关于环保空调的讨论

关于环保空调的讨论1.空调冷凝热热回收的可行性常规空调系统主要由制冷剂循环、冷却水循环、冷冻水循环和空气循环组成。在制冷剂循环中，气态的制冷剂在压缩机内被压缩，温度升高、压力增大；通过排气管，高压的气态制冷剂进入冷凝器中被冷却水冷却，变成高压液体；通过节流阀，压力降低，高压制冷剂变成低压含少量气体的气液混合物；其后制冷剂在蒸发器内定压（低压）下吸收大量蒸发器里冷冻水的热量，蒸发变成低压的气态制冷剂；气态制冷剂通过吸气管路再回到压缩机内。在冷却水循环中，冷却水在冷凝器中吸收了制冷剂的热量后，由泵送到冷却塔的上部喷下，与逆流（上升）的空气进行热湿交换，冷却水温度降低。冷却水再泵送到冷凝器与制冷剂进行热交换，温度升高，如此循环。空调房间的冷负荷（即热量）通过蒸发器进入制冷剂循环，变成冷凝排热的一部分，再通过冷却水循环排到大气中去[2]。因此，对于常规空调制冷机，其主要作用是空气调节，空调系统的冷凝热直接排放到大气中未加以利用。制冷机组在空调工况下运行时向大气环境排放大量的冷凝热，通常冷凝热可达制冷量的1.15～1.3倍[3]。大量的冷凝热直接排入大气，白白散失掉，造成较大的能源浪费，这些热量的散发又使周围环境温度升高，造成严重的环境热污染。若将制冷机放出的冷凝热予以回收用来加热生活热水和生产工艺热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还是一种变废为宝的节能方法。近年来，对空调系统冷凝排热热回收的研究也越来越多。2.我国空调冷凝热热回收现状随着我国国民经济的发展和人们生活水平的提高，我国空调的普及率迅猛增长；同时，由于人们生活习惯的改变和对清洁卫生要求的提高，住宅建筑越来越重视卫生生活热水的供应。而目前国内家庭日常生活中所需要的热水供应大部分是通过专门的热水加热器来提供。这进一步加剧了世界范围内的能源紧缺和环境污染问题，引起了各个国家的高度重视。因此，近年来我国对空调系统冷凝排热热回收制备生活热水等的研究越来越多。2.1

冷凝热热回收的分类冷凝热利用方式主要可分为直接式和间接式。直接式是指制冷剂从压缩机出来后进入热回收器直接与自来水换热制备生活热水。间接式是指利用常规空调的冷凝器侧排出的高温空气或37度的水来加热制备生活热水。间接式由于要增加的设备比较多，换热效率比较低，所以该技术不易推广。直接式又可以分为两类，一种是只利用压缩机出口蒸汽显热，蒸汽显热一般占全部冷凝热的15﹪左右[4][5]，按照热水的需求量和显热量计算得出热回收器的片数，其它的冷凝热在冷凝器中被冷却水带走；另一种是利用全部的冷凝热。这两种比较由于前者只利用蒸汽显热，热回收器的压降比较小，使得冷凝器中压力比较稳定对制冷影响比较小。2.2

冷凝热热回收的形式我国近年来研究应用的冷凝热热回收形式主要有以下几种：2.2.1双冷凝器热回收技术荣国华[6]提出：夏季利用制冷机冷凝器加热自来水可以提供热水，降低能耗。要利用制冷机加热自来水，应采用具有水冷冷凝器的制冷机。用自来水做冷却水时，其水量应与建筑的冷负荷及制冷机的冷却水量相匹配，保证制冷机安全正常运行。但是各类建筑的冷负荷与冷却水量的变化规律与其自来水用水量的变化规律不尽相同，要做到最佳匹配比较困难。为解决这个问题，孙志高、李舒宏[7]在空调系统能量回收节能分析中设想采用蓄热装置调配冷凝热、冷却水量、热水用量的不平衡。吴献忠等[8]针对蒸汽压缩制冷装置的特点，提出了直接将满足热水用量的自来水送入热回收换热器，利用压缩机的排气显热和部分冷凝潜热对其进行加热，高温热水储存在储水箱内以供使用。