家用空调的冷凝水节能利用探析
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空调冷凝水回收利用计算方法及节能分析提出采用公式法计算冷凝水理论产生量,并通过实验得出理论产生平均值与冷凝水的实际产生平均值的相对误差,验证了公式法计算冷凝水理论产生量的快速可靠性。
分析了家用空调器在运行时冷凝水的产生量和水温冷却冷凝器后空调器的节能效果变化。
Key words:household air-conditioner,formula method,theoretical quantity of condensed water,Actual quantity of condensed water,Condensed water temperature.前言隨着我国经济快速发展和城镇化建设的不断推进,小高层和高层建筑的不断涌现,家用空调利用数量急剧增加,大多数家用空调所产生的冷凝水采用随意排放方式,既造成环境污染和生活不便,也浪费了冷凝水产生的冷量和水量。
由空气调节原理可知,当空气流过空调蒸发器时,其表面温度低于空气露点温度,就会产生冷凝水。
目前,有研究者对冷凝水回收再利用提出了多种方法,然而对冷凝水理论产生量的计算,大部分的计算方法均通过假定或者设计的状态参数并采用查焓湿图,增加了数据处理的人为误差可能性。
本文对某一台家用空调器进行实验研究,通过所测得的运行状态参数采用公式法计算冷凝水理论产生量,并测得家用空调器运行时冷凝水实际产生量,验证公式法计算冷凝水理论产生量的可靠性,且通过测得的实际冷凝水产生量的水量和冷量分析其可回收利用的价值。
1.冷凝水产生量计算方法1.1 查焓湿图法在对冷凝水理论产生量的计算研究中,很多研究者均采用通过温湿度查焓湿图得到其状态参数下空气的含湿量,其室内空气状态参数按空调房室内设计标准选取,而室外状态参数按当地室外空气设计参数选取,通过室内(回风)和室外(新风)温湿度查焓湿图得到回风和新风状态点下空气的含湿量,将新风与回风按比例混合确定回风状态点,根据机器的送风状态点,进而计算出空调器冷凝水理论产生量。
空调冷凝水利用技术对比分析1、采用超声物化器将冷凝水雾化随风机鼓风吹洒在散热器表面,其突出缺陷是极易损坏,造价高(单台造价超过800元),难于实用化。
2、采用微型离心式水泵将冷凝水加压雾化喷洒在散热器表面其突出缺陷是,水泵高速运行,在冷凝水断断续续的情况下,水泵极易损坏,难于实用化。
3、采用将冷凝水收集后自流式在散热器上流淌水流随机淌,滴水问题没有克服。
4、增加一个浸水式蒸发器附加一个蒸发式冷凝器,这种方式使空调系统复杂化,故障率增加,损失空调整机的质量可靠性。
5、采用风机风叶甩出冷凝水这种结构仅实用窗式空调机,而现有的家用空调产品中,95%都是分体式空调机。
6、将冷凝水集中当中水使用如冲洗浇灌等,这种方式不能起到节能效果。
7、透膜加湿器,许多层水片层,它们由疏水性的聚四氟乙烯微孔膜包围着,形成一层层的膜袋。
水片层之间垫有波纹板,形成空气通路,当空气流过水片层之间,由于透湿膜水一侧的水蒸汽压力大于空气侧的水蒸汽分压力,水蒸汽就在其压力差的作用下从水侧通过透湿膜的膜孔进入空气侧[陈楠,房间空调器冷凝水的利用与节能《暖通空调》2003 年第33 卷第2 期] 这种方式会增加空调冷凝风机的风阻力,降低整机换热系数。
8、空调器中增设一个小水槽,先使冷凝水汇流到水槽中,然后利用微泵抽送冷凝水到雾化器中,雾化器把雾化后的水气送进室内,完成对室内的加湿,雾化器要设置在送风道处,冷凝水流向的转换是通过二通电磁阀来完成的[李勇,(华南理工大学机械工程学院) 家用空调器无滴水可调湿技术研究《仪表技术与传感器》2005 年第10期]这种方式的缺陷是,需要一套庞杂传感器保护系统,其总体造价使家用空调的成本中无法消化。
9、加微型水泵和0.5mm×64 孔铜管淋水结合的方案效果最为明显,可以提高能效比EER 达8.38%,制冷量提高1.58%,空调功率降低达6.29%。
