离心式冷水机组在热回收应用中的节能评价

蒋 晖

0 引言

空调热回收技术是当前一项受到广泛应用的节能技术，且日益受到人们的关注。离心式冷水机组热回收应用指的是将需要排放的低品位冷凝热进行有效的回收和利用，以此来促进能源效率的提升。热回收技术的有效应用，能够避免冷凝热排放到空气中产生的环境污染，而其在冷水机组上的有效应用，则更加有利于促进热回收功能的充分发挥。

1 离心泵冷水机组热回收系统

离心泵冷水机组热回收系统主要是通过对原有的离心泵冷凝器中加入与回收量相应的水，在同一个冷凝器中安装2套独立的管箱，分别安装在上下2个部分，热回收冷凝器与用户的水管是相互连接的，而冷却管则是与内部的冷却塔相连接，在这种情况下，应用热回收冷却器的冷水机组则可以称之为热回收冷水机组。从控制方面考虑，热回收冷水机组可以分为单制冷模式和热回收模式2种，用户可以根据自己的使用需求选择不同的模式。如果用户选择热回收模式，则可以通过对冷却塔的冷却回路上旁通阀的位置进行调整，来对冷却塔冷凝器和热回收冷凝器的热负荷进行科学的分配，这样便能够实现对冷水和热水温度的有效控制。在这种控制方式下，既能够保证用户需要的热水出水温度，而且能够保证温度的恒定性，这样便能够在保证冷冻机组的出水温度始终保持客户所需的温度，实现冷水热水的自由切换。这种灵活的切换方式当前已经获得广泛的应用，并且能够实现24 h全天候的运行，在这种情况下，对于区域内的很多供热需求都能很好的满足，比如医院、娱乐场所等需要持续保证冷热水控制的场所。

需要注意的是，冷水机组进行热回收应用时所利用的是冷水机组所附带的制冷功能，而且制冷仍然是机组的主要功能，因此在进行热回收利用时，往往是以加热为主，以此来减少制热模式下热水温度对制冷系统性能和制冷量产生的影响。所以在热回收应用过程中针对热水出水温度进行设置时，应当避免温度过高，保证制冷模式下的冷却水温度与制热温度保持平衡状态。在特殊情况下需要根据用户的需要对机组进行特殊的配置，才能满足用户的使用需求，同时达到理想的节能效果。

2 热回收技术在冷水机组的应用

2.1 热回收技术的一般应用

根据热回收技术的实现主要是利用高温高压的气态制冷剂通过热回收器的处理，利用循环水的流动性将常温的水送入到热回收器中，然后在热回收器中与高温制冷剂蒸汽进行热交换，便可以通过制冷剂的作用来促进水温的升高，达到加热的目的，随后再将已经加热的水返回到储存箱中，利用水泵的作用将加热的水再送回到热回收器中，这样水温就持续升高。当储存箱中的水经过回收器的多次交换便可以持续升温，最终达到客户所需要的理想温度，这时水泵便停止工作。用户通过热水阀自储存箱中提取卫生热水，一旦水箱中水位降低，补水装置自动补水，此时水温开始下降，当水温降到低于设定值时，热水循环泵自行启动运转，再次通过热回收器对储存箱的水进行循环加热（前提是冷水机组在运行中），这样就确保储存箱中的热水温度维持在相对恒定的范围内。

2.2 冷水机组应用热回收技术

冷水机组应用热回收最早是在美国，该项技术可以实现供冷和供热的同时实现，因此在能源节约方面有着更加科学的处理方法，热回收技术也因为其本身在节能降耗方面的优势而获得广泛的关注。通常情况下，低品位的冷凝热可以通过简单的功耗和冷量叠加来获得，在这个过程中必然会产生一定的损耗，如果仅仅依靠力学原理对其进行评价，则会产生不同程度的影响。在这种计算模式下，会形成大量的冷凝热，而冷凝热的品质较低，产生的能量消耗也在持续不断的增加，所以，必须要对其进行充分的考虑，才能通过有效的技术手段对冷凝热的能量消耗进行有效的控制。在冷水机组运用热回收技术时，系统与环境之间会产生一定的制衡作用，在环境变化与能源消耗之间形成平衡状态，这时产生的最大功率是影响能源消耗的主要因素。当系统的能源消耗越小，则系统提供的能量也能够得到最有效的利用。

