家用空调冷凝水回淋利用探讨与效果分析

【摘 要】本文分析了家用空调冷凝水对室外机冷凝器冷却的节能效果，并通过制作的回淋装置的实际效果来验证理论分析，证实了该装置节能效果显著，并节省费用，且具有很好的经济与社会环境效益。

【关键词】家用空调；冷凝水；回淋装置；效益

1 引言

随着时代的发展，人们生活水平的不断提高，以及国家对家电销售的相应补贴政策的出台，家用空调的销售与使用增长迅速。

空调在使用过程中产生的冷凝水大多是直接排放，部分楼房因设施不全甚至采用无序排放，不但污染建筑外墙、给行人带来不便也影响了邻里关系，同时也浪费了能量与资源。

根据空调运行相关理论知识，空调冷凝器的工作温度降低会有利于提高其整体运行效率，因此，是否可以通过某种装置把冷凝水收集起来用于室外机的冷凝器以降低其工作温度，从而提高空调器的能效比，这样既解决了冷凝水的排放问题，也节约能源、节约费用。本文将对此进行分析与实验实践。

2 可行性分析

2.1 家用空调器冷凝水的产生量和多个因素有关系，参照文献[1] ，冷凝水水的产生量约为0.3～0.95Kg/KW，因冷凝水的汽化潜热较大（按2406KJ/Kg计），因此其汽化潜热总量是可观的，对降低冷凝器的温度效果也将很明显，这样节能效果也将不错，理论分析可行。

2.2 国家对节能减排的提倡与鼓励措施越来越有力，对浪费能源的行为限制越来越多，目前全国大范围实行阶梯电价政策就是有力的证明，因此节能取得的经济效益将会更明显，民众也将更容易接受，普遍推广也将具备可行性。

3冷凝水对空调室外机冷凝器进行冷却的理论分析

由于空调冷凝水的产生量受诸多因素影响，这里不进行具体计算，只以笔者家用空调的实测值的平均值作为基础进行分析，根据天气不同每晚产生的冷凝水量为3～7.0Kg之间（空调型号为KF-23GW/Y-G，制冷量为2300W，标准工况输入功率815W，使用时长约8小时，室内设定温度为27°C，人员为：2个大人1个小孩），在室外机运行过程中取中位值约0.6Kg/H，这部分冷凝水冷却冷凝器的过程中全部汽化，汽化带走的热量=600*2406/3600=401W（汽化潜热取 2406J/g），假设该部分热量的80%来自冷凝器，那么可以近似理解为排出的冷凝水的80%的冷量又回到了空调的制冷循环管系统内，即节能效率可近似计算为401*0.8/2300=13.95%。

普通空调运行时：空气中的水蒸气的循环过程是：水蒸气--液态水--排出，即水参与了空调热循环过程，但带走了大量的能量。通过冷凝水的回淋，空气中的水蒸气的循环过程是：水蒸气--液态水--水蒸气，即水虽然参与了空调热循环过程，却带走能量极少（按20%估算）；这样，利用冷凝水回淋到室外机冷凝器汽化，避免大部分能量的损失，提高了空调器的效率。

4冷凝水回淋装置的选择与比对

4.1 首先想到采用简单可行的装置：利用一般家用空调室外机低于室内机的特点，把冷凝水引到室外机的顶部，然后利用均水管直接流入室外机散热翅片，并在室外机壳体内冷凝器下部增设蓄水带（条状海绵制作）接纳上部流下的冷凝水，以使冷凝水继续蒸发（在空调使用通常环境下，冷凝器能蒸发的水量要大大多于产生的冷凝水量[1]）。笔者亲自制作相应装置进行实验，结果是：在一小段时间内没有冷凝水流出，但是超过1小时后，同样有冷凝水从室外机流出，没有充分利用冷凝水，同时也没有解决冷凝水散排现象，效果不佳。

