浅谈我国的空调冷凝热热收受接管

浅谈我国的空调冷凝热热回收摘要：介绍了近年来我国空调冷凝热热回收的研究现状，就空调冷凝热热回收的可行性，回收分类，回收的形式，应用中存在的问题等方面进行了综述，提出了今后空调冷凝热热回收的研究发展方向。关键字：冷凝热热回收1前言能源是人类赖以生存的五大要素之一，是国民经济和社会发展的重要战略物资。经济的快速发展必须以能源特别是电力的保障供应作为基础。我国能源结构中原煤所占比例较大，达75%，我国燃煤消费量占世界煤炭消费总量的27%，是全世界唯一的以煤炭为主的能源消费大国，大量使用燃煤并缺乏有效治理造成了严重的环境污染。能源利用率较低，我国能源利用率目前仍比先进工业国家要低10多个百分点，单位国民生产总值能耗比先进国家高6～10倍，生产单位产品的能耗比国外高出50%～100%[1]。能源的结构和低效率使用不仅影响到我国的经济建设和发展,也影响到我们赖以生存的周边环境。暖通空调工程作为主要用能技术之一，必须立足于能源的合理利用和有效的节能措施。2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。3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。3.1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。3.2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：3.2.1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。宗吴献忠摩等段[8闷]声针对蒸锈汽压缩婚制冷装顽置的特族点，提模出了直雾接将满改足热水鲁用量的炉自来水钉送入热城回收换桃热器，锡利用压覆缩机的肆排气显胁热和部拣分冷凝挎潜热对患其进行丝加热，口高温热距水储存律在储水胶箱内以惭供使用仙。膏龚七彩坏，常世即钧等掏人蜡[9熟]情结合前摸面的研盲究基础脆上又从红火用的眉角度分缩析了冷袋凝热热衣回收并痰提出了暴双冷凝闯器热回貌收技术粱（如显图扯1滑），在棋压缩机滥和冷凝渔器之间示加一个丸热回收名器（冷闻凝器）便回收冷匙凝扣热昨,统从这个丙外加的舞热交换老器出来游的制冷晃剂的状辫态是汽刊一液混竖合物或陵气倍态填,纳由后面得的冷凝沫器吸收蹈其余热见量。冤该要饰图等1饶危双冷凝弹器热回评收制冷怎原理图犯技术可伴以根据者要求直扩接回收碗制冷机俗组的蒸振汽显热洁或是显属热加部腹分潜热屯来一次全性加热浩或循环屑加热到叨水的指翅定温度秀。该形惰式主要愉应用于醉中央空耕调冷水悄机组。朵3.2钻.2懒辛家用空射调器常哈用的热走回收形番式岁家用空棉调器在汇我国应横用广泛彩，而且竞数量多信，是热虾回收的钳重要方赠向之一坝。林国宏旋[10剪]绘对家用机空调冷怎凝热的昏回收利附用进行私了探讨悉，并指稻出：家失用空调拐冷凝热坐回收系迹统作为肝回收低证品位能窄的有效住方法，尘可广泛暂适用于败普通家党用空调所系统的办改造上厦，其应申用及节政能前景凡可观。鬼哈尔滨芒工业大司学的江独辉民，汪王洋垫等鸣[11陪]熄，在研核究中提毙出了自桥己的为棒家用空摘调器常此用的热化回收形宅式（弹图首2驶）。该泊形式是芬将空调考器中压密缩机排剩出的高际温高压赤的制冷抹剂蒸汽辉注入到爱热水换赏热设备羊中进行润热交换全，加热逝生活热乞水。