冷水机组热回收是将原本通过冷却塔排放到大气中的废热通过热回收技术加以回收，然后作为热源，通常在居民生活和工业生产的热水预热中有着较为广泛的应用。热回收技术应用的主要目的是保证制冷的有效性，同时达到供热的目的，因此对于冷水机组的COP功能与热水温度之间的平衡有着密切的关系，如果热水温度过高就容易造成机组运行失衡。通常热回收技术应用有以下2种情况；第一是单冷凝器热回收的应用，通过这种制冷机组在冷凝器出水温度达到标准之后，再确保冷却水侧与热负荷的标准达到一致，便实现了冷水加热的过程，比如生活中常用的预热系统，当热量无法全部消耗时便可以通过冷却塔排出。第二是双冷凝器热回收的应用，通常是使用2个冷凝器，热水冷凝器将压缩机中排除的制冷剂气体进行收集和处理，然后将其中包含的热量进行释放，达到热水预热的目的。而安装2个冷凝器的作用通常是为了将多余的热量能够通过另一个冷凝器进行释放。与单冷凝器相比，双冷凝器装置的成本更高，在线路的设计和安装方面也更为复杂，同时对机组运行效率也有着更高的要求，因此，双冷凝器热回收机组在运行时通常是满负荷运转，但是其系统运行的稳定性较高，所以需要根据用户的使用需求进行合理的选择。

3 热回收应用中其他的节能措施

3.1 在制热模式下对冷冻水水温的重置

离心式冷水机组在应用的过程中具有较高的灵活性，因此用户在应用热回收的功能时，便会在制热模式下对冷冻水的出水温度进行有效的控制。而通过相关的数据和资料也可以看出，当热水温度较高时，如果能够维持冷冻水水温不变，就会导致制热模式持续产生较大的能源消耗，但是如果能够将冷冻水水温进行重置，就能够使能源消耗明显降低。

3.2 冷水机组配置变频驱动

当离心式冷水机组运用热回收技术时，也可以通过变频驱动的调整来对其节能效率进行分析。当用户在运行机组需要较高的热水温度时，在简单的制冷模式下需要对机组的性能和变频驱动进行有效的控制，当变频频率达到合理的控制范围内，便可以通过改变机组的转速来实现节能的目的。当用户为了实现节能进行机组变频时，虽然需要较高的热水温度，但是能够保证其在单制冷模式下运行便会有效地降低能源消耗。因此，通过变频驱动能够达到很好的节能效果，而且对于制冷产生的影响也最小，这时便可以通过用户自己的选择，实现机组不同的运行功能，以此体现机组应用的灵活性。

4 结论

通过对离心式冷水机组热回收应用的相关分析可以获得以下几个方面的结论：第一，对于回收品位较低的热回收技术来说，其本身是一种十分有效的节能技术，通过其在冷水机组中的应用，能够达到更理想的节能效果。第二，是否能够对离心式冷水机组应用热回收技术时的出水温度进行有效的控制，是影响热回收应用节能效果的关键因素。因此，为了达到良好的节能效果，通常需要对热水温度进行有效的控制，一般不宜过高。第三，在冷水机组应用热回收技术时需要根据用户的需求进行适当的设计，这样才能保证其节能效率。总之，为了不断地提高空气质量，减少能源消耗，热回收技术的应用已经受到广泛的关注，而在实际的运用过程中也需要根据用户的需求，考虑各种需求的实现，从而实现最佳的节能效果。

［1］ 路耀庆.使用供暖空调设计手册[M].第2版.中国建筑工业出版社，2005

［2］周邦宁.中央空调设备选型手册[M].中国建筑工业出版社，2006

［3］ 王于虎.热回收技术及其在冷水机组上的应用[J].城市建设理论研究，2011（12）

［4］ 潘云钢.高层民用建筑空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2008

［5］ 乔利祥，井文锋.空气源冷水（热泵）机组几种能量回收系统的探讨[J].制冷与空调，2008（8）

［6］ 郭秀峰.论空调用制冷系统的节能潜力分析[J].城市建设理论研究，2012（9）

［7］ 葛亚飞，王志毅，邹国良.冷水机组热回收系统节能分析[J].制冷空调与电力机械，2010（31）

［8］ 王浩.宾馆冷水机组热回收技术应用研究[D].西安：西安建筑科技大学，2005