劉巍

摘要：借助冷凝熱回收技術(shù)和太陽能技術(shù)，進(jìn)行生活熱水的制備，從而提升能源的利用效率，其已經(jīng)成為當(dāng)前提升能源利用率的重要方式。空調(diào)冷凝熱量通常為冷負(fù)荷的1.3-1.5倍，對于如此龐大的冷凝熱量只要進(jìn)行必要的加工和利用，就能夠變廢為寶，采取該種方式不但能夠節(jié)約熱水制備的基本能耗，還會降低熱水制造過程中所產(chǎn)生的熱量，繼而產(chǎn)生熱島效應(yīng)?；诖?，現(xiàn)在對空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；冷凝熱回收；技術(shù)；分析

中圖分類號：TB657.2 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）013-0-02

對自來水進(jìn)行加熱，促使其成為生活或者工藝熱水，繼而對冷凝熱進(jìn)行充分利用，便是冷凝熱回收空調(diào)機(jī)組的基本性質(zhì)。自來水能夠直接送到能夠滿足熱水用量的熱回收換熱器中繼而以壓縮機(jī)的排氣顯熱和部分冷潛熱能量，對熱水進(jìn)行初加熱，多余的熱量將會通過冷凝器排出。隨著熱回收器水溫的不斷升高，冷凝潛熱的回收量將會進(jìn)一步降低，此后冷凝器的余熱對熱水進(jìn)行進(jìn)一步加熱，最終確保熱水的正常使用。假如儲水箱中的水已經(jīng)加滿，并且已經(jīng)達(dá)到了既定的溫度，此時(shí)便會停止高溫加熱，并且將多余的熱量通過冷凝器排出。

一、應(yīng)用案例的分析

（一）工程的基本情況

對于某公寓來說，位于海南市，但是在建設(shè)過程中希望提供舒適性的空調(diào)環(huán)境，更要提供熱水給客人使用，本公寓的總建筑面積達(dá)到了5100平米，建筑高度為11.6m，建筑總層數(shù)為4層，客房的總數(shù)量為96間。

（二）對于空調(diào)冷負(fù)荷和生活熱水用量的計(jì)算

1.在空調(diào)冷負(fù)荷的實(shí)際計(jì)算過程中，由于海南地區(qū)屬于常年需求制冷的地區(qū)，因此在項(xiàng)目空調(diào)容量計(jì)算過程中，必須以夏季冷負(fù)荷為依據(jù)。借助傳遞函數(shù)法所計(jì)算出的夏季空調(diào)冷負(fù)荷為400千瓦。

2.對于生活熱水用量的準(zhǔn)確計(jì)算，根據(jù)給排水專業(yè)所提供的計(jì)算數(shù)據(jù)，得知公寓生活熱水的水溫應(yīng)當(dāng)為53℃，而公寓客房單位小時(shí)內(nèi)的最大熱水用量是4.6m?，而每天的最大熱水用量是53m?。

（三）確保冷凝熱回收系統(tǒng)和衛(wèi)生熱水系統(tǒng)的聯(lián)供

在夏季空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，借助熱回收機(jī)組設(shè)備對太陽能進(jìn)行充分利用，基于此，其能夠借助高效的太陽能利用減少生活熱水加熱系統(tǒng)運(yùn)行的基本時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)能耗的減少?；谏鲜龇治?，在空調(diào)冷凝熱回收過程中，因?yàn)殡y以對水進(jìn)行直接加熱，基于該種原因，只能對太陽能中的加熱水箱中的水進(jìn)行預(yù)加熱。在冷凝熱回收熱量加熱過程中，必須充分考慮上述因素，對于太陽能加熱水箱中的水應(yīng)當(dāng)使用預(yù)加熱之后的熱水進(jìn)行。

1.系統(tǒng)運(yùn)行的基本模式

冷凝熱回收側(cè)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中所遵循的基本模式：由于在天氣炎熱的夏天，應(yīng)當(dāng)首先啟動空氣源熱泵并進(jìn)行制冷，將熱回收側(cè)的水循環(huán)泵打開，并借助熱回收冷凝熱量對于水箱中的水進(jìn)行循環(huán)式加熱，待水溫滿足要求之后便停止加熱。如果太陽能加熱水箱中的基本水位顯著低于設(shè)定數(shù)值，此時(shí)應(yīng)當(dāng)以熱回收水箱中的水為基礎(chǔ)對其進(jìn)行補(bǔ)充。

