浅谈中央空调废热及废冷能量的综合利用

步惊魂

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% `" K; o5 a$ z4 ^0 H: \7 H6 Y; F, t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。
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4 {6 ]" O" D+ Z1 ^# Y    一、简要概述两种机型
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    第一、余热回收冷水机组的特点概述
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1 N7 X2 K- S( {/ f' s8 V5 W    1、热回收机组的工作原理

8 l9 o* I3 Q/ ?7 B+ i/ L    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：
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    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。
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3 v) h3 i- L9 z$ n. W    根据能量守恒，有 Qc=Qc1+Qc2=Qo+P.
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. q# ?: M5 h9 \4 o" k- Z+ J    Qo―是设备向低温环境吸收的总能量，称为制冷量；

    Qc―是设备向高温环境散发的总能量，称为制热量；

    Qc1―在热回收器中散发的总能量，称为热回收量；

7 I& t6 s7 B* s* l- u( ]$ l    Qc2―在冷凝器中散发的总能量，称为冷凝放热量；

9 k/ Q' N& [6 O5 l    P---是压缩机对制冷剂所做的功。

    2、热回收技术的特点：
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    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℃。
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    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。
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- Q" r) l' P9 ^+ e, P( F4 N    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。
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    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。
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    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。
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    第二、冷回收热泵热水机组的特点概述
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/ E" o+ V: P* L! X. E    1、冷回收热泵（空气源）热水机组的工作原理
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    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：

. @8 `% F" y' j$ W    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。
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    根据能量守恒，有 Qc1 =Qo1+P1；Qc2 =Qo2+P2

9 b6 e& ~  `2 k, f9 k% A    Qo1―是单制热时设备向低温环境吸收的总能量，称为制冷量；

    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；
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- M& w$ E4 T( r! |1 v2 W    Qc1―是单制热时设备向高温环境散发的总能量，称为制热量；

    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；
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    P1---是单制热时压缩机对制冷剂所做的功。
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: {0 _7 L6 F) D& Y, a: {. s, ^    P2---是冷回收时压缩机对制冷剂所做的功。
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6 ]7 D! p8 A2 B( D+ s3 x1 |    2、冷回收热泵热水机组的特点：
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    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。

- \7 T0 f  M4 j2 \$ b9 a: T3 r+ q, N    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。

4 y" z2 \( s2 G: ~6 u- Q7 V# E8 k    ⑶ 环保性能好，无燃烧排放污染。

    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。