中央空調(diào)在制冷的同時,主機(jī)本身要發(fā)熱,通常采用冷卻水泵將其熱量帶走輸送至冷卻塔中散發(fā)至大氣中,從而達(dá)到冷卻主機(jī)的目的,熱能白白地排放到大氣中。造成了能量的大浪費(fèi),而需要熱水時通常采用燃油鍋爐加熱的方法獲得。
中央空調(diào)余熱回收裝置將中央空調(diào)在冷凝時排放到大氣中的熱量,利用一高效率的熱交換裝置回收,制成熱水供客房等需使用熱水的地方使用。中央空調(diào)制冷時排掉大量的熱量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)可以滿足加熱熱水系統(tǒng)所需的熱量,通過中央空調(diào)余熱回收改造工程,它可以替代鍋爐的工作,節(jié)省大量的燃料。
同時,由于余熱回收裝置將壓縮機(jī)排出的高溫、高壓冷媒熱量大量吸收,使冷水機(jī)組冷凝器的熱負(fù)荷大為減輕,余熱回收改造后將會加強(qiáng)制冷空調(diào)冷水機(jī)組冷卻效果,降低冷凝壓力,減輕了冷卻水泵的負(fù)荷,使冷水機(jī)組的耗電節(jié)省5%-20%。因此,此時采用冷卻水泵的變頻調(diào)速節(jié)能改造效果將會大幅度提高,其冷卻水泵的節(jié)電率可高達(dá)50%-80%。采用中央空調(diào)余熱回收裝置,將中央空調(diào)主機(jī)在冷凝時排放到大氣中的熱量加以回收利用,生產(chǎn)45℃-60℃的熱水,替代鍋爐的工作,節(jié)省了大量的燃料和人工費(fèi)用,減少了廢氣排放,有利于環(huán)保。
中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示:
制冷機(jī)通過壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換,將冷凍水制冷,冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)中的冷卻盤管中,由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后制冷劑在冷凝器中釋放出熱量,與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換,由冷卻水泵將帶來熱量的冷卻水泵到散熱水塔上由水塔風(fēng)扇對其進(jìn)行噴淋冷卻,與大氣之間進(jìn)行熱交換,將熱量散發(fā)到大氣中去。
空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時,隨著時間不同、使用空間以及氣溫變化,絕大多數(shù)時間內(nèi),實(shí)際需要的冷負(fù)荷低于設(shè)計值,但冷凍水泵和冷卻水泵由工頻控制,處于100%的滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),浪費(fèi)大量電能。雖有閥門控制出水量,但也有相當(dāng)大的一部分能量浪費(fèi)在閥門上。
(1)冷凍泵
在保證最末端盤管冷凍水流量供給的情況下,確定一個冷凍泵最低的運(yùn)行轉(zhuǎn)速,通過設(shè)置變頻器的下限頻率來保證這一轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速。變頻冷凍水泵的轉(zhuǎn)速是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度,再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減,當(dāng)冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時,溫度控制器控制變頻器加速,加大冷凍水的流量;反之,當(dāng)冷凍回水溫度小于設(shè)定溫度時,溫度控制器控制變頻器減速,減小冷凍水的流量。從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
(2)冷卻泵
同樣在保證冷卻塔有一定的冷卻水流出的情況下,通過控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)冷卻水流量,當(dāng)中央空調(diào)冷卻水出水和進(jìn)水溫差較小時,減少冷卻水流量;當(dāng)中央空調(diào)冷卻水出水和進(jìn)水溫差較大時,加大冷卻水流量,從而達(dá)到在保證中央空調(diào)機(jī)組正常工作的前提下達(dá)到節(jié)能增效的目的。
(3)冷卻塔風(fēng)機(jī)
冷卻塔風(fēng)機(jī)可根據(jù)冷卻水出水溫度來控制其啟停,在冷卻水出水溫度高于一設(shè)定值時變頻啟動冷卻塔風(fēng)機(jī),低于設(shè)定值時則控制其停機(jī)。
系統(tǒng)改造后的原理框圖如下圖:
運(yùn)行方式
熱回收技術(shù)的核心是熱回收器,熱回收器又可稱作“過熱蒸汽降溫器”或“水加熱器”,其主要功能是實(shí)現(xiàn)空調(diào)壓縮機(jī)在制冷運(yùn)行中排放出的高溫冷媒蒸汽與被加溫冷水的熱交換,將壓縮機(jī)排出的熱量轉(zhuǎn)換成可利用的熱水,其實(shí)質(zhì)是一個高效蒸汽—水熱交換器。具體施工方案如上圖,熱水通過熱回收器制備后通過熱水泵加壓送至樓頂?shù)臒崴壑匈A存。由于用熱水負(fù)荷是不均勻的,故需采用一定容量的熱水槽貯存熱水以作緩沖,熱水槽中的熱水用可循環(huán)加熱,為了保證熱水槽的溫度,裝置中對循環(huán)加熱的熱水流量采用比例閥控制(比例閥是通過溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)控制的),使其流量隨熱水槽的變化自動調(diào)節(jié)循環(huán)水量,以保持供熱水溫度為恒定值。
同時為了保證熱水管網(wǎng)壓力恒定,不隨用熱水負(fù)荷變化而變化,裝置中對供水泵采用壓力閉環(huán)控制變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng),當(dāng)用水量大時供水壓力不會降低,保證了供水質(zhì)量,滿足用戶需要,當(dāng)用水量少時自動降低頻率節(jié)約供水泵的用電量,并保證熱水管網(wǎng)不致因超壓而造成損壞,保證了設(shè)施安全運(yùn)行。
功能特點(diǎn)
1、熱回收量大。在一般空調(diào)使用工況下,在水溫需求為 30-65 ℃ , 可回收熱量為制冷量的 30%-80% ;水溫需求為 55-60 ℃時,可回收熱量為制冷量的30% 。
2、保護(hù)環(huán)境。由于利用廢熱提供了所需的熱水,大大減少了供熱鍋爐向大氣排放 CO 2 氣體,從而減少了使地球大氣候變暖的溫室效應(yīng)。同時直接減少了向大氣的廢熱排放量。
3、提高空調(diào)機(jī)組效率,節(jié)省機(jī)組用電量??照{(diào)機(jī)組壓縮機(jī)的一部分熱量經(jīng)過熱回收器吸收以后,原冷凝器的熱負(fù)荷減少,熱交換效率提高,空調(diào)機(jī)組的效率提高,耗電量也將顯著減少,同時,由于采用熱回收技術(shù),機(jī)組的負(fù)荷減少,使用壽命延長。
4、體積小,重量輕。熱回收器可直接安裝在中央空調(diào)機(jī)組上,無需占用建筑面積。
5、電腦自控,無需人工管理。
6、具有防止結(jié)垢和水質(zhì)軟化處理功能。
7、可靠性高,在不用或該系統(tǒng)有故障時,就不會影響原有熱水系統(tǒng)或中央空調(diào)主機(jī)工作。
節(jié)能效果計算
在熱水供應(yīng)點(diǎn)處加裝熱水表,計量出每天熱水用量。再用每天用油量除以熱水用量計算出制備每噸熱水需柴油數(shù),乘以油價得出制備每噸熱水需要的費(fèi)用。
加裝余熱回收系統(tǒng)后,用電表統(tǒng)計出該系統(tǒng)的用電金額加上每天所需用柴油的金額,并根據(jù)用水量計算出制備每噸熱水所需費(fèi)用。
將以上兩個數(shù)據(jù)對比就可計算出節(jié)能金額。