2.衛(wèi)生熱水側(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的基本模式

（1）假如太陽能加熱水箱中的水溫始終保持在43℃，那么應(yīng)當(dāng)將太陽能機(jī)械循環(huán)水泵完全打開，并在此基礎(chǔ)上僅通過太陽能集熱水器對其自身水箱中的水進(jìn)行加熱。在上述背景下，必須開啟生活熱水補(bǔ)水循環(huán)泵以及生活熱水循環(huán)泵的開關(guān)，通過借助熱泵熱水機(jī)組對生活熱水進(jìn)行再次加熱，直到水箱中的水溫能夠達(dá)到設(shè)定的53℃的溫度。

（2）在上述設(shè)定條件下，假如太陽能加熱水箱中的水溫超過53℃，那么可以關(guān)閉加熱生活熱水循環(huán)泵和熱泵熱水機(jī)組。在上述條件下，必須確保太陽能機(jī)械循環(huán)水泵開關(guān)的完全開啟，并通過太陽能集熱器對水箱中的存水進(jìn)行持續(xù)性加熱。此外，必須開啟生活熱水補(bǔ)水循環(huán)泵的開關(guān)，從而確保生活熱水儲熱水箱中的水開展循環(huán)補(bǔ)水。

3.對于上述方案的準(zhǔn)確評價(jià)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)對冷凝熱回收系統(tǒng)和衛(wèi)生熱水衛(wèi)生聯(lián)供方案進(jìn)行深入分析，本方案具有以下幾種優(yōu)勢：

（1）通過本方案能夠極大地提升熱回收的整體利用效率，在天氣炎熱的夏天，太陽能自身擁有的太陽能系統(tǒng)能夠通過更高的效率隊(duì)水箱中的存水進(jìn)行加熱，熱回收水箱只是作為太陽能加熱水箱的補(bǔ)水箱，其始終能夠保證空調(diào)制冷過程中所產(chǎn)生的冷凝廢熱。

（2）本方案冷凝熱回收系統(tǒng)和衛(wèi)生熱水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中相對獨(dú)立，因此系統(tǒng)的運(yùn)行和控制更為簡單和穩(wěn)定。

（3）在太陽能加熱水箱的實(shí)際運(yùn)行過程中，由于常常會出現(xiàn)水位低于設(shè)定高度的現(xiàn)象，因此應(yīng)當(dāng)借助熱回收水箱作為太陽能加熱水箱的補(bǔ)水箱，采取該種設(shè)計(jì)方式能夠確保太陽能水箱中的進(jìn)水溫度始終超過43℃，在減少太陽能集熱器鋪設(shè)面積的同時(shí)，減少初期的資金投入。

二、對于本方案經(jīng)濟(jì)性的分析

通常來說，空調(diào)機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過程中可以分為四個(gè)季節(jié)，即分別為供冷季、供冷過渡季、供熱過渡季以及供熱季。各個(gè)季節(jié)根據(jù)天氣情況會有所不同，根據(jù)相關(guān)資料得知，在我國的中央空調(diào)系統(tǒng)每年有超過250天的時(shí)間在制冷狀態(tài)下運(yùn)行，考慮到公寓客房空調(diào)使用的高峰期主要集中在當(dāng)天傍晚到第二天清晨階段，在該時(shí)間段中，太陽能的利用效率幾乎可以忽略不計(jì)，但是此時(shí)的公寓中央空調(diào)系統(tǒng)則處于制冷負(fù)荷輸出的高峰階段，生活用水的需求量也較大，因此對于中央空調(diào)冷凝熱進(jìn)行必要回收和利用，從而制備生活熱水能夠極大地節(jié)約能源，更能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的提升。

根據(jù)上述計(jì)算得知，本公寓每天所必須消耗的生活熱水為52m?，此時(shí)電費(fèi)應(yīng)當(dāng)按照1元/度計(jì)算，那么生活和衛(wèi)生熱水全年所必須的費(fèi)用理論計(jì)算情況如下表1所示。

注：以上數(shù)據(jù)都是參考統(tǒng)計(jì)酒店的空調(diào)系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間之后，形成的理論經(jīng)濟(jì)性分析。準(zhǔn)確數(shù)據(jù)必須在項(xiàng)目完成并正式投入運(yùn)行之后再進(jìn)行記錄。

