空调冷凝热热回收的方案研讨及其研究方向
- 格式:doc
- 大小:32.50 KB
- 文档页数:7
空调系统的热回收技术研究与应用当今,随着全球气候变暖问题日益凸显,对于节能减排的需求也日益迫切。
在这样的背景下,空调系统的热回收技术成为节能减排领域的研究热点之一。
通过对空调系统中废热进行回收利用,不仅可以提高能源利用效率,还可以减少对环境的污染,实现可持续发展的目标。
一、空调系统的热回收技术概述空调系统的热回收技术是指通过各种设备和技术手段,将空调系统中产生的废热进行回收利用的过程。
目前,主要的热回收技术包括空气热泵技术、水源热泵技术、排烟热回收技术等。
这些技术在回收利用空调系统中的废热的同时,还可以提高系统的能效比,减少运行成本,实现节能减排的目的。
二、空气热泵技术在空调系统热回收中的应用空气热泵技术是一种利用空气中的热能进行换热的技术。
在空调系统中,通过安装空气热泵设备,可以将空调系统中产生的废热转化为热水或热风,实现能源的回收利用。
空气热泵技术具有设备投资少、运行成本低、适用范围广等优点,因此在空调系统的热回收中得到了广泛应用。
三、水源热泵技术在空调系统热回收中的应用水源热泵技术是一种利用地下水或湖泊、江河等水源进行换热的技术。
在空调系统中,通过安装水源热泵设备,可以将空调系统中产生的废热转化为热水或热风,实现能源的回收利用。
水源热泵技术具有能效高、环保性好等优点,因此在空调系统的热回收中也得到了广泛应用。
四、排烟热回收技术在空调系统热回收中的应用排烟热回收技术是一种利用空气中的热能进行换热的技术。
在空调系统中,通过安装排烟热回收设备,可以将空调系统中产生的废热转化为热水或热风,实现能源的回收利用。
排烟热回收技术具有能效高、运行稳定等优点,因此在空调系统的热回收中也得到了广泛应用。
五、结语综上所述,空调系统的热回收技术在节能减排领域具有重要的应用意义。
通过对空调系统中废热进行回收利用,不仅可以提高系统的能源利用效率,还可以减少环境污染,实现可持续发展的目标。
未来,随着技术的不断进步和应用范围的不断拓展,空调系统的热回收技术将发挥越来越重要的作用,为建设节能型社会做出重要贡献。
空调冷凝水分析及回收方法研究摘要介绍空调冷凝水产生原因,计算冷凝水水量,分析冷凝水水质,从不同方面介绍冷凝水的回收再利用方法,指出冷凝水是宝贵的可利用资源,必须加以利用。
同时指出,因地制宜,合理开发空调冷凝水会产生良好的经济效益,社会效益和能源环境效益。
关键词中央空调;冷凝水;回收利用空调运行时产生的空调冷凝水作为废物排到下水道是空调工程一直以来的传统作法。
这种做法不仅浪费了大量的水资源和冷凝水所含的能量,而且有时还会造成环境污染和生活的不便。
在能源和资源日益紧张的今天,这种把空调冷凝水直接排放的做法显然是不科学的。
因此,研究和分析冷凝水回收也越来越受到人们的重视。
1 冷凝水产生原因通过空调原理可知,如果温度低于空气的露点温度其中的水蒸气就会冷凝变成冷凝水析出,而所有正常工作的空调表冷器表面温度都低于空气的露点温度,当空气流经表冷器或风机盘管时,由于其表面温度低于空气的露点温度,空气中的水蒸气冷凝析出,类似蒸馏水。
图1是空气处理过程的焓湿图,新风W与室内空气N混合,混合后的状态为C,进入空调蒸发器或风机盘管冷却到机器露点L,空气中的水蒸气冷凝为水,露点空气从送风口出来进入室内。
只要空调运行,空调运行产生的冷凝水就会源源不断地流出来。
图1 空调运行时空气处理过程h - d图2 冷凝水水量及水质研究1)冷凝水水量计算。
在一个恒温恒湿的封闭空间,冷凝水产生的来源主要由两部分组成,一部分为室外新风带来的冷凝水,另一部分为室内人员产生的余湿。
第一部分可以通过新风量与处理前后含湿量变化的乘积得出;人员散湿量可以通过客流量和单位人员散湿量计算得出。
