夏季空調(diào)冷凝水回收再利用與實(shí)踐分析

文_李嫻 楊柳 王愛平 王慶港 楊凱 韓滔 西南石油大學(xué)

1 可行性技術(shù)分析

制冷系數(shù)是指單位功耗所能獲得的冷量，制冷性能系數(shù)大，表示制冷系統(tǒng)(制冷機(jī))能源利用效率高卡諾機(jī)的制冷系數(shù)

由上式可知，逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)，只與熱源與冷源的溫度有關(guān)，當(dāng)室內(nèi) 溫度不變時(shí)，室外的工作溫度 越小，制冷系數(shù)越大。說明從房間吸取相同熱量所消耗的功就較少，耗電量也就越小。根據(jù)文獻(xiàn)可知，室外機(jī)的工作溫度每降低1℃，單位制冷量功耗減少3%～4%?？梢?，利用室外機(jī)冷凝器夏季高溫并配合風(fēng)扇強(qiáng)迫對流將冷凝水直接蒸發(fā)掉來達(dá)到節(jié)能降耗的目的是可行的。

2 冷凝水的形成與效果分析

2.1 冷凝水的形成

濕空氣的露點(diǎn)溫度是判斷是否結(jié)露的重要依據(jù)。當(dāng)溫度下降到低于空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，就會有冷凝水產(chǎn)生。正常工作的空調(diào)蒸發(fā)器表面溫度都低于空氣的露點(diǎn)溫度。在空調(diào)進(jìn)行制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室內(nèi)空氣流經(jīng)空調(diào)內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器發(fā)生熱量交換時(shí)，空氣中水蒸氣冷凝形成冷凝水，冷凝水會從室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器下面的集水盤順著排水管流出。冷凝水伴隨著空調(diào)的運(yùn)作，會不斷的產(chǎn)生。

2.2 冷凝水冷能再利用效果分析

以成都市某辦公室為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，辦公室總面積12m2，高度3m。模擬一天中正常上班（人員進(jìn)出、電腦工作、飲水機(jī)插電、照明開啟等）空調(diào)運(yùn)行情況。用無紙記錄儀記錄空調(diào)翅片內(nèi)側(cè)、翅片外側(cè)、冷凝器進(jìn)口、冷凝器出口的溫度，用溫濕度計(jì)測量室內(nèi)及室外的溫度和濕度。將對冷凝水進(jìn)行回收利用與未對冷凝水進(jìn)行回收利用的空調(diào)制冷效果進(jìn)行對比，其結(jié)果見表1。

理論制冷系數(shù)計(jì)算：壓縮機(jī)溫度取7℃。

未進(jìn)行冷凝水的回收：

進(jìn)行冷凝水的回收：

從溫度變化曲線對比可以發(fā)現(xiàn)回收利用冷凝水，可以使冷凝器的進(jìn)口溫度降低近10℃，出口溫度降低近5℃，進(jìn)出口溫度差變化縮小了近一倍，整體利用冷凝水冷能降溫效果非常明顯。而未回收利用冷凝水，冷凝水的冷量被白白浪費(fèi)掉，制冷效果也較差。而且回收利用冷凝水，在室內(nèi)外溫差越大時(shí)，冷凝水冷能再利用效果特別明顯，冷凝器被冷凝水冷卻較為徹底。此外，通過理論制冷系數(shù)的計(jì)算可以知道，未回收利用冷凝水的制冷系數(shù)ε為7.503，回收利用冷凝水的制冷系數(shù)ε為9.601，制冷系數(shù)提高了近兩個(gè)單位，節(jié)能效果顯著。

表1 未回收利用與回收利用冷凝水對比

3 冷凝水回收方案

3.1 具體方案

通過以上的分析，回收利用空調(diào)冷凝水節(jié)能效果顯著。下面是我們的具體的實(shí)施方案(圖1、圖2）。

圖1 方案模型圖

圖2 方案實(shí)物圖

室外機(jī)冷凝器翅片上鋪設(shè)有保溫棉，保溫棉上放置了具有一定坡度的引流裝置——鋁合金型材，鋁合金型材上打有一定數(shù)量與孔徑的小孔，我們將空調(diào)室內(nèi)機(jī)排出的冷凝水通過管道引入至室外機(jī)，利用室外機(jī)冷凝器夏季高溫并配合風(fēng)扇強(qiáng)迫對流將冷凝水直接蒸發(fā)掉，由此降低室外機(jī)散熱片前的表面溫度，這樣更有利于冷凝器翅片的散熱。

3.2 方案對比

(1)冷凝水和冷凝器翅片周圍空氣間進(jìn)行熱質(zhì)交換，大大降低冷凝器周圍翅片空氣組織的溫度，從而增大制冷劑冷凝時(shí)換熱溫差，增強(qiáng)了冷凝器換熱能力。

(2)冷凝水溫度相對于周圍空氣較低，使得冷凝器出口制冷劑再冷度增加，從而增加空調(diào)制冷量。

(3)冷凝器冷凝溫度降低，壓縮機(jī)的耗功降低，空調(diào)器的輸入功率降低，起到節(jié)約電能的作用。

(4)增大了COP。

(5)在室外機(jī)的翅片上方安裝的降溫設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，該裝置為獨(dú)立放置，安裝和拆卸都很方便，且不影響室外機(jī)結(jié)構(gòu)。

(6)制作所需材料用量少，且為易購價(jià)廉，因而制作成本低，不需要額外的安裝費(fèi)用，又因?yàn)樵谶\(yùn)行過程中幾乎不會產(chǎn)生額外的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，使用壽命長，屬于一次性投入。

4 結(jié)論

目前，家用空調(diào)已走進(jìn)千家萬戶，其數(shù)量也正在不斷擴(kuò)大，冷凝水的排放也是一大問題，倘若提高空調(diào)性能是從空調(diào)內(nèi)部改變其結(jié)構(gòu)，會造成由于成本高等因素的存在不易于在用戶中普及。而本方案區(qū)別于傳統(tǒng)方案，不需要改造空調(diào)室外機(jī)，僅僅在室外機(jī)上附加一個(gè)小小的輕便裝置，就能夠達(dá)到回收冷凝水中冷量用于室外機(jī)冷卻降溫的目的。改善了空調(diào)的制冷效果，減少了環(huán)境污染，節(jié)約了能源。