龚七彩，常世钧等人[9]结合前面的研究基础上又从火用的角度分析了冷凝热热回收并提出了双冷凝器热回收技术（如图1），在压缩机和冷凝器之间加一个热回收器（冷凝器）回收冷凝热,从这个外加的热交换器出来的制冷剂的状态是汽一液混合物或气态,由后面的冷凝器吸收其余热量。该图1双冷凝器热回收制冷原理图肿技术可以根据晚要求直接回收它制冷机组的蒸姿汽显热或是显民热加部分潜热狭来一次性加热键或循环加热到伍水的指定温度冬。该形式主要邪应用于中央空辛调冷水机组。格凡姑家用空调器常步用的热回收形殊式瓣家用空调器在贩我国应用广泛把，而且数量多复，是热回收的柏重要方向之一也。林爬宏犁[10赴]插对家用空调冷捏凝热的回收利皆用进行了探讨乳，并指出：家没用空调冷凝热低回收系统作为求回收低品位能因的有效方法，墙可广泛适用于蚂普通家用空调筹系统的改造上煎，其应用及节惜能前景可观。逼哈尔滨工业大瘦学的江辉民，椒王洋热等巾[11镰]读，在研究中提惊出了自己的为觉家用空调器常币用的热回收形促式（鉴图惰2殿）。该形式是有将空调器中压冠缩机排出的高但温高压的制冷变剂蒸汽注入到模热水换热设备却中进行热交换圾，加热生活热膨水。若热水换咱热器的换热能矛力能够独立承蜜担所有的冷凝枝热量，则无需星使用风冷冷凝制器，反之就要妇同时使用风冷攀和水冷冷凝器骄来承担所有的妖冷凝负荷。患图贴2垃唇带热水供应的谋家用空调器热投回收原理图鼻绪森热泵回收技术吐余颖俊、王梦些云湾[12揉]世就冷凝热的回拦收途径及可行眨性进行了探讨福。由于空调制许冷中冷却水温既度一般林在贩3拨0哈～堂38巷℃故，属低品位热迹能，要想充分锋回收需要热泵地技术，由制冷逆机与热泵机组拐联合运行构成岸一套热回收装暮置。该装置把隐热泵的蒸发器瞧并接到制冷机遗冷却水回路上贡，比较适合在益现有的空调冷轿却水系统中进瞧行改造，控制余也比较容易实顷现。捡尹应德，张泠哭等值人色[13勺]目在这之后提出鞠了这种典型的歌间接冷凝热热哑回收形式（渐图添3炊）。当冷水机毒组和热泵同时遮工作时，可以缴通过控制冷却晓塔风机的启停亩来控制冷却水目回水温度。通伸过电动三通阀比控制冷却塔的锈冷却水流量和棵热泵蒸发器的脂流量比例，使菠热泵的蒸发器残出水温度低埋于雾32奥℃开寻，以保证冷水某机组的正常运头行。该种方式播是在原系统并认联一套热泵机材组，把冷凝热阁作为热泵热源摧来制备热水。妨图沉3钉垄利用热泵的一胜种热回收原理威图领雕残相变材料回收误空调冷凝热状西安交通大学疑的刘红娟，顾绘兆须林瘦[14膛]搜提出利用相变避材料回收空调脾冷凝热热回收判形式。热回收套用蓄热器代替茧双冷凝器热回雄收技术中的压链缩机出口的冷曾凝器与常规风碎冷冷凝任器渴(汇或冷却飞塔罪)挣采用串联连接窄，利用冷却塔抓排除热回收系歌统不能储存的林剩余热量。热焦回收用蓄热器夸中相变材料的春温度是随冷凝宜温度的变化而绣变化的。开始银时，常规风冷她冷凝捕器既(藏或冷却塔回膝路遍)饮关闭，热回收双蓄热器利用制妖冷剂过热段的纯显热和冷凝潜盖热对相变材料须进行加热，此时时冷凝压力随流热回收蓄热器豪中相变材料温溪度的升高而升洒高。当系统冷绣凝压力达到限栏定值时，开启轻风冷冷凝器以玻释放多余的制良冷剂冷凝潜热糠，降低系统的蛮冷凝压力。此慕时热回收蓄热姜器仍能利用蓄垄热器管内流过进的气态制冷剂厅过热段的显热东放热加热相变完材料，进一步骆提高相变材料裂的温度。当相湾变材料温度达穴到某一设定值停后悬(岩可利用相变材客料温度自动调俯节器测尿得觉)纹，系统恢复原雷冷凝免器捡(清冷却住塔突)谦冷凝运行模式技。时图仅4暂悉水源热泵的一斥种热回收原理详图泽另外，山东省卷生建机械厂的塌韩慧民提出一购种水源热泵的荡热回收形顾式饲[15寺]惧（朝图混4先），这种形式外存在着明显的域不足，冬天制挡备生活热水是镇供热要停止。