若蓄热水换疼热器的侮换悄热能力翅能够独乌立承担悬所有的蔽冷凝热键量，则天无需使访用风冷张冷凝器抄，反之梯就要同孩时使用赌风冷和晕水冷冷巴凝器来燃承担所占有的冷夸凝负荷燕。腥图叫2煤誉带热水锹供应的久家用空衬调器热炊回收原筒理图部3.2虹.3辉机热泵回扰收技术朽余颖俊勿、王梦寇云景[12罚]摘就冷凝暖热的回环收途径蜜及可行棕性进行极了探讨赌。由于粪空调制苗冷中冷始却水温富度一般伸在宏3双0客～武3买8牙℃柳，属低掌品位热轻能，要使想充分腥回收需痛要热泵助技术，死由制冷近机与热淡泵机组记联合运尤行构成殊一套热欲回收装蹲置。该旁装置把即热泵的卫蒸发器搜并接到踢制冷机丝冷却水萝回路上弄，比较哥适合在可现有的肤空调冷宾却水系碰统中进储行改造甚，控制兽也比较再容易实乓现。贵尹应德抽，张泠拆等其人肉[13勾]剪在这之练后提出辞了这种碎典型的玉间接冷有凝热热能回收形闹式。当蒜冷水机宇组和热票泵同时亏工作时鱼，可以唱通过控留制冷却辣塔风机口的启停高来控制牺冷却水遣回水温诵度。通良过电动灭三通阀澡控制冷啦却塔的爆冷却水燃流量和柱热泵蒸也发器的饶流量比局例，使虎热泵的屯蒸发器熊出水温疗度低桶于向3筹2康℃虎医，以保哄证冷水栋机组的宿正常运四行。该材种方式性是在原吉系统并爽联一套科热泵机湿组，把徒冷凝热域作为热并泵热源瓣来制备井热水。仿3.2绣.4穴送相变材衬料回收邪空调冷连凝热挣西安交趟通大学跳的刘红顶娟，顾段兆翼林见[14且]麦提出利晋用相变耕材料回火收空调殖冷凝热叛热回收椅形式。仔热回收罪用蓄热扬器代替趴双冷凝堪器热回乎收技术偷中的压廊缩机出冲口的冷合凝器与捷常规风摆冷冷凝友器练(杜或冷却屠塔耗)渡采用串亭联连接温，利用糠冷却塔售排除热辅回收系钻统不能秘储存的顽剩余热遭量。热危回收用检蓄热器罩中相变遇材料的刘温度是裹随冷凝堆温度的仓变化而号变化的胃。开始桥时，常雁规风冷钞冷凝应器歉(柴或冷却元塔回汁路圆)唤关闭，嚼热回收彼蓄热器冻利用制拴冷剂过缘热段的遵显热和栋冷凝潜殃热对相毕变材料箭进行加蚊热，此予时冷凝姻压力随获热回收霸蓄热器恳中相变搁材料温许度的升棕高而升树高。当皱系统冷姐凝压力敌达到限少定值时千，开启接风冷冷罚凝器以完释放多柄余的制蒙冷剂冷案凝潜热运，降低通系统的托冷凝压侮力。此朵时热回制收蓄热海器仍能繁利用蓄德热器管忽内流过规的气态趴制冷剂械过热段狮的显热套放热加昨热相变薄材料，赶进一步饱提高相相变材料控的温度奉。当相辛变材料彩温度达便到某一眉设定值旅后犯(慨可利用豪相变材登料温度椅自动调债节器测浸得奴)海，系统车恢复原院冷凝载器示(苏冷却蜂塔冬)剪冷凝运固行模式锹。北图海4借缘水源热偷泵的一丰种热回醉收原理额图告另外，谎山东省俱生建机蓬械厂的孟韩慧民穷提出一某种水源权热泵的星热回收尤形法式标[15筐]扩（卵图厦4尾），这粥种形式污存在着槐明显的镰不足，虎冬天制云备生活色热水是三供热要棒停止。脱杨小纯林弄[16翁]艇提出制咱冷机冷夹凝器采喝用双束鲁或双筒荒冷凝器稼，但是匙但热交翁换效率俩较低。呈3.3列盖冷凝热困热回收信技术应门用中存填在的问束题辫3.3雪.1刘负双冷凝炊器热回植收技术驳和家用批空调器家常用的近热回收馋形式在客应用时丰存在的朵问题：傍1化.扬热回收肯器须选玻用专用死的高性买能换热滩器。由全于氟利盈昂具有螺强渗透罪性，而答且安装锄在冷凝状器前，窄该点位用置在氟略利昂处熄于高伞压足(娃1挽．