[张桃,小型分体式空调冷凝水利用与节能实验探索与研究,制冷与空调,2006,2]这种方式的缺陷是,无法可靠运行。
关于中央空调冷凝水的处理及节能降耗的措施分析◎徐柳随着医院的不断发展,我院对空调设备的使用要求也在不断提高。
长期以来,空调的能耗是我院日常生产过程中的重大支出之一。
合理使用和有效的节能改造,不仅能降低空调能耗,而且对空调系统的安全运行以及病房居住环境都大有好处。
一、关于空调冷凝水的介绍及处理办法对于空调冷凝水很多人并不陌生,无论是家用还是商用空调,夏季使用空调制冷时都会出现出风口冷凝水滴水现象。
为什么空调在制冷时会产生冷凝水?1.空调制冷产生冷凝水的原因。
炎热的夏天室内湿度大时,空气露点温度较高,当空气温度低于露点温度,空调出风口百叶将结霜,冷凝,这是一个正常现象。
就如同夏天从冰箱拿出矿泉水瓶表面露珠一样。
所有空调出风口结露不是质量问题,相反,它说明空调制冷效果很好。
2.室内空调冷凝水的解决办法。
空调出风口产生冷凝水是由于空气湿度过大引起,可通过调节室内空气湿度,关闭使用房间的门窗,不要让室外热湿空气进入房间,由于空调本身具有除湿能力,随着空调的运行,室内空气湿度会逐渐降低冷凝;设置调节空调房间温度、湿度,一般空气湿度大时,设置为26至28度,运行一段时间可适当降低温度;加大空调出风量。
3.中央空调冷凝水的利用。
高层建筑物的中央空调制冷量大,由于医院的特殊性,病房末端的新风机和风机盘管数量较多,故产生的冷凝水也多,现在的设计大多是将末端制冷设备产生的冷凝水采用专门的冷凝水管道直接排到地漏,其实也都是一种水资源的浪费和能源浪费。
经测算,空调冷凝水无硬度,不含杂质,水质纯净,所含细菌较少,是纯净的水资源;冷凝水中含有的铁锈,比冷却循环水要少的多,进入冷却塔中,随冷却水一起进行水质处理。
所以经过处理后的冷凝水利用与冷却塔是安全的,而且不会增加费用。
同时冷凝水本身温度较低,若水管保温工作做的好的话,不超过18℃,因此若将中央空调末端装制冷设备的冷凝水回收再利用,不仅能节约水资源,同时降低了主机的能耗。
二、结合实际,使用过程中存在的问题在日常工作中,严格按照中央空调设备使用说明开启、关闭设备;根据环境温度的变化,灵活调整主机温度。
空调夏季冷凝热回收利用原理及经济性分析一.前言据美国统计,美国暖通空调每年耗能量约占全国能量消耗的16-18%,中国人均耗能量远低于发达国家。
随着人民生活水平的提高,耗能量必将越来越大,但中国是能源不足的国家,如果中国人均耗能量达到中等发达国家水平(为中国的3倍),世界能源市场就会承受不了。
因此暖通空调离开节能是没有出路的。
二.空调现状空调系统无论是哪种形式的空调(风冷冷水、水冷冷水或家用分体空调)当它运行时总是有相当多的冷凝热(在制冷工况下运行,冷凝热可达制冷量的1.15~1.3倍)直接排入大气,白白散失掉,造成较大的能源浪费,并且仍然存在对周围环境的热污染。
从节能的角度看,建筑节能可采用改善围护结构蓄热特性形式。
但在较大型的空调系统中,无论采取什么形式,依然无法避免系统冷凝放热的浪费。
而对于高层住宅建筑来说,建筑物又需要大量的生活热水供应,特别是酒店宾馆类建筑。
所以添加加热设备是必要的。
随着人们生活水平的不断提高,生活热水的需要量也越来越大,加热生活热水所需的能量也越来越大,如果能将冷凝热全部或部分回收来加热生活热水,不但可以冷凝热对环境造成的污染,而且还可以节省不少的能源三.冷凝热回收原理(本文介绍只适用于水冷冷水机组)冷水机组在制冷工况下,冷却水设计温度为出水37℃、回水32℃,属低品位热能, 采用一般的热交换不能充分回收这部分热能,只有利用高温水源热泵才能充分回收这部分热量。
