熱回收空調(diào)原理與探索

1、 摘要：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(xué)者的關(guān)注，這與其本身具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢是密不可分的。 關(guān)鍵詞：熱回收 常規(guī)空調(diào)制冷系統(tǒng)中的能耗問題常規(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?zé)嵩础鞭D(zhuǎn)移到“高溫?zé)嵩础钡倪^程。因此，我們通過“制

2、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(fēng)機(jī)動力，把熱量通過冷凝器由冷卻介質(zhì)（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(jī)組的能源利用率，還可以節(jié)約冷卻系統(tǒng)的能耗。 因此，基于以上系統(tǒng)能源再利用的出發(fā)點(diǎn)考慮，其系統(tǒng)原理圖及相關(guān)工作原理如下： 圖31 熱回收空調(diào)系統(tǒng)原理圖 依上圖（圖31）所示，冷水水源直接進(jìn)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(dá)到加熱冷水的目的。加熱后的熱水

3、（5560）直接進(jìn)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(yùn)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(dāng)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(fèi)的。 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

4、節(jié)能效果現(xiàn)受到越來越多行業(yè)學(xué)者的關(guān)注，這與其本身具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢是密不可分的。 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(yùn)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(diǎn)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(yùn)行費(fèi)用省，經(jīng)濟(jì)效益高 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(dá)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(hù)了建筑物周圍的環(huán)境。 3、使用熱回

5、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(yùn)行管理。使用熱回收系統(tǒng)，是利用廢熱來回?zé)嵘顭崴?，這樣就降低了用戶使用生活熱水的費(fèi)用。 4、和電驅(qū)動或燃油驅(qū)動型系統(tǒng)以及燃?xì)鉄崴鳎t）等產(chǎn)品相比，具有無安全隱患、運(yùn)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(diǎn)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(yīng)，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(jī)多用的功能，除能一年四季提供

6、生活熱水外，還能一年四季為室內(nèi)提供空調(diào)供應(yīng)。 7、和傳統(tǒng)中央空調(diào)相比，具有一機(jī)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(yùn)行調(diào)節(jié)靈活（多壓機(jī)，多系統(tǒng)），管路系統(tǒng)簡單，能效高、運(yùn)行費(fèi)用省的特點(diǎn)。 就經(jīng)濟(jì)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(yīng)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?xì)忮仩t以輔熱水之用，現(xiàn)就其與熱回收空調(diào)就投入及運(yùn)行期間的經(jīng)濟(jì)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(jī)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(fèi)用

7、，即使是在冬季運(yùn)行費(fèi)用也只是鍋爐的1/3，每年可為用戶節(jié)省非常可觀的鍋爐運(yùn)行費(fèi)用； （3）、機(jī)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(jì)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(fèi)用，在平時運(yùn)行時節(jié)約了大量的冷卻水耗； （5）、自動化程度高，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬廣，在不同季節(jié)和負(fù)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(jī)組無法比擬的負(fù)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(fù)荷時更明顯； （6）、單機(jī)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

8、成任何影響； （7）、單機(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)節(jié)能。 以下就以日用水量為30噸的中型服務(wù)性場所熱水供應(yīng)為例就投入費(fèi)用方面簡單對比如下： 分析基準(zhǔn)：熱水用量30噸/天，熱回收空調(diào)采用LSQ31R2/R型，鍋爐采用3104kcal/h型。 投資對比分析：熱回收空調(diào)機(jī)組比天燃?xì)?、油爐、煤氣爐高出69800-21000=48800元。 熱回收空調(diào)機(jī)組比電鍋爐高出69800-16000=53800元。設(shè)設(shè) 備備 名名 稱稱 熱回收空調(diào)熱回收空調(diào) 天燃?xì)忮仩t天燃?xì)忮仩t 燃油鍋爐燃油鍋爐 煤氣爐煤氣爐 電鍋爐電鍋爐 設(shè)備費(fèi)（元）設(shè)備費(fèi)（元） 49800 15000 15000 15000 10000 水箱費(fèi)

9、（元）水箱費(fèi)（元）200006000600060006000總費(fèi)用（元）總費(fèi)用（元）6980021000210002100016000 1、夏季加熱1噸水費(fèi)用對比（水溫2555，加熱量30000 Kcal）：加熱方式加熱方式 熱回收空調(diào)熱回收空調(diào) 天燃?xì)忮仩t天燃?xì)忮仩t 燃油鍋爐燃油鍋爐 煤氣爐煤氣爐 電鍋爐電鍋爐 燃料熱值燃料熱值 1kw/度度 9000kcal/Nm3 10300 Kcal/kg 4200 kcal/Nm3 1kw/度度 設(shè)備效率設(shè)備效率 262% 95%90%90%100%燃料消耗量燃料消耗量11.82度度3.51Nm33.24kg7.94Nm334.89產(chǎn)冷量產(chǎn)冷量(KW

10、)310000燃料單價燃料單價(元元)0.603.04.741.600.6加熱費(fèi)用加熱費(fèi)用(元元)7.0910.5315.3612.7120.94用水量用水量20噸噸/天天,共共180天天費(fèi)用費(fèi)用2552437908552964575675384 2、冬季加熱1噸水費(fèi)用對比（水溫1555，加熱量40000 Kcal）：加熱方式加熱方式 熱回收空調(diào)熱回收空調(diào) 天燃?xì)忮仩t天燃?xì)忮仩t 燃油鍋爐燃油鍋爐 煤氣爐煤氣爐 電鍋爐電鍋爐 燃料熱值燃料熱值 1kw/度度 9000kcal/Nm3 10300 Kcal/kg 4200 kcal/Nm3 1kw/度度設(shè)備效率設(shè)備效率 280% 95% 90% 9

11、0% 100% 燃料消耗量燃料消耗量 17.18度度 4.67 Nm3 4.31 kg 10.58 Nm3 46.52燃料單價燃料單價（元）（元） 0.60 3.04.741.600.6加熱費(fèi)用加熱費(fèi)用（元）（元） 10.3414.0120.4316.9327.91用水量用水量20噸噸/天，共天，共180天天費(fèi)用費(fèi)用 37116504367354860948100476 運(yùn)行費(fèi)用對比分析： 通過以上分析可以看出，采用熱回收型空調(diào)機(jī)組，全年費(fèi)用僅為：25524+37116=62640元，在滿足熱水供應(yīng)外，夏季還可為空調(diào)系統(tǒng)提供免費(fèi)冷量3120180=111600KW（價值25557元）； 全年比

12、采用天燃?xì)鉅t節(jié)約熱水費(fèi)用：37908+50436-62640=25704元； 全年比采用煤氣爐節(jié)約熱水費(fèi)用：45756+60948-62640=44064元； 全年比采用燃油爐節(jié)約熱水費(fèi)用：55296+73548-62640=66204元； 全年比采用電爐節(jié)約熱水費(fèi)用：75384+100476-62640=113220元； 如把空調(diào)冷量價值加上； 全年比采用天燃?xì)鉅t節(jié)約費(fèi)用：37908+50436-62640+25557=51261元； 全年比采用煤氣爐節(jié)約熱水費(fèi)用：45756+60948-62640+25557=69621元； 全年比采用燃油爐節(jié)約熱水費(fèi)用：55296+73548-62640

13、+25557=91761元； 全年比采用電爐節(jié)約熱水費(fèi)用：75384+100476-62640+25557=138777元； 結(jié)論：通過以上初投資和運(yùn)行費(fèi)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(yùn)行費(fèi)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*，技術(shù)和設(shè)備也進(jìn)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。 熱回收型空調(diào)機(jī)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Α?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