家用空調(diào)冷凝熱的回收利用

范學(xué)慧，李愛民

（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221000）

1 空調(diào)冷凝熱回收的可行性

傳統(tǒng)空調(diào)冷水機(jī)組的主要功能是空調(diào)，空調(diào)系統(tǒng)的冷凝熱直接排入大氣，不使用。制冷機(jī)組在空調(diào)條件下運(yùn)行，大量冷凝熱被排放到大氣環(huán)境中。冷凝熱可達(dá)到冷卻能力的1.15～1.3倍。大量冷凝熱直接排入大氣，大量損失，造成巨大的能源浪費(fèi)。這些熱量的排放增加了環(huán)境溫度，造成了嚴(yán)重的環(huán)境熱污染。如果制冷機(jī)釋放的冷凝熱被重新利用，以加熱生活熱水和生產(chǎn)熱水，不僅可以減少冷凝熱對(duì)環(huán)境的污染，而且是變廢為寶的一種節(jié)能方法。近年來，空調(diào)系統(tǒng)冷凝熱回收的研究越來越多。

2 冷凝熱在中國空調(diào)熱回收現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，家用空調(diào)在中國的普及迅速增加。同時(shí)，由于人們生活習(xí)慣的改變和對(duì)清潔衛(wèi)生的要求，住宅建筑越來越受到衛(wèi)生熱水的供應(yīng)。目前，國內(nèi)日常生活所需的大部分熱水供應(yīng)都是由特殊的熱水器提供的。這進(jìn)一步加劇了世界能源短缺和環(huán)境污染的問題，引起了各國的高度重視。因此，近年來越來越多的研究從空調(diào)系統(tǒng)的冷凝熱回收和熱回收中制備熱水。

2.1 冷凝熱回收的分類

冷凝熱的使用可分為直接加熱和間接加熱。直接式是指制冷劑從壓縮機(jī)中出來，進(jìn)入熱回收裝置，用自來水直接加熱水來制熱水。間接法是利用常規(guī)空調(diào)器冷凝器或37℃水的高溫空氣來制備熱水。由于設(shè)備增多，傳熱效率較低，技術(shù)不易推廣。

（1）雙冷凝器熱回收。雙冷凝器余熱回收技術(shù)是在壓縮機(jī)和冷凝器之間加一個(gè)熱回收冷凝器（冷凝器）來回收冷凝熱，從換熱器排出的蒸汽、液體或氣態(tài)制冷劑，從冷凝器中吸收余熱。該技術(shù)可根據(jù)需要直接回收制冷機(jī)組的制冷劑蒸汽，主要用于中央空調(diào)冷水機(jī)組。

（2）熱泵熱回收?？照{(diào)制冷冷卻水溫度38℃，是一種低品位熱能，以采用熱泵技術(shù)使冷凝熱回收，熱回收裝置包括制冷機(jī)組和熱泵聯(lián)合運(yùn)行。適用于空調(diào)系統(tǒng)中現(xiàn)有的冷凝熱回收技術(shù)，但投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。由于控制的復(fù)雜性，應(yīng)用中容易出現(xiàn)問題，熱水溫度不能達(dá)到設(shè)計(jì)溫度，影響使用效果。

2.2 冷凝熱回收技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

（1）雙冷凝器熱回收技術(shù)及家用空調(diào)常用熱回收應(yīng)用中存在的問題：①特殊的高性能熱交換器必須用于熱回收。因?yàn)榉壕哂休^強(qiáng)的滲透性和安裝在前面的冷凝器、氟利昂的位置是在高壓力（1.44MPa）和高溫過熱（75℃左右），這是更容易泄漏。因此，對(duì)換熱器的材料和制造過程有特殊的要求，如不慎，不僅達(dá)不到節(jié)能效果，反而損壞制冷機(jī)組；于除了保證換熱面積適宜于改造頭的功率外，換熱器還必須具有較低的電阻，這不會(huì)影響冰箱原有的工作狀態(tài)，否則會(huì)降低產(chǎn)量；③因?yàn)槠溆猛臼巧a(chǎn)熱制冷循環(huán)，傳熱溫差比原來的熱水系統(tǒng)小得多，熱水只有小流量的連續(xù)制備，不能提供大量的熱水、蒸汽或熱水器在短時(shí)間內(nèi)使?fàn)t、熱水罐系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的能力。水的消耗通常可以根據(jù)具體系統(tǒng)的時(shí)間來計(jì)算。

（2）相變材料在空調(diào)冷凝熱回收中的應(yīng)用問題：①目前，蓄熱器在國外已廣泛應(yīng)用，在我國也逐漸發(fā)展起來。余熱和太陽能等資源的有效利用，迫切需要設(shè)計(jì)和發(fā)展高效率、低成本的相變蓄熱器。但對(duì)蓄熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算尚無統(tǒng)一的方法，因此，對(duì)蓄熱器的設(shè)計(jì)也處于摸索階段；于再生材料的要求是：熱容大，蓄熱能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，熔點(diǎn)低，對(duì)人體、動(dòng)植物無害，價(jià)格低廉。在中國再生材料的發(fā)展需要進(jìn)一步加強(qiáng)；③盡可能在較低的冷凝溫度下運(yùn)行制冷裝置。設(shè)計(jì)中選擇了冷凝溫度，改變了實(shí)際操作中的冷凝溫度。凝結(jié)溫度與環(huán)境溫度有關(guān)，不僅與季節(jié)有關(guān)，而且與白天和黑夜有關(guān)。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮各種不利因素，選擇合適的冷凝溫度，以保證高效節(jié)能運(yùn)行的效率。

3 結(jié)語

在低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代，熱回收技術(shù)已成為降低能耗、減少熱污染的有效途徑。熱回收主要用于廢熱、余熱和冷凝器排出的熱量的回收利用，有利于降低運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)效率。在中國熱回收設(shè)備的發(fā)展，還有對(duì)整個(gè)設(shè)備元件和計(jì)算機(jī)模擬的研究缺乏優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，優(yōu)化了整機(jī)的匹配關(guān)系。此外，優(yōu)化系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，減少設(shè)備的初投資，并預(yù)測(cè)和評(píng)估該產(chǎn)品在中國的應(yīng)用前景也是一個(gè)重要的研究方向。

［1］ 張?zhí)靷ィ瑥埣?，韓海濤.空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施［J］.制冷與空調(diào)，2005，19（1）：28-30.