常規(guī)制冷系統(tǒng)中的能耗問題和熱回收原理

1、常規(guī)制冷系統(tǒng)中的能耗問題和熱回收原理 當前位置：中國制冷網(wǎng) > 技術(shù)交流 > 正文時間：2008-02-26來源：中國制冷網(wǎng)信息中心 點擊次數(shù)：315熱回收空調(diào)原理一、常規(guī)空調(diào)制冷系統(tǒng)中的能耗問題業(yè)內(nèi)人士都知道，“制冷”并不僅僅是一個簡單的降溫過程，與自然冷卻相比，“制冷”的過程實際上是通過消耗一定的外界能量（如電能、熱能、太陽能等），把熱量從“低溫熱源”轉(zhuǎn)移到“高溫熱源”的過程。因此，我們通過“制冷”把載冷劑的溫度降低的同時，加上外功轉(zhuǎn)化的熱量，必然會產(chǎn)生比冷量更大的熱量。目前絕大部分的空調(diào)設(shè)計，這部分熱量不但沒有利用，還要消耗水泵及風機動力，把熱量通過冷凝器由冷卻介質(zhì)

2、（水、空氣等）帶走。我們?nèi)绻軌虬堰@部分熱量利用起來，則可以實現(xiàn)單向能耗，雙向輸出，大大提高制冷機組的能源利用率，還可以節(jié)約冷卻系統(tǒng)的能耗。二、熱回收原理因此，基于以上系統(tǒng)能源再利用的出發(fā)點考慮，廣州哈思空調(diào)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的熱回收空調(diào)技術(shù)，取得了很好的節(jié)能效果。其系統(tǒng)原理圖及相關(guān)工作原理如下：熱回收空調(diào)原理及其節(jié)能效果依上圖（圖31）所示，冷水水源直接進入熱水器套管入水口，通過逆流循環(huán)吸收經(jīng)過壓縮后的高溫高壓的制冷劑釋放出來的熱量，不但可以提高冷凝系統(tǒng)的效率又達到加熱冷水的目的。加熱后的熱水（5560）直接進貯保溫水箱，以備各項生活熱水之用。整個空調(diào)系統(tǒng)是以電能來驅(qū)動工作，而非電能來制熱。就

3、節(jié)能方面同比之下，電資源雖豐富，但用電直接制熱的方式不但耗電量大，運行成本高，而且電熱管容易損壞；對于常規(guī)用燃油鍋爐加熱的方式，由于燃油的價格高，產(chǎn)生的效能并不高。因此，該熱回收空調(diào)技術(shù)在節(jié)能方面的效果是相當顯著的，而且該系統(tǒng)在夏季制冷時所產(chǎn)生的熱水是完全免費的。熱回收空調(diào)特點及優(yōu)勢簡單地說，熱回收空調(diào)是把制冷循環(huán)中制冷工質(zhì)冷凝放熱過程放出的熱量利用起來制備熱水。在如今能源緊張、資源匱乏的年代，節(jié)能、環(huán)保已成為持續(xù)發(fā)展的主題，空調(diào)作為建筑的主要能耗之一，怎么從空調(diào)上節(jié)約能源是迫切需要面對的問題。熱回收空調(diào)顯著的節(jié)能效果現(xiàn)受到越來越多行業(yè)學者的關(guān)注，這與其本身具備的特點和優(yōu)勢是密不可分的。一、熱

4、回收空調(diào)的特點1、就空調(diào)系統(tǒng)而言，簡約，可靠，無需增加其他電控系統(tǒng)，自動化程度高，運行穩(wěn)定，無安全隱患。2、熱水系統(tǒng)出水溫度恒定（不會有過冷、過熱現(xiàn)象發(fā)生），能同時實現(xiàn)多點供水，可滿足不同需要的生活熱水需求。3、安裝容易簡便，不受場所限制，安全，使用壽命長。4、節(jié)能環(huán)保，運行費用省，經(jīng)濟效益高。二、熱回收空調(diào)的優(yōu)勢1、熱回收系統(tǒng)充分利用空調(diào)系統(tǒng)的廢熱，將空調(diào)系統(tǒng)中產(chǎn)生的低品位熱量有效地利用起來，達到了節(jié)約能源的目的。2、熱加收系統(tǒng)減少了排到環(huán)境的廢熱；同時，由于取消冷卻塔，減小了建筑物周圍的噪音，有效地保護了建筑物周圍的環(huán)境。3、使用熱回收系統(tǒng)，用戶不再需要在家中設(shè)置熱水器，這樣就給用戶帶來方

