浅谈中央空调废热及废冷能量的综合利用

步惊魂

. h  a  ~) a# h- c0 [' {! X/ s" S# d
. H6 c2 `0 D, f& ]% _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。
' W. o  ?- d; Y
    一、简要概述两种机型
, l7 k# T" K% K/ Y- d
    第一、余热回收冷水机组的特点概述
. r& L+ v) N5 Q: L5 ?# T
    1、热回收机组的工作原理

/ \+ i' O) F" w4 [/ i    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：

/ K  ~. q* j$ l8 ]5 X7 w+ U- t/ F    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。
0 _; s5 w% J& q* @5 D
    根据能量守恒，有 Qc=Qc1+Qc2=Qo+P.
6 `+ M" V+ O  n9 g% c) p/ K9 q& G
    Qo―是设备向低温环境吸收的总能量，称为制冷量；
5 T6 c1 h( A# V0 e$ g0 ^/ L# `
# _" z# j$ P1 W' j2 s0 g! P    Qc―是设备向高温环境散发的总能量，称为制热量；
, d; Q2 r: ^& Y& I
: \% v/ H2 D  \; g  L7 @3 w    Qc1―在热回收器中散发的总能量，称为热回收量；

* f# c- P4 k& q' S) t    Qc2―在冷凝器中散发的总能量，称为冷凝放热量；
% h5 B) C* }5 E$ O% @: @+ T
' i5 [6 U3 }! u' a2 S! h/ u    P---是压缩机对制冷剂所做的功。
! L$ u! o5 }9 ^6 m9 `$ z
    2、热回收技术的特点：

    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℃。

+ ]+ F5 F/ |' \: @; D+ I2 `  K. x    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。

    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。

    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。

# \( {  O2 n) o3 H+ n    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。

    第二、冷回收热泵热水机组的特点概述
, |  U1 w* Y0 o1 Q% d. h# }( h# W
3 M0 _+ w) D+ a! E- P# k    1、冷回收热泵（空气源）热水机组的工作原理

$ A5 V8 z5 x# x* W  n2 i. P    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：
9 c4 n" E5 u) V+ O5 O( `, |4 Z$ P
    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' Z1 I/ c; N3 p
    根据能量守恒，有 Qc1 =Qo1+P1；Qc2 =Qo2+P2

    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；

) f, i6 `2 o, r  K    Qc1―是单制热时设备向高温环境散发的总能量，称为制热量；
* q4 k" Q" L; M- O
    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；
+ g2 U. S/ R: e: n4 Z- x4 u2 u
$ e+ p1 f  E3 U7 @' y7 o$ Z* N6 q    P1---是单制热时压缩机对制冷剂所做的功。
5 H5 t+ k! I# |# c5 Q7 }6 q) ~% Y
) H% y( i+ s: g* ~  K( L& i    P2---是冷回收时压缩机对制冷剂所做的功。

    2、冷回收热泵热水机组的特点：

    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。

    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。

    ⑶ 环保性能好，无燃烧排放污染。

' o( f1 O" J) r* ?9 N    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。