董 宇，門汝巖

1.中冶東方工程技術(shù)有限公司，內(nèi)蒙古包頭 014010

2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051

0 引言

酒店類建筑中，空調(diào)系統(tǒng)運行的常規(guī)情況是通過冷卻塔把空調(diào)系統(tǒng)中的冷凝熱釋放到空氣中去，冷卻塔風(fēng)扇轉(zhuǎn)動造成了噪聲污染，釋放的熱量還造成了局部環(huán)境的熱污染。若將制冷機組的冷凝熱予以回收利用, 用來加熱生活熱水和生產(chǎn)工藝熱水, 不但可以減少冷凝熱對環(huán)境造成的熱污染, 而且還是一種變廢為寶的節(jié)能方法.所以近年來, 針對空調(diào)系統(tǒng)冷凝熱回收的研究也越來越多。

1 我國酒店類空調(diào)節(jié)能回收現(xiàn)狀

酒店類建筑中，能耗費用己占到年運營收入的10%～15%，能耗費用已成為經(jīng)營者是否盈利的重要因素之一。空調(diào)系統(tǒng)是建筑用電的主體，一般在50%左右，空調(diào)能耗占整個酒店類建筑能耗總量的60%左右，是所有能耗設(shè)備中最大的。然而空調(diào)冷凝熱又以廢熱形式排放到環(huán)境中去，造成能源的浪費，加劇了城市熱島效應(yīng)。目前生活熱水大部分都是通過專門的熱水加熱設(shè)備來提供，而熱水溫度一般都不高于65℃，在酒店類建筑中又要求設(shè)有鍋爐供熱系統(tǒng)來提供這部分熱量。因此酒店類建筑利用冷凝熱回收技術(shù)去回收釋放到室外環(huán)境中的冷凝熱具有綜臺效益的。

2 空調(diào)節(jié)能回收的可行性

廢熱若要有利用價值，必須具有以下3個要素：

1）廢熱的數(shù)量相對較大；

2）廢熱的排放較集中，或能通過某種水系統(tǒng)或風(fēng)系統(tǒng)集中起來；

3）廢熱排放在相當(dāng)長的時間內(nèi)要穩(wěn)定。

然而即使是具備了以上3個內(nèi)在要素之后，要使其在工程中可能得到實際使用，還必須具備以下3個外部條件：

1）能就近找到大量使用低品位熱能的場所；

2）所需廢熱的品位與廢熱的品位應(yīng)接近；

3）廢熱產(chǎn)生的時間與所需求的時間盡可能同步。

可以看出，空調(diào)的廢熱是具備回收的可能性的。空調(diào)的余熱屬于低品位的熱源，但是由于它數(shù)量較大，投資小，易回收等特點，按照余熱資源回收利用的可行性與緊迫性，中央空調(diào)余熱可以屬于一等余熱資源。

酒店類建筑具有應(yīng)用熱回收技術(shù)的特點：

1）內(nèi)區(qū)與外區(qū)面積比較大，是典型的多層建筑；

2）內(nèi)部熱負(fù)荷高；

3）外保溫絕熱性能中等；

4）衛(wèi)生熱水使用或者其他熱需求大。

可見酒店類建筑是滿足冷凝熱回收技術(shù)應(yīng)用條件的。

3 空調(diào)節(jié)能回收系統(tǒng)的分類

空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)可分為以下幾類：

1）雙冷凝器熱回收系統(tǒng)

雙冷凝器熱回收技術(shù)是在壓縮機和冷凝器之間加一個熱回收器回收冷凝熱, 從熱交換器流出的制冷劑, 由后面的冷凝器吸收其余熱量.該技術(shù)可以根據(jù)要求直接回收制冷機組的制冷劑蒸汽顯熱, 或是顯熱加部分潛熱來一次性加熱或循環(huán)加熱到水的指定溫度.該形式主要應(yīng)用于中央空調(diào)冷水機組.如下圖1所示：

圖1 雙冷凝器熱回收系統(tǒng)原理圖

在冷水機組中增加一個并聯(lián)的熱回收冷凝器。熱水出水溫度高，但冷水機組的制冷運行效率會隨著出水溫度的提高而下降，熱水的出水溫度越高，冷水機組的運行COP越低。這種方式投資較大，熱回收量大，適用于加熱負(fù)荷較大的情況。

2）板式換熱器回收系統(tǒng)