5、便與安全；同時，使用熱回收系統(tǒng)，業(yè)主可以簡化或者省去熱水加熱系統(tǒng)，從而也簡化了系統(tǒng)的運行管理。使用熱回收系統(tǒng)，是利用廢熱來回熱生活熱水，這樣就降低了用戶使用生活熱水的費用。4、和電驅(qū)動或燃油驅(qū)動型系統(tǒng)以及燃氣熱水器（爐）等產(chǎn)品相比，具有無安全隱患、運行可靠，使用壽命長，出水溫度恒定（不會有過冷、過熱現(xiàn)象發(fā)生），能同時多點供水的優(yōu)越性。5、和太陽能熱水器相比，具有不受安裝場所限制，安裝容易、不漏水、安全、壽命長、全天候熱水供應，出水溫度恒定（不會有過冷、過熱現(xiàn)象發(fā)生）的優(yōu)越性。6、和熱泵熱水器相比，具有一機多用的功能，除能一年四季提供生活熱水外，還能一年四季為室內(nèi)提供空調(diào)供應。7、和傳統(tǒng)中央空調(diào)

6、相比，具有一機多用的功能，除能一年四季為房間提供中央空調(diào)冷、熱空氣調(diào)節(jié)外，還能一年四季為房間提供恒溫的中央熱水。運行調(diào)節(jié)靈活（多壓機，多系統(tǒng)），管路系統(tǒng)簡單，能效高、運行費用省的特點。三、與傳統(tǒng)中央空調(diào)和燃氣鍋爐的節(jié)能對比就經(jīng)濟性而言，在一些需要提供室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)和中央熱水供應的場所（如賓館，酒店，發(fā)廊等），如采用傳統(tǒng)中央空調(diào)則需另外投入燃氣鍋爐以輔熱水之用，現(xiàn)就其與熱回收空調(diào)就投入及運行期間的經(jīng)濟性的優(yōu)劣勢宏觀對比分別如下：（1）、采用熱回收型中央空調(diào)機組可省掉鍋爐設(shè)備的投入，即省掉設(shè)備的投資又節(jié)省了鍋爐房的建筑面積；（2）、在夏季可節(jié)約全部的衛(wèi)生熱水的加熱費用，即使是在冬季運行費用也只是鍋爐

7、的1/3，每年可為用戶節(jié)省非常可觀的鍋爐運行費用；（3）、機組可安裝在屋面、平臺、地面等，不用占據(jù)建筑面積，可為用戶節(jié)省可觀的建筑面積，特別對于重慶市內(nèi)更具有經(jīng)濟效益；（4）、沒有冷卻水系統(tǒng)，省掉了冷卻塔、水泵和冷卻水管路系統(tǒng)的投資和安裝工作，節(jié)約了此項的費用，在平時運行時節(jié)約了大量的冷卻水耗；（5）、自動化程度高，負荷調(diào)節(jié)范圍寬廣，在不同季節(jié)和負荷下更能符合調(diào)節(jié)上的要求，具有傳統(tǒng)中央空調(diào)機組無法比擬的負荷試用性，具有非常明顯的節(jié)能性。特別是在夜間、過度季節(jié)，低負荷時更明顯；（6）、單機振動和噪音小，對建筑的影響小，如設(shè)計、安裝處理的好對建筑的使用不會造成任何影響；（7）、單機運行維護費用低，

8、經(jīng)濟節(jié)能。以下就以日用水量為30噸的中型服務性場所熱水供應為例就投入費用方面簡單對比如下：分析基準：熱水用量30噸/天，熱回收空調(diào)采用LSQ31R2/R型，鍋爐采用3×104kcal/h型。（一）、初投資費用分析：設(shè) 備 名 稱熱回收空調(diào)天燃氣鍋爐燃油鍋爐煤氣爐電鍋爐設(shè)備費（元）4980015000150001500010000水 箱（元）200006000600060006000總費用（元）6980021000210002100016000投資對比分析：熱回收空調(diào)機組比天燃氣、油爐、煤氣爐高出69800-21000=48800元。熱回收空調(diào)機組比電鍋爐高出69800-16000=5

