夏季空调冷凝水回收再利用与实践分析

文_李娴 杨柳 王爱平 王庆港 杨凯 韩滔 西南石油大学

1 可行性技术分析

制冷系数是指单位功耗所能获得的冷量，制冷性能系数大，表示制冷系统(制冷机)能源利用效率高卡诺机的制冷系数

由上式可知，逆卡诺循环的制冷系数，只与热源与冷源的温度有关，当室内 温度不变时，室外的工作温度 越小，制冷系数越大。说明从房间吸取相同热量所消耗的功就较少，耗电量也就越小。根据文献可知，室外机的工作温度每降低1℃，单位制冷量功耗减少3%～4%。可见，利用室外机冷凝器夏季高温并配合风扇强迫对流将冷凝水直接蒸发掉来达到节能降耗的目的是可行的。

2 冷凝水的形成与效果分析

2.1 冷凝水的形成

湿空气的露点温度是判断是否结露的重要依据。当温度下降到低于空气露点温度时，就会有冷凝水产生。正常工作的空调蒸发器表面温度都低于空气的露点温度。在空调进行制冷运转时，室内空气流经空调内机蒸发器发生热量交换时，空气中水蒸气冷凝形成冷凝水，冷凝水会从室内机蒸发器下面的集水盘顺着排水管流出。冷凝水伴随着空调的运作，会不断的产生。

2.2 冷凝水冷能再利用效果分析

以成都市某办公室为例进行实验，办公室总面积12m2，高度3m。模拟一天中正常上班（人员进出、电脑工作、饮水机插电、照明开启等）空调运行情况。用无纸记录仪记录空调翅片内侧、翅片外侧、冷凝器进口、冷凝器出口的温度，用温湿度计测量室内及室外的温度和湿度。将对冷凝水进行回收利用与未对冷凝水进行回收利用的空调制冷效果进行对比，其结果见表1。

理论制冷系数计算：压缩机温度取7℃。

未进行冷凝水的回收：

进行冷凝水的回收：

从温度变化曲线对比可以发现回收利用冷凝水，可以使冷凝器的进口温度降低近10℃，出口温度降低近5℃，进出口温度差变化缩小了近一倍，整体利用冷凝水冷能降温效果非常明显。而未回收利用冷凝水，冷凝水的冷量被白白浪费掉，制冷效果也较差。而且回收利用冷凝水，在室内外温差越大时，冷凝水冷能再利用效果特别明显，冷凝器被冷凝水冷却较为彻底。此外，通过理论制冷系数的计算可以知道，未回收利用冷凝水的制冷系数ε为7.503，回收利用冷凝水的制冷系数ε为9.601，制冷系数提高了近两个单位，节能效果显著。

表1 未回收利用与回收利用冷凝水对比

3 冷凝水回收方案

3.1 具体方案

通过以上的分析，回收利用空调冷凝水节能效果显著。下面是我们的具体的实施方案(图1、图2）。

图1 方案模型图

图2 方案实物图

室外机冷凝器翅片上铺设有保温棉，保温棉上放置了具有一定坡度的引流装置——铝合金型材，铝合金型材上打有一定数量与孔径的小孔，我们将空调室内机排出的冷凝水通过管道引入至室外机，利用室外机冷凝器夏季高温并配合风扇强迫对流将冷凝水直接蒸发掉，由此降低室外机散热片前的表面温度，这样更有利于冷凝器翅片的散热。

3.2 方案对比

(1)冷凝水和冷凝器翅片周围空气间进行热质交换，大大降低冷凝器周围翅片空气组织的温度，从而增大制冷剂冷凝时换热温差，增强了冷凝器换热能力。

(2)冷凝水温度相对于周围空气较低，使得冷凝器出口制冷剂再冷度增加，从而增加空调制冷量。

(3)冷凝器冷凝温度降低，压缩机的耗功降低，空调器的输入功率降低，起到节约电能的作用。

(4)增大了COP。

(5)在室外机的翅片上方安装的降温设备，结构简单，该装置为独立放置，安装和拆卸都很方便，且不影响室外机结构。

(6)制作所需材料用量少，且为易购价廉，因而制作成本低，不需要额外的安装费用，又因为在运行过程中几乎不会产生额外的运行维护费用，使用寿命长，属于一次性投入。

4 结论

目前，家用空调已走进千家万户，其数量也正在不断扩大，冷凝水的排放也是一大问题，倘若提高空调性能是从空调内部改变其结构，会造成由于成本高等因素的存在不易于在用户中普及。而本方案区别于传统方案，不需要改造空调室外机，仅仅在室外机上附加一个小小的轻便装置，就能够达到回收冷凝水中冷量用于室外机冷却降温的目的。改善了空调的制冷效果，减少了环境污染，节约了能源。