挣44M柄pa部)激和高温更过战热扶(欢约献7奏5资℃锤)达状态，仓更易产文生渗漏奋。因此旬，对换久热器的随材质和犯制造工岔艺都有贺特殊要毕求，如昌有不慎贯，不但蓬达不到业节能效年果，反紫而损坏北制冷机掉组。轧2墓.肢换热器蝶除了保座证有与豆所改造寒机头的独功率相客适应的萍换热面司积外，推还必须银有较低茫的阻力舰不会影铃响制冷翠机原有配工况，走否则会男降低出顷力。胆3铁.套由于它仍利用的滤是制冷熊循环过卧程产生萄的热量音，传热淋量差远问小于原着热水系饱统，只蛛能小流滚量连续罗制备热备水，不息可能象榆蒸气加路热器或孙热水炉市那样短旺时间内消提供大火量热水则，因此刑，系统得要配备蜡足够容漠量的热庸水箱。派通常可拐以按具它体系统驰的谦1比小时量班大用水仍量计拳算盟[17娇]然。英3.3销.2亮急相变材榨料回收敌空调冷短凝热应伍用中存雄在的问壶题：夫1.镜沾目前，索蓄热器忘在国外肥已广泛挣应用，辜在我国筒也逐渐眼发展起四来。余倒热和太殊阳能等液资源的办有效利凡用，迫别切需要壮设计和命发展高苏效率、质低成本鞭的相变虎蓄热器获。但对铲蓄热器浅的设计翠计算尚调无统一旨的方法诞，因此植，对蓄躁热器的固设计也盒处于摸停索阶段寿。璃2粘.再对蓄热器物质的团要求是拍：热容娃量大、刺蓄热能压力强，接化学稳李定性好牌，熔点锁低，对远人体、赖动植物闪无害、读价格低赚廉。我雾国对蓄虽热材料伤的开发码有待进茄一步加遇强。殖3浩.隙，应该艰尽可能冈使制冷率装置在凝较低的尼冷凝温辆度下运趴行。在照设计中央选取的驻冷凝温逐度是定袍值，而乏实际运羡行中的另冷凝温止度是变察化的。秃冷凝温婶度与环祝境温度嚷有关，漠不仅随遣季节变密化，而选且每天申昼夜也夺在不断贞变化。煮因此在尸设计时手应充分慈考虑各获种不利额因素，货选择适负当的冷场凝温度执，保证姨制冷装护置在高饰效率下罢节能运占行。比3.3霞.3疼廉利用热凡泵回收次冷凝热棋时存在幸的问题丛：唉1.阻蔽比较适嗽合在现祝有的的失空调系他统改造充中应用君，但是厘投资较粥大，运钳行费用庆高。弓3狠慰我国空绍调冷凝扇热热回煎收发展疑趋势拒为实衰现溪“严可持续呈发狗展图”孝战略，陵我国制罚定一系舌列能源报及环境桃政策。粮节能和物环保已梨成为当休前空调导领域中冈最重要翁的研究云课题之欢一。目副前，我舅国暖通博学者已脱逐渐认妄识到了窜余热回蚕收系统夺应用的秒重要性醋，一些栋开发商蛇也对此守项目产薯生了一共定的兴蜘趣，现热在在北蚀京签[18庙]缸，广峡州率[19锻][2矮0撑]料，上景海筐[21还]脏，东北谷等地的辟一些宾券馆和人贿工冰场太与游泳年池联合傍工作的辟地吼方秘[22华]劈都有应酱用并且岁节能效战果很好裤。遣我国对购于冷凝信排热热北回收系纯统的研竿究现在华仅限于梦理论的仰分析，仁且处于膜初步探判讨阶段裹，缺乏托实际的项、深入语的系统社研究。盒从国内碑的研究笔状况来谈看，还器存在着茂一系列锯的问题找。在直率接加热置自来水耽的回收石系统中酸存在以互下问题钩：一是厘空调系蒸统运行誓时段与讯热水使隙用时段肿的时间戚差问题忌。二是世生活热驾水的用再量与冷绞凝热量咬之间也哗存在着革不同步明的问题堡。因此蛮，设置燥储热装幻置十分霜必要，举它可存贱储中午雄空调满映负荷时转产生的厘热水用巾以补充践傍晚空杜调低负圾荷时产灾水量的哭不足。泽目前国堪内研究舍存在蓄思热水池私较大的侍问题，沙蓄热装逼置在系摄统运行乔中的动乔态模拟替以及系链统形式杆等问题难也是我淘们在今绢后工作稍中要解阳决的。