9、3800元。（二）、運行費用節(jié)能性分析（設(shè)備選型時考慮一定的富裕量，實例中以20噸/天為基準）：1、夏季加熱1噸水費用對比（水溫2555，加熱量30000Kcal）：運行費用對比分析：加熱方式熱回收空調(diào)天燃氣鍋爐燃油鍋爐煤氣爐電鍋爐燃料熱值1kw/度9000kcal/Nm310300 Kcal/kg4200 kcal/Nm31kw/度設(shè)備效率262%95%90%90%100%燃料消耗量11.82度3.51Nm33.24 kg7.94 Nm334.89產(chǎn)冷量（KW）310000燃料單價（元）0.603.04.741.600.6加熱費用（元）7.0910.5315.3612.7120.94用水量2

10、0噸/天，共180天費用25524379085529645756753842、冬季加熱1噸水費用對比（水溫1555，加熱量40000 Kcal）：加熱方式熱回收空調(diào)天燃氣鍋爐燃油鍋爐煤氣爐電鍋爐燃料熱值1kw/度9000kcal/Nm310300 Kcal/kg4200 kcal/Nm31kw/度設(shè)備效率280%95%90%90%100%燃料消耗量17.18度4.67 Nm34.31 kg10.58 Nm346.52燃料單價（元）0.603.04.741.600.6加熱費用（元）10.3114.0120.4316.9327.91用水量20噸/天，共180天費用3711650436,

11、7354860948100476通過以上分析可以看出，采用熱回收型空調(diào)機組，全年費用僅為：25524+37116=62640元，在滿足熱水供應外，夏季還可為空調(diào)系統(tǒng)提供免費冷量31×20×180=111600KW（價值25557元）；全年比采用天燃氣爐節(jié)約熱水費用：37908+50436-62640=25704元；全年比采用煤氣爐節(jié)約熱水費用：45756+60948-62640=44064元；全年比采用燃油爐節(jié)約熱水費用：55296+73548-62640=66204元；全年比采用電爐節(jié)約熱水費用：75384+100476-62640=113220元；如把空調(diào)冷量價值加上；

12、全年比采用天燃氣爐節(jié)約費用：37908+50436-62640+25557=51261元；全年比采用煤氣爐節(jié)約熱水費用：45756+60948-62640+25557=69621元；全年比采用燃油爐節(jié)約熱水費用：55296+73548-62640+25557=91761元；全年比采用電爐節(jié)約熱水費用：75384+100476-62640+25557=138777元；結(jié)論：通過以上初投資和運行費用對比可得出，采用熱回收空調(diào)和采用其它熱水加熱設(shè)備相比，不用一年的時間就可以收回在設(shè)備上的多投入部分；不用兩年的時間在運行費用節(jié)省方面就可以收回全部設(shè)備上的投入。綜上所述，由于空調(diào)熱回收技術(shù)理論可靠，技術(shù)和設(shè)備也進入了成熟階段，故該技術(shù)現(xiàn)已得到廣泛關(guān)注。根據(jù)有關(guān)資料介紹，我國僅北緯32度以南的14個省，約有賓館、酒店等5萬家以上。由于這部分地區(qū)空調(diào)期較長，利用時間也較長，投資效益非常明顯，相比之下設(shè)備投入回收期一般在1020個月之間。熱回收空調(diào)適用范圍熱回收型空調(diào)機組同時具備房間空氣調(diào)節(jié)和供給中央熱水的特性本身決定了其可分別適用于空調(diào)和熱水領(lǐng)域。在如今能源逐日緊缺的時代，其在節(jié)能方面的優(yōu)越性揭示了其在空調(diào)和熱水領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿?。一般來說，像賓館、酒店、醫(yī)院、公共浴室和一些食品加工廠等用戶，在供冷的同時，還要利用各種燃料或電加熱