4.2 为解决第一种方案的不足，笔者制作了如下图1所示空调冷凝水回淋装置，具体说明：均水管采用取材容易的塑料水管（Φ20），喷水小孔尽量小而密集（针孔大小、间距10mm），小水泵的扬程、流量足够且能空吸运行，因为考虑冷凝水量不够时水泵会出现空转，接水盘采用包装铁盒临时使用，软管配套即可。为实现冷凝水回淋装置的自动运行，在室外机风扇前方制作简易风动开关，即在室外机运行时水泵才启动。此装置的缺点是冷凝水量不足时会出现空吸现象，优点是空调所产生的冷凝水能全部利用，且装置容易制作，成本低廉，容易推广。

4.3 另有一种方案是可以解决第二种装置的不足，那就是在其基础上设置水位控制器并增加自来水补水装置，其能有效解决冷凝水量不够的问题，但是其装置比较复杂，必须改造用户家中供水管，涉及面太宽，投入成本高，基本很难推广，那么也就失去其相应意义了。在此不做考虑。

5冷凝水回淋装置的实际效果

笔者家中安装的如图1所示的冷凝水回淋装置，使用过程中为避免间断水流，初始运行时在接水盘里倒入约3L水，然后进行跟踪记录，运行过程中采用电能监控计量插座对空调器的输入功率进行即时监控。测得普通运行时输入功率为760 W―820W，使用冷凝水回流装置时的输入功率为700W―740W之间，减少了60-80W，减少输入功率百分比约为：（70-5）/780=8.3%（其中5W为小水泵功率）。由于使用过程中添加了自来水，一个晚上基本消耗完，其中冷凝水实际占总蒸发水量约为8*0.6/（8*0.6+3）=61.54%，则冷凝水实际减少输入功率约为：8.3%*61.54%=5.11%。

冷凝器温度降低减少输入功率的同时，系统的制冷量也相应增加，由于实验装置的限制，笔者无法测试其制冷量的增加值，根据参考文献：[2] 可知利用冷凝水回淋可使系统制冷量提高约5% ，本文保守取值4.5%。

综合两项数据，减少输入功率百分比约为1-[1/（1+4.5%）*（1-5.11%）]=9.2%。

6经济与社会环境效益评价

6.1 经济评价 按照第二套冷凝水回淋装置进行制作安装成本为：水泵及电源共计36元；均水管及小水管共计7元，辅材3元，不计人工共花费46元。年节省电量约为：0.8*8*180*9.2%=105.98KWH（年空调使用按180天计，每天运行时长按8小时计），按现行深圳电费价格二档计算，年节省费用106*0.77=81.62元，按三档计算则年节省费用106*1.02=108.12元，小一匹的家用分体空调在其寿命期内共节省费用为652.96元或864.96元（空调使用寿命按8年计，并假设电费政策及价格不调整）。可见其经济效果明显。

6.2 社会环境效益 中国目前在使用的家用空调保守估计在1.5亿台，考虑北方地区的空调季节偏短，年可节省的电量约为100亿KWH，将更有利于国家电网的运行，夏季高峰期可以减少拉闸限电时间，同时大量也减少了发电过程碳及其他有害气体的排放，为保护环境做出有利贡献，社会环境效益很好！

7结论

本文对家用空调冷凝水的回淋利用的节能效果做了理论分析，并制作相应回淋装置对理论分析进行验证，证实了有效利用好空调冷凝水对冷凝器的回淋能有效提高空调整体效率，节约能源、节省费用，具有很好的经济与社会环境效益。

参考文献：

[1]姬利明，祁影霞，欧阳新萍 家用空调冷凝水节能利用探讨 低温与超导 第39卷 第5期

[2]徐 博，陈江平 冷凝水冷却冷凝器节能效果的理论分析与实验

作者简介：

周聘钊，男，工作单位：深圳市鹏城建筑集团有限公司，学历：大学本科，所学专业：建筑环境与设备工程 1981年5月生。