可知,冷凝水总量即为以上两部分的和。
如果按广州地区气候,空调器每年至少运行180天,每天按6小时计,一年之内可以产生10033.2公斤的冷凝水,由此可见空调冷凝水的量是非常可观的。
当然,从前面计算可知,空调器实际产生的冷凝水量与空调器循环的风量、室内参数、新风比、新风参数、机器露点、空调器的产冷量等因素有关。
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。
中央空调冷凝热回收的探讨引言在如今倡导低碳经济的背景下,节能、环保成为可持续发展的主题。
在总能源消耗中,建筑能耗占了相当大的比重,而空调系统又是建筑物的主要能耗之一,目前空调能耗已经达到建筑能耗的60%以上,空调系统所消耗的能源总量已超过我国一次能源总量的20%。
随着国家一些节能政策法规的出台,各种与节能有关的新技术应运而生。
热回收技术就是众多节能方法中的一种。
建筑物中有可能回收的热量有排风热量、内区热量、冷凝器排出的热量等。
合理有效的回收這部分热量不仅能降低空调系统本身的能耗,还能减少对室外环境的污染。
一、中央空调冷凝热回收技术的原理及作用1、空调冷凝热回收的定义:空调系统中,在制冷剂循环中,气态的制冷剂在压缩机内被压缩,温度升高、压力增大;通过排气管,高压的气态制冷剂进入冷凝器中被冷却水冷却,变成高压液体,而产生的热量由冷却塔散发至室外大气中。
这些散发掉的热量就是空调系统的余热,“余热回收”回收的就是这部分热量。
2、中央空调冷凝热回收的原理:热回收技术的核心是热回收器,热回收器又可称作“过热蒸汽降温器”或“水加热器”,其主要功能是实现空调压缩机在制冷运行中排放出的高温冷媒蒸汽与被加温冷水的热交换,将压缩机排出的热量转换成可利用的热水,其实质是一个高效蒸汽—水热交换器。
我国近年来研究应用的冷凝热回收形式有多种,如双冷凝器热回收,水源热泵热回收等,本文仅对双冷凝器热回收的原理做简单介绍:在压缩机和冷凝器之间加一个热回收器(冷凝器)回收冷凝热,再由其后的冷凝器吸收其余热量。
该技术可以根据要求直接回收制冷机组的蒸汽显热或是显热加部分潜热来一次性加热或循环加热到水的指定温度。
3、中央空调冷凝热回收对给排水专业的优势帮助:空调系统产生的废热作为热水系统的热媒,使得冷水加热到某温度(40~60℃,根据制冷机型不同,出水温度不同),从而大大降低了辅助热源的工作时间,减少了能源消耗。
因此该技术对给排水专业优势明显,应用前景十分广阔。
空调冷凝热热回收的方案研讨及其研究方向
摘要:针对中央空调系统产生的大量低品位冷凝热,提出了两种利用冷凝热回收制备生活热水的方案,对它们各自的特点及控制原理做了较为详尽的阐述,提出了应用中存在的主要问题及今后空调冷凝热热回收的研究改进方向,并对我国冷凝热回收发展做了展望。
关键词:空调,冷凝热,热回收,控制原理
中图分类号:te684文献标识码: a 文章编号:
abstract: this paper aimed at the large number of low-grade condensing heat central air conditioning system, put forward the programs of the two condensing heat recovery preparation for domestic hot water, a more detailed description of their respective characteristics and control theory, applications the main problems and future air conditioning condensing hot recycling to improve the direction and the condensing heat recovery development are put forward.key words: air conditioning; condensation heat; heat recovery; control principle
