直燃机组和冷水+燃气机组三种方案的热经济性得出：目前风冷热泵机 组主要用于小型空调中，相对于其他冷热源形式具有占地少的优点，经过进一步 分析其它供冷运行成本或供热运行成本都较低，而且从年度总成本来分析，应用 风冷热泵机组的年度运行成本也教低；另外，无论供热还是制冷，以天然气作为 能源的运行费用存在一个热电比价平衡点，当使用的热电比价高于这一值时采用 以电能作为能源的冷热源形式较经济，相反采用天然气经济。还有如依据热力学 的分析方法，对蒸气压缩式和吸收式制冷系统进行分析。参考《技术交流园地》 1999 年第 29 卷第 3 期中《空调制冷方式的热经济性评价》一文， 文中依据蒸气 压缩式和吸收式制冷系统的成本方程，可对两种制冷方式进行热经济学评价与比 较，分析发现制冷系统的经济效益（单位制冷费用），不仅与系统的初投资，使 用年限，年利率，能量费用单价等有关，还与运行的时间，温度等有关。通过计 算，制冷方式不应只对制冷机系统进行比较，而应对制冷机和冷却水子系统的结 合——制冷系统进行比较和分析；分析表明，吸收式制冷较蒸气制冷方式无优势， 由于吸收式需要较高的管道运输费用，且维修管理相对复杂，因此只有在缺电或 电费昂贵及有余热的地方采用