中央空调冷凝热回收技术的实践探索

林浩斌　何德辉　胡晓景　庞汉文

【摘要】本文主要分析了中央空调冷凝热回收技术的相关问题，论述了如何更好的提高中央空调冷凝热回收技术水平，希望能够为同行提供参考。

【关键词】中央空调；冷凝热回收；实践

一、前言

当前，中央空调冷凝热回收技术不断进步发展，出现了众多技术分类，在应用冷凝热回收技术的同时，要更加注重对空调的性能进行分析，提高使用的效果。

二、空调冷凝热回收分类与特点分析

1、按空调冷凝热热利用方法可分为直接式和间接式两类。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，这种方法利用热回收器直接回收冷凝热量。间接式是指利用空调冷凝器侧排出的高温冷却空热气或37度的冷却水再通过热回收器、复叠式热泵等设备来间接加热制备生活热水，间接式方法存在系统复杂、传热效率低等明显缺陷，只适用于特殊需要用户，直接式方法将成为空调冷凝热热回收的主要利用形式。

2、按空调冷凝热热回收器与冷凝器的组合方式可分为单冷凝器型和双冷凝器型两类。单冷凝器型是指空调系统的冷凝器同时可做为热回收器与生活热水系统联接，两种运行模式交替运行。双冷凝器型是指在压缩机和冷凝器之间串联一个热回收器（从压缩机排出的高温高压的制冷剂过热蒸汽首先进入热回收器，利用过热蒸汽显热和冷凝潜热加热生活用卫生热水，然后再进入主冷凝器进一步冷凝。单冷凝器型虽然结构简单，但冬季供热时无法回收多余冷凝热量，且降低了机组的满负荷率，难以满足用户冬季对生活热水的需求，故双冷凝器型空调冷凝热热回收系统将成为主要发展趋势。

3、按空调冷凝热热回收利用程度可分为显热型、全热型和综合型三类。显热型是指冷凝热热回收主要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%左右按照显热量计算得出热回收器的换热面积，其它的冷凝热在主冷凝器中被冷却水带走，由于显热型主要利用蒸汽显热，可获得较高的生活热水温度，且冷凝压力波动小，制冷机运行工况稳定，但该系统热回收量小，这种热回收方式只适用于双冷凝器型热回收系统；全热型是指冷凝热热回收利用全部冷凝显热和潜热，按照全热量计算得出热回收器的换热面积，全热型可利用全部冷凝热量，热回收量大，但获得的生活热水温度较低，易造成冷凝压力波动、制冷机运行工况稳定性差，这种热回收方式主要用于单冷凝器型热回收系。

三、中央空调冷凝热回收技术的原理及作用

1、空调冷凝热回收的定义：空调系统中，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，而产生的热量由冷却塔散发至室外大气中。这些散发掉的热量就是空调系统的余热，“余热回收”回收的就是这部分热量。

2、中央空调冷凝热回收的原理：热回收技术的核心是热回收器，热回收器又可称作“过热蒸汽降温器”或“水加热器”，其主要功能是实现空调压缩机在制冷运行中排放出的高温冷媒蒸汽与被加温冷水的热交换，将压缩机排出的热量转换成可利用的热水，其实质是一个高效蒸汽—水热交换器。我国近年来研究应用的冷凝热回收形式有多种，如双冷凝器热回收，水源熱泵热回收等。

四、实施案例

广西某大酒店的热水供应系统， 原来一直使用燃油锅炉，随着油价的上涨， 用燃油锅炉制备热水的费用大幅度提高。为了节能降低成本， 酒店对中央空调废热回收项目进行了一段时间的考察， 确认使用双冷凝器热回收技术制热水， 可实现能源的综合利用， 大幅度降低能耗成本。经过对酒店的系统进行分析计算， 决定对酒店的活塞式冷水机组中的16 个机头进行改造， 并与现有的热水系统有机结合， 新旧系统可自动切换， 既保证热水供应的可靠性， 又最大限度地利用了空调废热。

该大酒店有标准客房350 间， 选用3 台上海合众开利空调设备有限公司生产的260 kW活塞式冷水机组， 该冷机额定冷凝负荷为1190 kW。生活热水系统选用3 台B60- 2FH 燃油锅炉， 生活热水箱30m3。

2001 年11 月酒店开始对中央空调系统进行余热回收技术改造。新增了8 套RS 型余热交换器， 2 台热交换泵， 同时将原来的冷却泵控制电路改造成变频控制电路， 整个项目共投资36 万元。

当夏季需要供冷时， 冷水机组工作， 此时将产生大量的冷凝热， 通过余热回收器回收冷凝热， 热水通过连接管道送到热水箱， 如水温未达到设定热水温度， 则通过温度传感器及控制电路控制电动调节阀开启（ 水温越低， 开度越大） ， 使水箱内的热水通过热交换泵加压送到余热回收器继续加热。如水温达到设定值， 电动调节阀关闭， 热水停止加热。此时压缩机产生的冷凝热将通过冷却塔排放。

根据国家规范， 高级酒店65℃生活热水耗量为每人每天200L。该酒店平均入住率为70%即490 人， 每天需要消耗65℃生活热水量为：

200L/ 人×490 人=98000L=98m3=98（ t ）全天生活热水的热负荷为：

98×103kg×（ 65℃- 10℃） 1kcal/（ kg·℃） =5390×103kcal每天耗油量（ 按锅炉效率为0.85， 轻柴油的发热量为10.3×103kcal/kg， 轻柴油的密度为840 kg/m3 计算） 净质量为：（ 5390×103/10.3×103） /0.85=615.6kg=0.733（ m3） =733（ L）使用燃油锅炉， 按南宁市4 月～10 月即全年210 天供冷计算， 每年购买轻柴油费用为：

733L/ 天×4.5 元/L×210 天=692685 元

以上是按国家规范计算出算出的年燃油费用， 该方案未考虑酒店其它热水需求， 如洗衣、餐厅、桑拿等， 也不包括因技术改造而减少的电费开支。

由于酒店原有热水系统的油耗有单独计量，因此节能量的测量和验证均较为简单， 无论是停用或部分使用燃油锅炉，都可以有直观的对比。酒店在进行冷水机组余热回收技术改造后， 实际每月可减少燃油消耗14250L， 节约用电3.0 万kW·h， 酒店一年可节约的费用为（ 14250×4.5 +30000×0.60） ×7=574875 元。可见， 投资回报期不足一年。

五、结束语

综上所述，提高中央空调的利用效果，必须要深入分析其冷凝回收技术，从而提升中央空调的使用水平，保证中央空调能够在技术支持下提高使用效果。

参考文献

[1]张天伟，张吉光，韩海涛.空调系统的节能措施[J].制冷与空调，2014，19（1）.

[2]吴丽.浅谈空调系统中的排风热回收[J].建筑节能，2013，37（2）.

作者简介：林浩斌，男，1988年10月生，本科，助理工程师。

本论文系广州市科学研究专项：基于逆卡诺循环的热回收系统研究（201510010130）资助。