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标题:
浅谈中央空调废热及废冷能量的综合利用
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作者:
步惊魂
时间:
2009-7-29 09:40
标题:
浅谈中央空调废热及废冷能量的综合利用
本帖最后由 步惊魂 于 2009-7-29 09:42 编辑
8 W- a! r, L, m4 Y
+ R B/ x7 Q* X; q6 ]
& \/ U5 u3 W- h/ f, q- g
目前，在能源日益紧张的今天，中央空调能耗较大已经成为事实，一方面需要大量的中央空调冷气或工艺冷冻水，同时冷却塔或冷凝风扇等排掉大量的废热。另一方面需要大量的生活卫生热水，在选用热泵热水机组制热时需要排掉大量的废冷，废弃的能量就得不到充分利用，间接造成能源的很大浪费。针对这两种情况，目前，市场上已经开发出余热回收冷水机组和冷回收热泵热水机组，并且在工程案例中已经得到很好的使用。
x9 `, I* _( I$ {! R" i( j
9 \, z* k, o9 j% n
一、简要概述两种机型
4 W L5 x5 V/ q6 o* r: _7 K' ~+ C
; |2 ~7 f1 o8 u+ J! J7 ?7 B: d9 ~
第一、余热回收冷水机组的特点概述
4 Z7 [" K1 m, Q! b! V
( p! L3 m _ W' ^
1
、热回收机组的工作原理
* r! A/ @& X' f5 D) R& E" C
: S4 i# @; D! a
热回收原理是在制冷原理基础上，将向高温环境散发的废热加以部分回收，以产生温度较高的生活用热水，供用户使用。其过程如下：
. Q* K" b: M) u# A$ [; Z# i# {
" f0 x& _3 b# `* h' h) g
从蒸发器
E
回来的低温低压制冷剂气体，通过压缩机
COMP
对其压缩做功
P
，使其变为高温高压制冷气体，然后排放到热回收器
R
中；在热回收器
R
中，通过生活用水将部分热量
Qc1
带走，使水温升高到
50~60
℃
，同时高温高压制冷剂气体得到部分冷凝
,
成为中高温高压制冷剂气液混合体，然后排放到冷凝器
C
中；在冷凝器
C
中，通过冷却介质将从热回收器
R
中出来的的制冷剂气液混和体再进一步冷凝放热，向高温环境中散热
Qc2
，使制冷剂彻底发生相变，全部变为中温高压液体，然后经过膨胀阀
EXP
；制冷剂在热力膨胀阀
EXP
里经过绝热膨胀，使其变为低温低压制冷剂液体，然后送到蒸发器
E
中；低温低压制冷剂液体在蒸发器
E
中吸收低温环境中的热量
Qo
，发生相变成为低温低压气体，然后回到压缩机
COMP
中继续压缩开始下一循环。
5 B4 p* B$ N1 w
- ?! Y; K1 O2 e9 g: [
根据能量守恒，有
Qc=Qc1+Qc2=Qo+P.
) A$ ~7 C- H6 s# [( M: R5 p) n
0 g2 L( g9 s; _4 M* d9 D
Qo―
是设备向低温环境吸收的总能量，称为制冷量；
9 z! } i1 r! G5 p: ^$ N
- g; x; l) p' a# i! }( K
Qc―
是设备向高温环境散发的总能量，称为制热量；
* g$ s* b2 n/ r! E5 ^% D* Z+ T6 y
6 {2 R! I* I( f1 K7 N! j; G
Qc1―
在热回收器中散发的总能量，称为热回收量；
( x* s, h$ ^/ j
! R0 r1 i! A- ?" k4 K
Qc2―
在冷凝器中散发的总能量，称为冷凝放热量；
( I/ s8 v: Y2 |( l# F6 \6 k8 E9 d
$ S- ~, L& }' Y: a. q+ I
P---
是压缩机对制冷剂所做的功。
+ a6 h1 r+ c8 M6 Y F3 r
) b# z5 n4 D( R# j6 {8 p' C7 I
2
、热回收技术的特点：
% p7 T9 g" K& B
+ [; @) }0 K- E7 F' m, |* d$ O
⑴
热回收温度高。通过采用热回收器的使用热水温度可达
50~60
℃
，比普通经过冷凝器的水温
30~35
℃
高约
20~25
℃
。
d% ?& Z+ |3 J8 J# k5 P% h
4 |% G8 s! E% Z2 X! @) C, R. P
⑵
改善设备的工作条件，因在制冷设备的基础上增加热回收器，增加了制冷剂的过
冷度，增大了制冷效率，节省用电，延长了设备使用寿命。
' i1 n; D( C! i7 U, q- z; V
# |6 i% @9 ?- ^+ `4 _6 _/ A; d$ V) Y4 B; K9 T
⑶
免费获得使用热水，完全节省了使用锅炉的用电或燃料成本。
8 K$ p5 M7 A( |/ ^! Q
' w+ T' k! H. Y2 u0 S) a7 ]6 P
⑷
环保性能好，回收了部分本来排放到大气中的废热，无燃烧排放污染。
n3 C2 A/ x4 A+ g: n* |1 I
* G% G( T& ~% M4 r* K3 y
⑸
采用热回收器机组，热回收器的工作不影响制冷机组的正常工作。
4 R4 y8 ^ o: Z# x: T2 U1 Z* R: L
6 j9 r4 s* s5 X3 @% U
第二、冷回收热泵热水机组的特点概述
, m& B' s/ v1 l, F2 s% s0 H
6 @1 ^) K/ T# o5 c
1
、冷回收热泵（空气源）热水机组的工作原理
- [4 f' n0 j1 O3 f* B
( ~3 [3 \ {, F0 s4 ~; N; g
冷回收原理是在制热（冷）原理基础上，将向低温环境吸收热的部分回收，转化成向空调系统吸热，以产生温度较低的空调用冷水（
7
℃
/12
℃
），供用户使用，代替原空调系统的部分负荷，以达到节能效果。其过程如下：
% R) j" ?, c0 c1 S6 f
6 l3 q( k( Z" R' ?
