冷凝热回收的应用

随着人们生活水平的不断提高，高层建筑的大量兴建，新建的高层建筑必然要加装空调系统。但使用普通的集中空调系统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。从节能的角度看，对于高层建筑来说，建筑物又需要大量的生活热水供应，如果能将冷凝热全部或部分回收来加热生活热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还可以节省不少的能源。空调热回收机组就可以实现这一功能。但过去的水冷热回收机组由于冷凝温度低,回收的生活热水应用受限制,而风冷热回收机组由于冷凝温度较高,可以得到较高的回收水温,因此,它的实用性较广。

系统概述

风冷热回收机组由风冷热泵系统与冷凝段热回收系统组成。夏季使用时，机组制冷系统提供5～15℃的冷冻循环水供空调系统，同时热回收系统利用制冷机排出的废热加热生活热水，机组的总能效比达到5.0W/W以上（机组制冷量+机组回收热量与输入电功率的比值）；其工作原理与常规的制冷原理相同。

在压缩机与室外侧换热器之间加热回收换热器(板式换热器)，制冷时，压缩机排出的高温高压的气体进入板式换热器，在板式换热器内放热，将生活用水加热。热回收包括部分热回收和全部热回收，部分热回收指部分利用冷媒的冷凝热加热生活用水，水温高于冷凝温度；全部热回收指冷媒过热蒸气冷却、冷凝和过冷，冷凝热全部回收加热生活用水，水温低于冷凝温度。

在实际工程应用中，由于水系统管路及储能水箱保温效果差等将导致一定程度的温降，舒适性较差。而提高生活用水水温可以采取以下措施，如果生活用水热负荷小于空调侧热负荷，则采用部分热回收来制取生活用水，压缩机的排气温度可高达65～90℃，这时生活用水出水高达55～65℃；如果生活用水热负荷与空调侧热负荷相当，则采用全部热回收来制取生活用水，一般情况下,风冷热泵机组冷凝温度50～55℃，生活用水水温可达到45～50℃。

试验测试装置介绍

试验测试装置，机组放置在测试中心，环境干球温度恒定35±1℃，湿球温度恒定24±0.5℃，空调侧进水温度恒定12±0.3℃，出水温度恒定7±0.3℃，热回收储能水箱四周均有保温层。在电磁阀开启的状态下测得的数据，即冷媒不经过板换，直接到室外侧换热器与空气进行热交换，无热回收时所测的制冷量。在电磁阀关闭的状态下测得的数据，即冷媒经过板式换热器，在板式换热器内与水进行热交换，回收冷凝热对储能水箱中的水进行加温，在不同热回收回水温度，水流量恒定（3m3/h）下测得的制冷量和热回收量。

试验结果与分析

在热回收水流量不变的情况下，回收热量随进水温度的增加而减少，即进水温度越高，进出水温差越小，回收热量越小。以下是水流量为3m3/h时，进、出水温度，热回收量随时间变化的曲线。

经工程测算表明，冷凝器的散热量是制冷量的1.2~1.3 倍。把热回收量与冷凝器的总散热量的比值称为热回收效率,则热回收效率随回水温度的升高而降低。

结论

试验数据表明，对于部分热回收机组，增加热回收装置后,并没有明显影响空调侧的能效比，而机组的总能效比得到相应提高，不装热回收换热器前，机组的能效比为2.5，而热回收机组其总能效比达到3～4。以上整个测试过程涉及到的热回收是部分热回收，轴流风机始终开启，仍有一部分冷凝热释放到外界环境中，其转速由高压侧的压力传感器控制，当压力高于设定值，轴流风机满负荷运转，当压力低于设定值，轴流风机低速运转，如果实际工程需要，可加大热回收侧的水流量，实现机组的全热回收，机组总能效比将更高。

文中提出的空调热回收系统如果用于我国南方城市如广州、三亚等地具有良好的经济性，因为这些地区气温较高，全年有5个月以上需要空调供冷，而排热量也较大；在我国北方城市，由于夏季供冷时间较短，系统排热量较小，因此，热回收系统的经济性不显著，当然，如果北方地区使用热回收系统，则在暖通设计时充分考虑冬季采暖用水的负荷，适当放大机组的总容量，合理调节采暖用水和生活用水，同样可以实现一机三用的功能。另一方面，在过渡季节，不需要空调供冷或采暖，同样可以使机组制冷运行来制取生活热水。因此在我国目前的国情能源限制的情况下，尤其在南方地区，应该在高层建筑中广泛应用像这样的节能环保型空调。

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