空調(diào)冷凝水回收利用初探

韓 靖 王柯酣

(機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司第六工程院，河南鄭州 450007)

0 引言

在建筑的全壽命周期內(nèi)，建筑的使用者應(yīng)最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)，保護(hù)環(huán)境和減少污染?？照{(diào)系統(tǒng)在建筑全壽命周期的資源消耗中占有舉足輕重的位置。在眾多空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，冷凝水往往是作為污水直接排放，浪費(fèi)了水資源和能量。

國(guó)外在冷凝水的回收利用方面已有了一定的研究進(jìn)展，并在一些工程中設(shè)計(jì)了冷凝水回收系統(tǒng)，用作沖洗廁所、洗滌和景觀灌溉等［1］。

目前，我國(guó)對(duì)冷凝水回收利用的研究比較少。在家用分體空調(diào)器上，利用冷凝水冷卻冷凝器，技術(shù)上簡(jiǎn)單易行，節(jié)能效果明顯［2］。在集中空調(diào)系統(tǒng)方面，冷凝水可作為冷卻塔的補(bǔ)水、景觀灌溉、水景等［3，4］。

本文提出一種空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)，回收的空調(diào)冷凝水用作冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水。

1 空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)原理

空調(diào)冷凝水具有腐蝕性，還可能攜帶細(xì)菌污染物?？照{(diào)冷凝水量隨室外氣象條件、室內(nèi)人員、設(shè)備狀況等發(fā)生變化，具有不確定性。

針對(duì)空調(diào)冷凝水的特點(diǎn)，本文提出了一種空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)，原理圖見圖1。各空調(diào)末端產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)管道匯集至各單體外的冷凝水收集池，再經(jīng)冷凝水收集池內(nèi)的潛水泵輸送至制冷站，冷凝水經(jīng)過處理，用作冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水。

圖1 空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)原理圖

2 空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)分析

在某工業(yè)廠區(qū)的設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了上述空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)。該工業(yè)廠區(qū)總建筑面積約250萬m2。該項(xiàng)目中的廠房主要為電子類工業(yè)廠房，附房主要為制冷站、換熱站和辦公用房，廠房雖為標(biāo)準(zhǔn)廠房，但內(nèi)部工藝復(fù)雜，需要根據(jù)各廠房的工藝條件進(jìn)行空調(diào)設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目的空調(diào)設(shè)計(jì)中，兩棟廠房和一棟附房設(shè)置一個(gè)制冷站，故以兩棟廠房和一棟附房為單元設(shè)計(jì)了空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)。

下面以A03棟廠房、A05棟廠房和A12棟附房為例，對(duì)上述空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)進(jìn)行分析。A12棟附房?jī)?nèi)的制冷站負(fù)擔(dān)A03棟廠房、A05棟廠房和A12棟附房的冷負(fù)荷，A03棟廠房、A05棟廠房和A12棟附房?jī)?nèi)的空調(diào)末端主要為90000m3/h的組合式空氣處理機(jī)組，共26臺(tái)。各單體的面積和冷負(fù)荷見表1，制冷站內(nèi)的主要設(shè)備見表2。

表1 各單體概況

表2 制冷站內(nèi)主要設(shè)備參數(shù)

1)冷凝水回收系統(tǒng)所回收的水量。

空氣處理過程焓濕圖見圖2。

圖2 空氣處理過程焓濕圖

空氣處理流程:室外新風(fēng)(W)與室內(nèi)回風(fēng)(N)混合后(C)經(jīng)表冷處理到機(jī)器露點(diǎn)(L)，進(jìn)而送入室內(nèi)，消除室內(nèi)余熱、余濕。各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)如下:

1臺(tái)組合式空氣處理機(jī)組額定工況下所產(chǎn)生的冷凝水量:W=ρV(d C－d L)=1.2×90000×(15－11.1)=421.2kg/h。

26臺(tái)組合式空氣處理機(jī)組額定工況下所產(chǎn)生的冷凝水量為10951.2kg/h，約 10.95m3/h。

2)冷凍水系統(tǒng)所需的補(bǔ)水量。該項(xiàng)目廠房主要運(yùn)用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，全空氣空調(diào)系統(tǒng)冷凍水的單位水容量為0.40L/m2～0.55L/m2，計(jì)算時(shí)取0.50L/m2，冷凍水系統(tǒng)的補(bǔ)水量為系統(tǒng)水容量的 5%［5］。

冷凍水系統(tǒng)的補(bǔ)水量:

3)冷卻水系統(tǒng)所需的補(bǔ)水量?？紤]冷卻塔的蒸發(fā)損失、飄溢損失、排污、漏水損失等，冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量取系統(tǒng)流量的1.5%［5］。

系統(tǒng)開啟3臺(tái)1100USRT離心式冷水機(jī)組和1臺(tái)500USRT離心式冷水機(jī)組時(shí)，冷卻水系統(tǒng)的最大補(bǔ)水量:

系統(tǒng)開啟1臺(tái)500USRT離心式冷水機(jī)組時(shí)，冷卻水系統(tǒng)的最小補(bǔ)水量:

故冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量在6.405m3/h～47.31m3/h之間。

4)節(jié)水、節(jié)能分析。由上述計(jì)算可明顯看出，所回收的冷凝水量可滿足冷凍水系統(tǒng)的補(bǔ)水量和冷卻水系統(tǒng)的部分補(bǔ)水量，占系統(tǒng)總最大補(bǔ)水量的22.55%。

供冷季(6月15日～10月15日，122d)，運(yùn)行時(shí)間為2928h。假設(shè)制冷季系統(tǒng)的平均負(fù)荷率為50%，水費(fèi)2.4元/t。

每年節(jié)約的水量:

每年節(jié)約的資金:

對(duì)整個(gè)廠區(qū)來說，可節(jié)約水量約40萬t/年，可節(jié)約資金約96萬元/年。

3 結(jié)語

電子類工業(yè)廠房24h生產(chǎn)，其集中空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水可滿足冷凍水系統(tǒng)的補(bǔ)水和冷卻水系統(tǒng)的部分補(bǔ)水，空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)具有一定的節(jié)水、節(jié)資潛力。

［1］KAREN GUZ.Condensate water recovery［J］.ASHRAE Journal，2005，47(6):54-56.

［2］陳 楠.房間空調(diào)器冷凝水的利用和節(jié)能［J］.暖通空調(diào)，2005，33(2):117-118.

［3］李 琦，翁榮華.夏季空調(diào)冷凝水回收利用方案的實(shí)施［J］.能源工程，2006(2):59-61.

［4］歐陽生春.空調(diào)冷凝水作為水資源的回收利用［J］.建筑科學(xué)，2006，22(5):39-42.

［5］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施(2009)暖通空調(diào)·動(dòng)力［M］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2009:156-168.