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東莞市納金機(jī)械有限公司
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東莞市納金機(jī)械有限公司
閱讀：3136發(fā)布時(shí)間：2010-8-27
1.前言
本世紀(jì)頭二十年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)保持平穩(wěn)較快的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，然而能源的相對(duì)短缺已越來(lái)越成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的瓶頸，這一矛盾在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)將長(zhǎng)期存在，并且有愈加明顯的趨勢(shì)，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的，如今人們賴以生存的環(huán)境已不堪重負(fù)。為此，國(guó)家確立了“節(jié)約與開(kāi)發(fā)并重，節(jié)約優(yōu)先”的能源方針，并提出“科學(xué)發(fā)展觀”，“構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)”的全新發(fā)展理念。隨著生活水平的不斷提高和生產(chǎn)條件的日益改善，人們對(duì)生產(chǎn)生活環(huán)境也提出了更加嚴(yán)格的要求，如今，各類冷水機(jī)組已成為重要的實(shí)現(xiàn)方式，但伴隨的卻是巨大的能源消耗。因此，節(jié)能降耗理應(yīng)成為全社會(huì)共同的責(zé)任，更是擺在每一家空調(diào)制造企業(yè)面前重大的課題。
2.單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)
如圖1所示，壓縮機(jī)吸收來(lái)自蒸發(fā)器的低溫低壓氣態(tài)制冷劑，壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸氣排入冷凝器，冷凝為中溫（30℃—50℃）高壓的制冷劑液體，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓為低溫低壓的液態(tài)制冷劑（實(shí)際為氣液混合物），進(jìn)入蒸發(fā)器吸收被冷卻介質(zhì)的熱量，成為低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，回到壓縮機(jī)，完成一個(gè)制冷循環(huán)。
由熱力學(xué)*定律可知，φk=φ0+Pin
式中，Pin—壓縮機(jī)吸收并壓縮制冷劑消耗的功率；
φ0—制冷劑在蒸發(fā)器吸收的熱量，即制冷量；
φk—系統(tǒng)通過(guò)冷凝器放出的熱量。
3.熱回收技術(shù)
3.1熱回收原理
從圖1可知，機(jī)組經(jīng)冷凝器放出的熱量通常被冷卻塔或冷卻風(fēng)機(jī)排向周?chē)h(huán)境中，對(duì)需要用熱的場(chǎng)所如賓館、工廠、醫(yī)院等是一種巨大的浪費(fèi)，同時(shí)給周?chē)h(huán)境也帶來(lái)一定的廢熱污染。
熱回收技術(shù)就是通過(guò)一定的方式將冷水機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中排向外界的大量廢熱回收再利用，作為用戶的zui終熱源或初級(jí)熱源。
如圖2所示，壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑*入熱回收器，放出熱量加熱生活用水（或其它氣液態(tài)物質(zhì)），再經(jīng)過(guò)冷凝器和膨脹閥，在蒸發(fā)器吸收被冷卻介質(zhì)的熱量，成為低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，返回壓縮機(jī)。圖中熱回收器便是熱量回收的載體，起著熱量回收和轉(zhuǎn)移的作用。根據(jù)熱力學(xué)*定律可以得到如下關(guān)系式，
φ¬k′+φ¬R=φ0′+P¬in′
式中，P¬in′—壓縮機(jī)吸收并壓縮制冷劑消耗的功率；
φ0′—制冷劑在蒸發(fā)器吸收的熱量，即制冷量；
φ¬R—制冷劑在熱回收器中放出的熱量，即熱回收量；
φ¬k′—制冷劑在冷凝器中冷凝（或過(guò)冷）放出的熱量。
3.2熱回收類別
針對(duì)熱回收器回收熱量的多少，熱回收又可以分為部分熱回收和全熱回收。其中，部分熱回收只能回收冷水機(jī)組排放的部分熱量，全熱回收基本回收了系統(tǒng)排入環(huán)境中的全部熱量。
3.3熱回收器形式
根據(jù)使用場(chǎng)所的不同和用戶終端的具體需求，熱回收器可以采用多種不同的形式，如管殼式、板式、翅片管式、套管式等。