根據(jù)表1所記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)得知，完全由熱泵熱水機(jī)組加熱生活熱水時(shí)，每天需要運(yùn)行的時(shí)間僅僅為10小時(shí)，所需要的運(yùn)行費(fèi)用為780元。借助回收冷凝熱量進(jìn)行生活熱水的預(yù)加熱，此時(shí)熱泵每天工作的時(shí)間僅僅為4.6小時(shí)，每天所節(jié)約的電費(fèi)是359元。根據(jù)相關(guān)計(jì)算得知，每年所節(jié)約的電費(fèi)達(dá)到9萬元。經(jīng)過和相關(guān)設(shè)備廠家的資訊得知，采用熱水手熱泵空調(diào)機(jī)組相對于普通熱泵空調(diào)機(jī)組所增加的初期投資僅僅為12.3萬元，因此投資回報(bào)只需要1.37年便可以全部回本。

三、結(jié)語

1.借助冷凝熱回收空調(diào)機(jī)組具有無污染和節(jié)約能源的基本優(yōu)勢。而伴隨著人們?nèi)粘Ｉ钏降牟粩嗵嵘藗児?jié)能和環(huán)保的個(gè)人意識都在不斷加強(qiáng)，熱回收機(jī)組應(yīng)當(dāng)充分利用制冷系統(tǒng)的冷凝熱進(jìn)行生活用水的加熱，其不但能夠極大地減少冷凝熱對于環(huán)境產(chǎn)生的巨大危害，更能夠充分利用廢熱節(jié)約資源，該種方式所需要的投資回報(bào)周期也較短。

2.冷凝熱回收空調(diào)機(jī)組在夏季空調(diào)系統(tǒng)制冷工況下運(yùn)行，并且太陽能利用率較低或者不能利用太陽能時(shí)，極大地減少了生活熱水加熱系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，繼而減少能源的消耗。良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠有效降低系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中的能源投入數(shù)量，在不斷提升系統(tǒng)自身經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)生活和衛(wèi)生熱水使用便捷性的提升。

3.根據(jù)上述案例分析，冷凝熱回收系統(tǒng)和衛(wèi)生熱水系統(tǒng)聯(lián)供的方案基本可以確定是合理經(jīng)濟(jì)的。但是上述系統(tǒng)自身依然存在不足和缺陷。譬如，因?yàn)樘柲芗訜崴溥M(jìn)水的水溫達(dá)到了43℃，此時(shí)可以減少太陽能加熱水箱的容積，并減少太陽能加熱水箱的鋪設(shè)面積。在太陽能利用率較高的夏季，則應(yīng)當(dāng)借助太陽能將加熱水箱中的水快速加熱到設(shè)定的53℃，從而滿足客房高峰期用水的基本需求。

4.通過對冷凝熱回收系統(tǒng)的深入研究和充分利用，雖然能夠產(chǎn)生極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效能，但是其自身也會受到使用場地的直接限制。比如，借助該種設(shè)備在單位時(shí)間中所能夠產(chǎn)生的水量較少，儲水箱中存水的水溫也會受到外界環(huán)境以及季節(jié)的直接影響，在該系統(tǒng)中主要講熱水加熱系統(tǒng)作為輔助性熱源?；谏鲜龇治?，將冷凝熱回收系統(tǒng)應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)，其只能夠使用于長期具有穩(wěn)定輸出的冷負(fù)荷公寓以及賓館等多種大型公共場所。借助本系統(tǒng)在充分滿足廣大客人對于熱水使用需求的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)資源的節(jié)約。

參考文獻(xiàn)：

[1]付騰，陳云飛.高校圖書館中央空調(diào)系統(tǒng)選型方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].工程技術(shù)研究，2016（6）：121.

[2]李顏.冷凝熱回收空調(diào)系統(tǒng)在醫(yī)療建筑中的應(yīng)用與改進(jìn)[J].建筑知識，2016（5）：223-225.

[3]鄧壽祿，范路，鄭煒博，楊秀麗，胡曉峰.冷庫冷凝熱回收系統(tǒng)的研究[J].節(jié)能，2016（7）：19-21.

作者簡介：劉 ?。?982-），男，北京人，工學(xué)學(xué)士，北京建工建筑設(shè)計(jì)研究院職員。