常规空调制冷机组的主要作用是进行空气调节,空调系统的冷凝热往往直接排放到大气中未加以利用。
制冷机组在空调工况下向大气环境排放大量的冷凝热,一般冷凝热可达制冷量的 1.15–1.3倍
[1]。
通常情况下,空调冷凝热是通过冷却水系统将这些低品位热量排入大气,这直接造成了空调系统 cop的降低,加剧了城市热岛效应,并造成严重的环境热污染。
若将制冷机组的冷凝热予以回收利用,用来加热生活热水和生产工艺热水,或者作为辅助加热热源,不但可以大幅降低整个暖通系统的运行费用,又可以减少向大气中排放的废热,减轻大气污染,改善生态环境。
近年来,针对空调系统制冷机组冷凝排热热回收的研究也越来越多。
㈠冷凝热热回收的方案及其特点
综合目前中央空调系统的现状和热回收改造方案实施的难易程度, 生活热水温度及水量的要求, 冷凝热利用方式主要可分为直
接式和间接式。
直接式是指制冷剂从压缩机出来后进入热回收器直接与自来水换热制备生活热水,也称排气热热回收[2]。
间接式是指利用常规空调的冷凝器侧排出的高温空气或37℃的水来加热制
备生活热水,也称冷却水热回收。
⒈方案一:排气热热回收
⒈⒈气热热回收原理图见图1。
在压缩机和冷凝器之间加一个热回收器 (冷凝器 )回收冷凝热,从压缩机出口的 58℃–90℃的高温气态冷媒被生活热水直接冷却,而热回收器出口的制冷剂的状态是气液混合物或气态,剩余的废热仍进入冷凝器由冷却水吸收并经冷却塔排放。
该技术可以根据要求直接回收制冷机组的蒸汽显热或是显热加部分潜热来一次性
加热或循环加热自来水到指定的温度。
⒈⒉排气热热回收特点:
1)只需要在压缩机出口增加一与所改造机头功率相适应的冷凝
器即可得到水温为 45℃–60℃的生活热水,无需二次加热设备。
系统改造较为简单,投资小。
2)降低了冷凝压力和冷凝温度,提高了机组 cop。
据测算:冷凝温度每降低 1℃,机组制冷量可提高1.3% [3]。
当然这也意味着热水出口水温不能过高,一般不超过60℃。
3)因实际运行中热水进出水温度逐渐升高,使得冷机在渐变工况下运行,故为了保证冷水机组稳定运行,只能回收部分冷凝热。
在一般空调使用工况下,水温需求 45℃–60℃时,可回收热量为制冷量的 25% –40%。
4)由于在机组冷凝器之前串联一个热采集器,排气管道增加弯头等,使得排气阻力有所加大,从而降低冷机出力,故需精心设计不使阻力增加过多,一般以不超过 30 kpa为宜。
5)不是所有制冷机组都可以进行热回收改造,如:排气温度低于 50℃的机组;排气管不好接的机组;带节能器的机组如特灵两级、三级压缩离心机组。
⒉方案二:冷却水热回收
⒉⒈冷却水热回收原理图见图2。
该热回收方式是在原有的冷却水管路中增加一个分支,并把该分支接入热泵系统的蒸发器回路以利用热泵产生温度较高的满足要
求的生活热水。
由于空调制冷中冷却水出水温度一般在30℃–
40℃,供回水温差 4℃–7℃左右[4],属低品位热能,要想充分回收则必须利用高温水源热泵技术,由制冷机与热泵机组联合运行构成一套热回收装置。
⒉⒉冷却水热回收特点:
1)冷机运行不受影响,制冷量和 cop基本不变。
2)冷凝热回收比例调节方便,必要时可进行 100 %的冷凝热回收,可达到很好的节能效果。
3)由于使用高温水源热泵,使得其热水出口温度范围增加,可达 50℃–80℃,热水能源品位更高[5]。