从压缩机出来的高温高压制冷剂气体，在冷凝器中被用户使用的生活热水冷凝，变为高压中温液体，再从冷凝器出来。一、在客户不需要冷量回收时，电磁阀
1
通路，电磁阀
2
关断，制冷剂通过膨胀阀
1
节流膨胀，变成低温低压制冷剂液体，然后进入蒸发器
E1
中吸取低温环境的热量，蒸发为低温低压气体，然后回到压缩机，形成一个循环；二、当用户有需要用冷时，电磁阀
1
关断，电磁阀
2
通路，制冷剂通过膨胀阀
2
节流膨胀，变为低温低压制冷剂液体，然后进入蒸发器
E2
中吸取来自空调系统中水的热量，使水温达到空调要求，制冷剂蒸发为低温低压气体，再进入压缩机，形成循环。这样，就可以根据用户要求，在制热过程中可满足单制热性能或制热与制冷同时进行。
) c! t- z! n7 `- x. M9 S2 f( J
" \; H" O) i: r# r
根据能量守恒，有
Qc1 =Qo1+P1
；
Qc2 =Qo2+P2
3 H4 D9 H( B- \( \
: h! h5 l+ T6 ]9 q3 s b+ @
Qo1―
是单制热时设备向低温环境吸收的总能量，称为制冷量；
) x7 O4 @, k9 k6 S) j& |0 P9 a
; F3 D# H" l% }2 q1 O; [0 Z+ v
Qo2―
是冷回收时设备向空调用水吸收的总能量，称为冷回收量；
& L. ?4 {+ r. l
) U$ D8 Y' b5 z/ W3 w# X$ o# j) R
Qc1―
是单制热时设备向高温环境散发的总能量，称为制热量；
! l6 Z+ d1 k. b( E- ~% |* D
1 \) v3 j6 U' i8 A' p% j
Qc2―
是冷回收时设备向高温环境散发的总能量，称为冷回收制热量；
0 c. T7 O5 B. O3 c: i1 P+ z
: D; ^; P ]4 q: [5 Z& X, R2 S2 R) C
P1---
是单制热时压缩机对制冷剂所做的功。
8 k6 Z& }0 X: }% v4 u3 n
/ g8 v8 P2 _! j: `7 G5 F
P2---
是冷回收时压缩机对制冷剂所做的功。
$ w1 {! f/ f6 B, p. m# `
4 l( |7 }( |0 l0 Q
2
、冷回收热泵热水机组的特点：
9 k0 {! ] G9 w5 ~, o" m
6 u3 F# ?6 H7 y8 X- E
⑴
热水机组主要应用在有需要使用热的环境，如酒店，宾馆，桑拿等使用生活热水的场合，特别是它取代锅炉的趋向，具有节能，环保的优势。
3 G/ `6 P* y3 v+ @+ R* u
$ E6 {2 m% ]3 Q$ ]$ H$ @
⑵
常规热水机组可提供
50~55
℃
的出水温度，基本上能满足生活用水的大部分要求
,
一定程度上可以替代锅炉。而带冷回收机组更显出节能效果，因为在制热的同时，只要将冷回收系统接到用户的空调系统中，就可以承担空调的部分负荷，从而使空调设备功耗大大降低，最终达到节能的效果。
5 q) I% \/ F9 [1 C( b+ O2 |
% q3 P5 u) l4 g }/ `+ f
⑶
环保性能好，无燃烧排放污染。
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2 Y0 e! }7 }3 H
⑷
采用冷回收的热水机组，在冷回收不工作时不影响制热机组的正常工作。
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