1、设计方案将高温水源热泵并接到冷却水回路上,与冷却水系统和生活热水系统的管路连接,易于实时控制也容易实现操作(如下图) 2、工作原理(1)当热水箱中热水温度低于50℃时,启动高温水源热泵进行加热;(2)当热水箱中热水温度高于65℃时,停止高温水源热泵;(3)当冷却水回水温度低于30℃时,关闭冷却塔风机;(4)当冷却水回水温度高于32℃时,开启冷却塔风机;(5)当热水箱水低于水箱水位下限时,开始补水,同时开启高温水源热泵。
空调冷凝水节能分析一、前言随着我国经济飞速发展和房地产的蓬勃兴起,高层建筑的不断涌现。
人们在享受空调带来的舒适环境的同时,也增强了能源意识,如何提高空调的制冷效率,成为我们整个空调行业越来越重视的课题。
中央空调采用蒸汽为能源产生的冷凝水的利用,已被广泛应用到实际中,但空调降温除湿产生的冷凝水利用受到的关注不多,本文就在湿度大的地区,空调制冷除湿的同时产生的冷凝水再利用课题进行初步的讨论。
二、中央空调冷凝水的利用高层建筑物的中央空调制冷量大,产生的冷凝水也多,现在设计大多是末段制冷设备产生的冷凝水采用专门的冷凝水管直接排到地下设备层的污水井中,再利用水泵排出。
我所提出的是把收集到的冷凝水利用重力通过冷凝水管直接送到一层或附楼的冷却塔上,做为冷却塔的补水。
这部分的冷凝水温度低,水管保温工作做得好的话,不超过18℃。
下面以某地区一家有中央空调的大楼为例,26层,每层组合式空调机组的风量是40000m3/h,另有20台风量20000 m3/h的水冷式专用空调机组,冷却塔在与主楼联体的附楼4层楼顶。
夏季空调计算温度35℃。
室内要求22℃+2℃,送风温度11—18℃,我们取16℃(可以充分考虑此温度下一部分不利的外部因素影响)计算的△d。
d35=36.6g/kg,d18=12.9g/kg, △d=23.7g/kg。
由于空气中的冷凝水无硬度,不含杂质,是纯洁的水源,同时也是可以利用的冷源。
温度低于送风温度。
1、组合式空调机组的冷凝水量:W冷凝水=△d .G新风量.22.ρ空气=0.0237×(40000×0.15)×20×1.2=3412.8kg/h=3.41t/hG新风量----夏季采用最低新风比15%2-5月新风一般占总风量的100%,6-7月新风占50%,8月新风占15%,9月-11月初新风占20~50%,12月新风占100%。
采用16℃的冷凝水通过管道送到冷却塔,比自来水的温度(22℃)还低6℃,实际降低了冷却水回水温度,从而提高了冷水机组的效率。
家用空调冷凝水回淋利用探讨与效果分析本文分析了家用空调冷凝水对室外机冷凝器冷却的节能效果,并通过制作的回淋装置的实际效果来验证理论分析,证实了该装置节能效果显著,并节省费用,且具有很好的经济与社会环境效益。
标签家用空调;冷凝水;回淋装置;效益1 引言随着时代的发展,人们生活水平的不断提高,以及国家对家电销售的相应补贴政策的出台,家用空调的销售与使用增长迅速。
空调在使用过程中产生的冷凝水大多是直接排放,部分楼房因设施不全甚至采用无序排放,不但污染建筑外墙、给行人带来不便也影响了邻里关系,同时也浪费了能量与资源。
根据空调运行相关理论知识,空调冷凝器的工作温度降低会有利于提高其整体运行效率,因此,是否可以通过某种装置把冷凝水收集起来用于室外机的冷凝器以降低其工作温度,从而提高空调器的能效比,这样既解决了冷凝水的排放问题,也节约能源、节约费用。
本文将对此进行分析与实验实践。
2 可行性分析2.1 家用空调器冷凝水的产生量和多个因素有关系,参照文献[1] ,冷凝水水的产生量约为0.3~0.95Kg/KW,因冷凝水的汽化潜热较大(按2406KJ/Kg计),因此其汽化潜热总量是可观的,对降低冷凝器的温度效果也将很明显,这样节能效果也将不错,理论分析可行。
2.2 国家对节能减排的提倡与鼓励措施越来越有力,对浪费能源的行为限制越来越多,目前全国大范围实行阶梯电价政策就是有力的证明,因此节能取得的经济效益将会更明显,民众也将更容易接受,普遍推广也将具备可行性。