4.熱回收技術(shù)在冷水機(jī)組上的一般應(yīng)用
根據(jù)冷水機(jī)組通常的使用場(chǎng)所，一般以水作為熱量回收的媒介，在此以制取免費(fèi)衛(wèi)生熱水為例展開(kāi)討論。
如圖3所示，由熱回收技術(shù)原理可知，熱回收器里通過(guò)的是高溫高壓的氣態(tài)制冷劑（溫度約70℃—85℃），在高溫高壓制冷劑通過(guò)熱回收器的同時(shí)，利用循環(huán)水泵將常溫的水送入熱回收器，在熱回收器里水與高溫制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換，制冷劑被冷凝的同時(shí)將水溫升高，然后返回?zé)崴畠?chǔ)存箱，水泵再次從儲(chǔ)存箱中將水送入熱回收器進(jìn)行循環(huán)加熱，使熱水溫度進(jìn)一步升高。儲(chǔ)存箱中的水經(jīng)熱回收器多次熱交換，zui終達(dá)到客戶要求的水溫（55℃-60℃左右）。當(dāng)熱水溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，循環(huán)水泵停止工作。
用戶通過(guò)熱水閥自儲(chǔ)存箱中提取衛(wèi)生熱水，一旦水箱中水位降低，補(bǔ)水裝置自動(dòng)補(bǔ)水，此時(shí)水溫開(kāi)始下降，當(dāng)水溫降到低于設(shè)定值時(shí)，熱水循環(huán)泵自行啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，再次通過(guò)熱回收器對(duì)儲(chǔ)存箱的水進(jìn)行循環(huán)加熱（前提是冷水機(jī)組在運(yùn)行中），這樣就確保儲(chǔ)存箱中的熱水溫度維持在相對(duì)恒定的范圍內(nèi)。
5.應(yīng)用分析
部分熱回收因?yàn)橹换厥樟死渌畽C(jī)組運(yùn)行過(guò)程中排放的部分熱量，因此，經(jīng)熱回收器后的制冷劑仍是氣相或氣液相混合物，為保證制冷劑的*冷凝和過(guò)冷，需經(jīng)水冷冷凝器或風(fēng)冷冷凝器的進(jìn)一步冷凝，仍有部分余熱排入大氣中。當(dāng)然，因?yàn)槭遣糠譄峄厥?，所以熱水溫度相?duì)較高，理論上無(wú)限接近壓縮機(jī)的排氣溫度，通?？蛇_(dá)60℃左右甚至更高，有效滿足日常對(duì)衛(wèi)生熱水的需求。
全熱回收基本回收了壓縮機(jī)排放的全部廢熱（微少熱量通過(guò)壓縮機(jī)殼體和排氣管路散失到外界環(huán)境當(dāng)中），因?yàn)槭侨珶峄厥?，制取的熱水溫度較部分熱回收低（通常為30℃—50℃），此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)水冷冷水機(jī)組冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)或風(fēng)冷冷水機(jī)組風(fēng)機(jī)停止工作。當(dāng)然，若熱量回收的過(guò)程中，冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)或冷凝風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，等效于對(duì)從熱回器流出的液態(tài)制冷劑的進(jìn)一步過(guò)冷，從而提高了機(jī)組的效率即COP值，實(shí)踐證明，COP值一般可以提高3%—5%。
6.結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)熱回收技術(shù)的應(yīng)用，一方面減少了冷水機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中排放的大量余熱，降低了對(duì)環(huán)境的廢熱污染，另一方面，由于制取免費(fèi)的衛(wèi)生熱水，降低了對(duì)鍋爐、電加熱器等傳統(tǒng)加熱設(shè)備的過(guò)度依賴，同時(shí)，對(duì)液態(tài)制冷劑的進(jìn)一步過(guò)冷作用，提高了冷水機(jī)組的能效比，改善了機(jī)組的運(yùn)行條件，并提高了機(jī)組的運(yùn)行壽命，整體上降低了企業(yè)的綜合運(yùn)營(yíng)成本。
因此，熱回收技術(shù)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和較高的社會(huì)效益，具有節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的特點(diǎn)，在一定程度上體現(xiàn)了國(guó)家正在創(chuàng)建“節(jié)約型社會(huì)”的總體目標(biāo)，理應(yīng)在整個(gè)行業(yè)和全社會(huì)大力推廣。
： 蔣 ：naser03@ 深圳冷水機(jī)
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