沟杨小艰林良[16谦]扎提出制冷机冷望凝器采用双束监或双筒冷凝器田，但是但热交庙换效率较低。柱3兆冷凝热热回收毫技术应用中存悟在的问题匪3梨.论1盘奏双冷凝器热回舰收技术和家用母空调器常用的斤热回收形式在彼应用时存在的算问题：姥1水.逗热回收器须选夫用专用的高性偶能换热器。由映于氟利昂具有耕强渗透性，而盲且安装在冷凝莲器前，该点位帖置在氟利昂处薄于高地压辽(牧1幸．异44Mpa克)巨和高温过雄热荐(底约唉75码℃凉)测状态，更易产散生渗漏。因此砖，对换热器的猾材质和制造工怎艺都有特殊要上求，如有不慎咬，不但达不到娃节能效果，反烂而损坏制冷机城组。框2储.准换热器除了保踩证有与所改造尽机头的功率相速适应的换热面截积外，还必须絮有较低的阻力锯不会影响制冷溪机原有工况，示否则会降低出霉力。受3吸.腰由于它利用的肢是制冷循环过拴程产生的热量丹，传热量差远劲小于原热水系六统，只能独小流量连续制尺备热水，不可赢能象蒸气加热佣器或热水炉那他样短时间内提妹供大量热吉水，因此，系桂统要配备足够浅容量的热水箱抬。通常可以按如具体系统朋的耀1秒小时量大用水沫量计渡算调[17烘]散。黑3葵.年2缸乔相变材料回收危空调冷凝热应着用中存在的问灿题：搭1.扬滤目前，蓄热器麦在国外已广泛招应用，在我国奥也逐渐发展起详来。余热和太维阳能等资源的拣有效利用，迫宽切需要设计和舰发展高效率、旺低成本的相变烟蓄热器。但对原蓄热器的设计剃计算尚无统一环的方法，因此唐，对蓄热器的数设计也处于摸惨索阶段。参2榨.旨对蓄热物质的不要求是：热容烛量大、蓄热能圈力强，化学稳记定性好，熔点秀低，对人体、趟动植物无害、忘价格低廉。我纤国对蓄热材料领的开发有待进饭一步加强。诱3帅.剑，应该尽可能肥使制冷装置在岭较低的冷凝温私度下运行。在摩设计中选取的泽冷凝温度是定轻值，而实际运僻行中的冷凝温胀度是变化的。捏冷凝温度与环脸境温度有关，御不仅随季节变救化，而且每天悄昼夜也在不断歪变化。因此在澡设计时应充分渠考虑各种不利斩因素，选择适钓当的冷凝温度枣，保证制冷装徐置在高效率下卧节能运行。招3于.锣3建引利用热泵回收梢冷凝热时存在秩的问题：蓬1.箱贵比较适合在现景有的的空调系录统改造中应用遥，但是投资较淹大，运行费用草高。尤4倚陈我国空调冷凝吐热热回收发展迁趋势登为实讲现染“佛可持续发斑展准”岛战略，我国制兴定一系列能源拖及环境政策。尺节能和环保已仰成为当前空调氏领域中最重要微的研究课题之央一。目前，我均国暖通学者已立逐渐认识到了讨余热回收系统茧应用的重要性臂，一些开发商行也对此项目产摩生了一定的兴堆趣，现在在北擦京刮[18季]悟，广恶州骄[19][2接0浮]窑，上喷海神[21渡]仆，东北等地的院一些宾馆和人榨工冰场与游泳双池联合工作的医地旷方团[22督]侧都有应用并且贺节能效果很好贫。呢我国对于冷凝浆排热热回收系留统的研究现在滨仅限于理论的助分析，且处于鸡初步探讨阶段模，缺乏实际的往、深入的系统渡研究。从国内掌的研究状况来湾看，还存在着穴一系列的问题韵。在直接加热趟自来水的回收沙系统中存在以修下问题：一是茅空调系统运行梳时段与热水使留用时段的时间贷差问题。二是撞生活热水的用蝴量与冷凝热量茅之间也存在着筝不同步的问题踩。因此，设置逼储热装置十分乱必要，它可存燃储中午空调满群负荷时产生的菊热水用以补充捉傍晚空调低负已荷时产水量的害不足。目前国黎内研究存在蓄斜热水池较大的格问题，蓄热装竖置在系统运行纪中的动态模拟进以及系统形式掉等问题也是我吼们在今后工作索中要解决的。增冷凝排热热回打收取决于主要类设备的工作情鹊况，有时可能落得不到预期的闭效果。就冷凝姥热回收来讲，巧其效果取决于葡空调系统的运灵行工况，其目醒的也只是从节睬能和环保的角急度考虑回收