阶冷凝排霜热热回茅收取决队于主要略设备的端工作情巾况，有锋时可能抬得不到已预期的抗效果。旅就冷凝她热回收辈来讲，把其效果械取决于刮空调系恒统的运父行工况匆，其目膝的也只爸是从节达能和环线保的角乳度考虑宜回收余往热，而敢不能本蹦末倒置结为了获齐取热量膊去随意暂改变空谈调的工际况。因仙此受空嘴调运行帮时故间婚(乔一般只杜夏季运晓行妥)崖的影响虹，在热还回收系窑统中辅可助热源车在大多贷数空况占下是必舰要的。仿我国在蛇热回收团设备的战开发中狡，还缺感乏对于冷整个设扑备部件蔑进行优梨化匹配巴设计，返进行计抓算机模西拟这方这面的研丛究。通舒过同实侧验研究武的结果手进行对漆比，以煌优化整梢机的匹生配关系检。寨另外，屋对系统往本身及宜控制系墙统进行浪优化，细减少设离备的初非投资，个并对该岔产品在米我国的回应用前乐景进行抱预测和跃评价也括是研究惭的重要关方向之苏一。出参考文稠献：花[1]接寺中国环为保网节蹦能辉-坑中国紧撤迫的课室题提[2]致代吴喜用平瞎.徒蓄冷技衰术和蓄饮热电锅岭炉在空氏调中的躁应瓦用糖[M]关.揭上皮海馒:泰同济大搏学出版啄社庸,20霞02,赛12.达[3]础向吴献艰忠明,亭夏摊波源,语吕林归泉慎,逮张跃朝国近.贱冷凝热奋热回收喉机组的盒开发和谨应岭用去.仍制冷与保空车调化[J]苗.20暮01,抖1(6喂):2竞9式－床32.真[4]础灰李挥曲觐盒.殿华南地障区旅馆酬中央空敌调冷凝蹄热在制净备生活败热水中滨的应犯用什[J]凭.广制傲猾冷缺.20特04.舒6撇.委第三2辩3瞒卷洽第横2尘期型(阴总蛇8绸7坛期速):4柄5抓－奔49.纲[5]寸逆郑晓岗娟胆,壁魏玉盆林俩,录王永放翔哑,隆李春港华区,克黄文揉平蜡.塌螺杆式秃冷仓水颂(叫热洁泵厚)蛙机组废厕热回收蒸开发应加用诱[J]电.约制总冷纹.2激005娇.3铃.挤第曲2摊4酿卷唇第客1醉期秧:8雨1正－散83.为[6]院帆荣国前华欣.剧夏季回志收制冷才剂冷凝容热的几宪种方蔑法碗.田建筑热嗓能通风余空织调售[J]虹.19逗99,钓(1)察:2异7殊－赚29.艘[7]晋姨孙志规高较,选李舒育宏劲.寇空调系汗统能量贺回收节境能分以析故[J]晨.期节能技首术端.19诱99,滋17(遣6):贼2匀6害－链28.穴[8]卸柿吴献劝忠悼,抛夏般波贴,袍吕林仙泉哨,失张跃坏国仔.娇冷凝热凳热回收偿机组的致开发和裕应睡用津[J]啦.夸制冷与贞空什调揉.20森01,舱1(6搞):2友9律－拖32.渔[9]惰傅龚七纽彩堆,陪常世忘钧鸟,浩马概扬她,身曾灿巍杆,扔林晌鑫粉.捷蒸汽压磨缩式水扎冷制冷绞机的双霸冷凝器和热回收帖技怕术袋[J]跪.刮建筑节研能通风续空涝调裁.20赌0耐5罩年烤2编月葬,酿第性2膜4镰卷滨第且1迹期英:勇6资－览12.逼[10捎]恼次林烧宏莫.串谈家用协空调系丽统冷凝经热的回谨收利参用粱[J]蛇.迁福建能遭源开发慨与节琴约饥.20部02,脸(1)锋:2沉3趣－谎24.渐[11馋]倍烦江辉冰民缺,堡王黑洋络,义马最冷良俱,王姚敏杨河.哲带热水乐供应的兵家用空盏调器的妄探拼讨连[J]欣.谈建筑热惧能通风迁空从调欧.20挣0殃4毅年蝶2酷月盟,勒第帅2锐3钉卷浇第祖1主期中:4观8叹－罗51.必帮[12总]站福余颖震俊绢,即王梦填云薄.剧空调冷极凝热的休回收利卵用雕[J]酿.速工程设篇计蛇CA萍D易与