3冷凝水对空调室外机冷凝器进行冷却的理论分析由于空调冷凝水的产生量受诸多因素影响,这里不进行具体计算,只以笔者家用空调的实测值的平均值作为基础进行分析,根据天气不同每晚产生的冷凝水量为3~7.0Kg之间(空调型号为KF-23GW/Y-G,制冷量为2300W,标准工况输入功率815W,使用时长约8小时,室内设定温度为27°C,人员为:2个大人1个小孩),在室外机运行过程中取中位值约0.6Kg/H,这部分冷凝水冷却冷凝器的过程中全部汽化,汽化带走的热量=600*2406/3600=401W(汽化潜热取2406J/g),假设该部分热量的80%来自冷凝器,那么可以近似理解为排出的冷凝水的80%的冷量又回到了空调的制冷循环管系统内,即节能效率可近似计算为401*0.8/2300=13.95%。
家用空调的冷凝水节能利用探析摘要:本文基于节能生态、清洁环保的生活理念,具体结合家用空调装置运行过程之中所产生的大量冷凝水的闲置性,通过精确细致的实地数据收集、信息分析以及利用途径,进一步对家用空调冷凝水的生成量、实际蒸发量以及冷凝器装置的适配辅助作了综合解析,进而创设构建了一整套切实灵活的冷凝水节能利用的模式方法,从而协调充分地实现了家用空调冷凝水节能利用的多元应用。
关键词:家用空调冷凝水节能利用技术改进应用探析
家用空调作为空气调节装置的一种表现形式,其也完全具备了其他空气调节器的基于空气调节运转原理的所有特征。
我们知道,空气调节装置的冷暖效用是通过利用送风温度、新风以及回风这三个流程的混合点的露点温度而实时改变而实现的。
具体结合家用空调之中的冷凝水的生成,其实就是利用水蒸气的遇冷凝结就会冷凝变成冷凝水,然后借助温差比值进行露点送风,这样空调系统蒸发器的表层温度始终远低于机内空气的露点温度,而当空气流经空调机组之内的冷却器之内,空气里的水分子就会遇冷液化凝结为小水滴流出,最终汇合为容量可观的冷凝水。
家用空调冷凝水的温度一般都维持在10℃—15℃之间,该温度值内的水分具备诸如洗涤、浇灌等二次利用的实际效用。
而由于目前家用空调冷凝器的运作架构较为陈旧单一,加之普通民众对于空调冷凝水的处理也大多都是用器皿将其收集盛放,最终当做废水倒掉,这无疑造成了这一清洁水源的极大浪费。
基于此,笔者认为及
时全面地更新改造家用空调的冷凝器架构以及拓展延伸冷凝水的节能适用,无疑具备切实集约的产业价值与实际效益。
一、家用空调冷凝器的运作原理与改进探索
1.1 家用空调冷却器运作模式
空调冷凝器的冷却模式主要包括水冷、风冷、蒸发冷却三种。
现阶段家用空调为了实现水资源的集约利用,普遍还是采用了较为实用的风冷模式与蒸发冷却模式。
风冷模式的冷凝作用不仅耗电量相对较大,而且自身对于灰尘颗粒等杂质的过滤效果也有待优化。
而家用空调由于频繁处于高强度运作之下,所以就使得每个运作时间周期之内的冷凝水量的蒸发量相应上升,单一的蒸发冷却往往无法满足高强度之下的冷凝水的散热蒸发。
这就使得蒸发式与风冷式的混合模式逐渐成为了当前家用空调冷凝水集约节能更新改进的主要途径,这种混合式的冷凝方式强化了水汽化传热的物理效用,进而明显提升改进了风冷与蒸发冷却这两种模式的传热效果。
1.2 家用空调冷却器的更新改造
基于利用风冷雨蒸发冷却的混合运作模式,笔者认为可以在居民建筑室外机的下部架设冷凝水集水容器,其通过借助重力作用而将空调蒸发器下方积水盘内的水滴进行收集,接着利用水泵加压作用将冷凝水液体输送至冷凝器的上部,并通过冷却雾化器的遇冷雾化作用,最终将小水滴均匀喷洒至冷凝器的表层,如图1所示。
这一方法的优势在于最大限度地集中利用了冷凝水,并通过雾化喷洒,有效改善了冷凝器运作系统的区域温度,进而保障其良性
稳定地持续运作;而该方法的缺点在于每个运作周期之内的水泵的流量都会大幅度超过冷凝水的流量,这样就无法完全保障冷凝器对于凝结水的全部汽化,从而导致相当一部分凝结水顺着冷凝器向外倾斜流出,最终导致冷凝器运作意外中止等突发状况。
而通过对于以上节能途径的更新探索、优劣罗列,笔者归纳总结了契合家用空调冷凝水收集处理节能利用的综合模式,那就是通过风冷与蒸发式冷却结合的基本原理,在原冷凝器的出口出另外架设安装小型蒸发式冷凝器进行辅助散热,这样就可以通过冷凝水作为主要水源增加过冷度,从而有效降低了冷凝器的出口温度,也保障了绝大部分的冷凝水的充分散热释放。
