冷水机组冷凝热回收探析

摘要：将这些空调系统冷凝热全部或部分回收作为生活热水的辅助热源，不仅可以大幅度降低生活热水系统的热源的燃料费用，又可以减少向大气中排放废热，减轻大气污染，改善生态环境。不失为一个既节能又环保的系统方案。本文对冷水机组的热回收系统适宜性进行了分析，指出利用热回收系统可有效地利用能源。

关键词：冷水机组；冷凝回收；节能；冷凝热

随着国家经济高速发展的态势，能源供应越来越难以满足迅速增长的需求，节能是保障国家经济安全的必然选择，节能也是治理污染改善环境的最有效的途径。节能和环保已成为当前空调邻域中最重要的研究课题之一。冷凝热热回收系统利用空调系统的冷凝废热来加热生活热水，不仅减少了空调冷凝热对环境的污染，而且还具有较好的经济性能，能够给用户和业主带来可观的经济效益。空调系统冷水机组的冷凝热约为冷水机组制冷量的1.2～1.3倍左右，一般情况下冷凝热通过冷却塔直接排入大气。对于宾馆、酒店和娱乐场所等既需要空调制冷又有生活热水需求的建筑来说，意义十分重大。

一、 冷凝热回收系统适宜性分析

冷凝热回收系统的设置目的就是：保证冷水机组制冷性能的不降低的前提下，最大限度地回收和利用冷水机组制冷过程排出的冷凝热。因为空调系统冷凝温度和冷凝热回收时间与利用时间的不一致的限制，冷凝热回收系统不能完全替代生活热水的热源，只能做为生活热水的辅助加热系统。

首先，空调冷凝热回收量随着空调系统负荷变化而变化，部分空调负荷情况下，空调冷凝热回收量也相应降低。我们要考虑的就是某时段内空调冷凝热回收量与该时段生活热水所需辅助加热量关系。这里我们引入一个逐时冷凝热回收能力系数C，它代表某时段冷凝热回收系统的供热能力。定义为：

C=QC/QH

式中，QC——某时段冷凝热回收量；

QH——对应时段生活热水所需的辅助加热量。

当C≥1时，冷凝热回收能力满足生活热水所需辅助加热量，由冷凝热回收系统提供生活热水辅助加热量，冷水机组多余的冷凝热由冷却塔排出，生活热水热源处于停机状态；

当C

从上式可以看出，空调期越长，冷凝热回收所回收的热量也越大；空调期内C≥1的天数越多，冷凝热回收系统节能效果也明显。

其次，我们也还应关注建筑冷凝热负荷与生活热水负荷不同步、不平衡的问题，这种不平衡率越大，所需要的蓄热设备体积也庞大。冷凝热回收的利用率也越低。

二、 冷凝热回收冷水机组的分析

评价制冷机冷凝热回收装置优劣的参数，一般采用冷水机组热回收性能系数COPh。为体现采用冷凝热回收时对制冷机制冷效率的影响，通常也考虑制冷机的制冷性能系数COPL，其计算公式：COPh=QH/N COPL=QL/N

式中，QH ——热回收装置回收的热量（KW）； QL —— 制冷机冷凝热回收时的制冷量（KW）；如果冷凝热回收用作卫生热水辅助热源时，螺杆式双冷凝型热回收机组较适宜于作为冷凝热回收系统的主机，不仅可以取得较高热水使用温度，设备初投资也低，具有良好的经济性。

三、 冷凝热回收系统热水温度对空调制冷系统影响分析

虽然螺杆式冷凝热回收冷水机组最高热水使用温度为60℃，但此时冷水机组制冷性能系数COPL较低，我们建议热水使用温度定为55℃左右较为适宜，不仅使生活热水的水温有一定的安全裕度、减少热源的加热量，也使水冷机组的制冷性能系数有一个提升。

四、 冷凝热回收系统的形式

从冷凝热回收主机来分的话，冷凝热回收系统分为单冷凝器热回收系统、双冷凝热回收系统和单冷凝器叠式热回收系统。

单冷凝器热回收是通过在冷却水出水管路中加装一个热交换器来实现的。所提供的热回收介质进水温度高，所需要的热源辅助较小。但要求冷凝器的承压能力大，冷水机组制侧性能系数低。上图二所示的系统中，所提供的热回收介质进水温度较低，所需要的热源辅助较大，需要的冷凝器的承压能力小，冷水机组制冷侧性能系数高。

双冷凝器热回收的冷水机组，通常是通过在冷凝器中增加热回收管束和在排气管上增加换热器的方法来实现的。它利用从压缩梵排出的高温气态制冷剂向低温处散热的原理，提高标准冷凝器的水温，促使高温气态制冷剂流向热回收冷凝器，将压缩机的产热量传递给热回收冷凝器。通过控制标准冷凝器的冷却水温度或冷却塔供回水流量，可以调节的热回收量的大小。两个冷凝器可以保证回水管路与冷却水管路彼此独立，避免热回收侧增加热交换器，隔离受冷却塔污染的冷水。

单冷凝器叠式热回收系统是离心式冷水机组单冷凝器热回收系统的特殊形式，如下图所示。采用二台冷水机组叠加串联的方式，同时运行。克服了离心式冷水机组热回收温度不超过41℃限制，可以提高热回收热水温度至57℃，而且基本不降低冷水机组制冷性能系数，冷水机组运行稳定。但此系统投资较高，应进行技术经济分析，

五、 冷凝热回收系统的控制

螺杆式、涡旋式、活塞式冷凝热回收冷水机组应控制热水的供水温度，可以在保证冷水机组制冷性能的前提下最大限度的提高热水的使用温度，减少热源的使用量，更加节能。

离心机组应控制热水的回水温度，其优点在于：冷水机组制冷量减小时，热水的出水温度降低，冷凝压力与蒸压力的压差减少，冷水机组制冷效率高，离心机不易喘振。

六、 结束语

随着全球对能源与环保的重视，节能技术与产品引起了大众的广泛关注。随着我国经济的快速发展，能源问题越来越突出，已成为制约社会和经济发展的重要因素，人们也逐渐认识到节能的重要性，各种能量回收系统也在各个工程中被越来越广泛地应用。在使用普通的集中空调系统时总是有相当多的冷凝热直接排入大气，白白散失掉，造成较大的能源浪费，并且存在对周围环境的热污染，利用热回收装置回收利用这部分热量，不但可以节约能源，而且也减少了对环境的污染。空调冷凝热的回收是降低建筑能耗、减少环境热污染的有效手段，它的实施必定会给业主带来良好的经济效益和社会效益，但也应重视空调冷凝热回收中的应用问题：如冷凝热回收与利用的不平衡问题、热回收性能系数与制冷性能系数的平衡问题、热水使用温度的问题等。相信随着空调冷热回收技术的发展，这些问题必然会得到满意的解决，空调冷凝热的回收的应用也会越来越广。

参考文献：

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[2]孙慧琳，浅谈我国的空调冷凝热热回收 中国建筑文摘，2006；

[3]余颖俊，王梦云，空调冷凝热的回收利用[J].工程设计CAD与智能建筑.2000，（8）：1-4。