4)系统初投资和运行费用较排气热回收方案都有所增加,但同时其可回收冷凝热更多。
5)无需改造现有大量单冷冷水机组,只改动其冷却系统即可,更具有现实意义。
㈡冷凝热热回收技术存在的主要问题及研究方向
为实现“可持续发展”战略,我国制定一系列能源及环境政策。
节能和环保已成为当前空调领域中最重要的研究课题之一。
目前,我国暖通学者已逐渐认识到了余热回收系统应用的重要性,一些开发商也对此项目产生了一定的兴趣,现在在北京[6]、广州[7,8]、上海[3]、东北等地的一些宾馆和人工冰场与游泳池联合工作的地方[9]都有应用,并且节能效果很好。
为使空调冷凝热热回收技术得到更广泛地推广与应用,需要找出应用中存在的问题,明确研究方向。
⒈存在的主要问题
⑴我国对于冷凝排热热回收系统的研究现在仅限于理论的分析,且处于初步探讨阶段,缺乏实际的、深入的系统研究。
从国内的研究状况来看,还存在着一系列的问题。
在直接加热自来水的回收系统中不仅存在空调系统运行时段与热水使用时段的时间差问题,而且还存在生活热水的用量与冷凝热量之间不匹配的问题。
⑵冷凝排热热回收取决于主要设备的工作情况,有时可能得不到预期的效果。
就冷凝热热回收来讲,其效果取决于空调系统的运行工况,其目的也只是从节能和环保的角度考虑回收余热,而不能本末倒置为了获取热量去随意改变空调的工况。
⑶我国在热回收设备的开发中,还缺乏对于整个设备部件进行优化匹配设计,进行计算机拟方面的研究。
⒉主要的研究方向
⑴我们在今后工作中要解决目前国内研究存在蓄热水池较大的问题,蓄热装置在系统运行中的动态模拟以及系统形式等问题。
设置储热装置对于直接加热自来水的热回收系统是十分必要,它可存储中午空调满负荷时产生的热水用以补充傍晚热水用量高峰时空调低负荷产水量的不足。
⑵对整个设备部件进行优化匹配设计,进行计算机模拟这方面的研究。
由于蓄热水箱的蓄热过程为动态的,因此模拟其蓄热过程并确定蓄热水箱合理容积,对于系统最优稳定运行尤为重要[ 6]。
通过同实验研究的结果进行对比,以优化整机的匹配关系。
⑶对系统本身及控制系统进行优化,减少设备的初投资,并对该产品在我国的应用前景进行预测和评价也是研究的重要方向之一。
㈢结语
大型商业综合建筑暖通能耗大约占建筑能耗的 50%以上,加之其较高的能耗水平,使其在节能降耗方面有很大潜力。
本文提到的中央空调冷凝热回收,初投资不高,改造难度不大,但其大幅降低了建筑暖通系统运行费用,对大城市日渐严重的热岛效应也可起到有效消弱效应,尤其适用于有空调和生活热水要求的场合,是大型中央空调今后发展的重要方向之一。
参考文献:
[1] 吴献忠,夏波,吕林泉,等.冷凝热热回收机组的开发和应用[j].制冷与空调,2001,1(6):29-32.
[2] 龚七彩,常世钧.蒸汽压缩式水冷制冷机的双冷凝器热回收技术[j].建筑节能通风空调,2005,24(1):6-12.
[3] 周延安.中央空调制冷机组废热回收技术在宾馆的应用[j].节能与环保,2004(12):29-33.
[4] 余颖俊,王梦云.空调冷凝热的回收利用[j].工程设计 cad 与智能建筑,2000(8):1-4.
[5] 白雅娟,赵建会.水源热泵技术的发展及应用中存在的问题[j].西安科技大学学报,2008,26(sup):30-33.
[6] 董明.星级酒店中央空调冷凝热回收利用项目分析[j].能源
工程,2003(3):63-64.
[7] 周延安.中央空调废热的回收[j].节能与环
保,2002(10):29.
[8] 张益民.空调废热回收[j].应用能源技术,2000(4):19-20.
[9] 马最良,金泉.人工冰场制冷系统冷凝废热利用的可行性分析[j].制冷学报,1987(2):22-26.。