運行過程是在壓縮機出來的制冷劑先進入板式換熱器再進入冷凝器，壓縮機排出的具有顯熱和部分潛熱的制冷劑與換熱器進行熱交換達到生活熱水要求的溫度，在板式換熱器中55℃～60℃的過熱蒸汽降溫至40℃左右的飽和蒸汽，然后再流入冷凝器。其原理圖2如下：

圖2 板式換熱器熱回收系統(tǒng)原理圖

此熱回收方式比較適合于排氣溫度較高的容積式制冷機組，其排氣溫度為60℃～75℃，可通過板式換熱器直接制取50℃～60℃的生活熱水。但是如果回路中串聯(lián)板式換熱器，管網(wǎng)阻力特性就發(fā)生了改變，增加了制冷壓縮機出口管路的阻力，降低了制冷循環(huán)效率。所以這種方案在實際工程改造中有局限性。

3）熱泵回收系統(tǒng)

在冷卻水循環(huán)中增設(shè)水源熱泵機組，使熱泵機組與冷卻塔并聯(lián)于冷卻水循環(huán)中，把熱泵的蒸發(fā)器并接到制冷機組冷卻水回路上，以冷卻水中的冷凝熱作為熱泵的低品位熱源，通過熱泵機組將低品位的冷凝熱轉(zhuǎn)變成高品位的生活熱水，從而將制冷系統(tǒng)工作時冷卻塔散失的冷凝熱加以回收利用，生產(chǎn)出65℃左右的熱水供用戶使用。其原理圖3如下：

圖3 熱泵熱回收系統(tǒng)原理圖

此方案比較適合現(xiàn)有空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的改造,不會受到制冷機組種類的限制，因為改造的過程中只涉及冷卻水系統(tǒng)，只是把熱泵的蒸發(fā)器并接到制冷機組冷卻水回路上，對冷水機組影響較小，也比較容易操作。另外，冷凝熱的回收率高，熱水的供應(yīng)量較大，而且熱水可以加熱到65℃，系統(tǒng)方案在運行過程中的控制也比較容易實現(xiàn)。

4 經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益

4.1 經(jīng)濟效益分析

回收的熱量是制冷機組通過冷卻塔排到空氣中的冷凝熱，所以其生產(chǎn)的熱水是零能耗，節(jié)約燃料費用。熱回收系統(tǒng)方案的運行降低了冷凝溫度，使空調(diào)主機負(fù)荷降低，同時也降低了水泵和冷卻塔的功率和能耗，提高了制冷機組效率，降低了運行成本。

4.2 環(huán)境效益分析

冷凝熱回收系統(tǒng)在夏季運行期間不需使用鍋爐，不燃燒柴油和煤，減少了二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、煙塵等大氣污染物的排放，從而提高了環(huán)境質(zhì)量并且無需治理環(huán)境污染的費用；同時也沒有二氧化碳及廢熱的排放，減少了冷卻塔附近環(huán)境的熱污染，降低了城市熱島效應(yīng)。

4.3 社會效益分析

目前國家已將轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長，合理利用資源、節(jié)能降耗、保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作為基本國策。冷凝熱的回收利用，是有益而無害的節(jié)能和環(huán)保舉措，減少了能源費用開支，對能源的需求量降低，緩解了能源短缺的壓力，促進了環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的建設(shè)。同時污染物的減排符合節(jié)能減排的政策，提升了生活環(huán)境的空氣質(zhì)量，有利于人們的身體健康，進一步促進了社會的穩(wěn)定與和諧社會的構(gòu)建政策。

5 結(jié)論

1）空調(diào)制冷機組冷凝熱的回收用于生活熱水既節(jié)約燃?xì)?、減少空氣污染，具有投資少、經(jīng)濟回報率高的顯著優(yōu)點，在設(shè)計合理的情況下，應(yīng)該積極推廣冷凝熱回收項目的實施；

2）在酒店工程中生活熱水負(fù)荷與空調(diào)冷負(fù)荷差值較大，冷凝熱回收用于生活熱水系統(tǒng)設(shè)計要以空調(diào)制冷為主，熱回收為輔，在不影響制冷機組制冷性能的前提下，盡可能提高熱回收量；

3）冷凝熱熱回收方案有很廣的應(yīng)用領(lǐng)域，不僅僅是在酒店類建筑中，在食品加工企業(yè)、制藥廠、化工廠、食品保鮮企業(yè)等建筑中均可以采用。

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