这种方法不仅操作简便,而且成本投入也相对较少。
其整体运作如图2所示:
通过对冷凝器的架构解析,笔者认为适宜采用在室外机组外壳中心位置开凿直径为2cm的小孔作为接出口,通过金属管的焊接外架进行连同,而室内机组的凝结水管就可以与之相连,上下两端则需要与均水管进行改道连接,并在冷凝器肋片顶部放置海绵体进行预防金属腐蚀,同时发挥吸附集合冷凝水流失之中的灰尘颗粒等杂质的过滤效用。
而需要注意的是,冷凝器低端的海绵体与积水盒的实际厚度应当根据家用空调的体积规格适当进行调整,这样就可以使得冷凝水经过均水管的吸附作用之后,较为协调地均匀铺洒于位于上部的海绵层的表层之上。
而当海绵层的吸水作用基本饱和之时,大部分凝结水就会在海绵层下部肋片的吸热作用之下进行物理蒸发,而一小
部分未能有效蒸发的冷凝水则会在重力作用之下经过海绵层沿着肋片向下滴垂,接着进入下层海绵体与积水盒之中,这样也可以在自然散热过程之中进行充分有效的蒸发,最后则会集聚形成较为清洁的冷凝水。
二、家用空调冷凝水节能利用的切实应用
冷凝水基于空气水蒸气遇冷液化成小水滴的这一物理变化而形成的,所以其具备纯净水的化学特质,加之通过上述的机械改造,空调运作之中所产生的冷凝水不仅清洁无污染,而且纯净无异味。
这就使得将家用空调的冷凝水收集处理作为二次节能实际利用的理论架构有了前提支撑,而具体结合冷凝水的基本特质,笔者认为将其大范围用于绿化灌溉以及卫生喷洒较为切实集约,这也契合当下我国水资源区域性匮乏的阶段现状。
2.1 绿化灌溉用水
城市地区的大型公园、公共绿地以及居民小区的中央空调的机组数量相对繁多,且其区域之内的草皮、花卉、树木的绿化灌溉也需要频繁进行养护作业,这就使得水量的消耗极其巨大。
而由于上述建筑实体之内的空调系统所产生的大量冷凝水的自然流失,及时有效地创设制定对于中央空调冷凝水的回收利用就显得必要而关键。
鉴于此,笔者认为可以依照上述大型建筑实体的占地面积所对应的空调冷凝水产生量与绿化灌溉用水量的比值进行计算适配,一般而言,一幢占地1000㎡的6层市政楼宇每天产生的冷凝水的容量基本维持在5吨上下,而依照其对应的绿化场地的用水量则为
1.5l-2l/㎡,那么对于这些绿化场地的喷洒灌溉就显得充分而细密,不仅有效实现了冷凝水的二次节能利用,而且也极大地养护了居民小区公共场地的绿色植物。
2.2 卫生洗洒用水
鉴于在临近人流物流量较大的公共场所,诸如在大型火车站、汽车站以及机场的候车厅、候机厅的居民小区建筑群的空调使用的巨大强度与频度所产生的容量客观的冷凝水,笔者认为可以因地制宜地将附近小区居民的空调冷凝水用作以上场所的卫生洗涤用水。
具体而言就是通过大型容器架设于上述大型场所临近居民小区的合适位置,并使用网络化的输水管道外接于小区居民的空调冷凝水出水管处,使其释放出来的大量冷凝水顺着数量众多的管道流汇于容器之内,相关工作人员则可以使用大型机械车辆将盛满冷凝水的大型容器运输至需要进行洗涤、喷洒的以上大型公共场所的具体区域,而通过对于中央空调的冷凝水的综合节能挖掘利用,不仅有效节约了以上大型公共场所对于用水需求的成本投入,而且也协调调节了的区域环境的空气质量。
三、结语
家用空调冷凝水节能利用作为一项具备基础式、组件化、技术性的综合集约的程序作业,在空调系统生活应用之中发挥着拓展资源利用途径、提升民众生活方式环保品质的关键效用。
从保障家用空调装置运作实效的节能多元以及民众生活清洁集约的基本立足点出发,进一步细化更新家用空调冷凝水节能利用的技术理论创
新、综合方法创设,持续高效地进行市场化的适配推广,从而协调实现家用空调冷凝水节能技术改进优化与民众生活质量水准更新提升的交互双赢。
参考文献
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