常规制冷系统中的能耗问题和热回收原理
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热回收空调原理
一、常规空调制冷系统中的能耗问题
业内人士都知道，“制冷”并不仅仅是一个简单的降温过程，与自然冷却相比，“制冷”的过程实际上是通过消耗一定的外界能量（如电能、热能、太阳能等），把热量从“低温热源”转移到“高温热源”的过程。因此，我们通过“制冷”把载冷剂的温度降低的同时，加上外功转化的热量，必然会产生比冷量更大的热量。目前绝大部分的空调设计，这部分热量不但没有利用，还要消耗水泵及风机动力，把热量通过冷凝器由冷却介质（水、空气等）带走。我们如果能够把这部分热量利用起来，则可以实现单向能耗，双向输出，大大提高制冷机组的能源利用率，还可以节约冷却系统的能耗。
二、热回收原理
因此，基于以上系统能源再利用的出发点考虑，广州哈思空调有限公司研发生产的热回收空调技术，取得了很好的节能效果。其系统原理图及相关工作原理如下：
热回收空调原理及其节能效果
依上图（图3—1）所示，冷水水源直接进入热水器套管入水口，通过逆流循环吸收经过压缩后的高温高压的制冷剂释放出来的热量，不但可以提高冷凝系统的效率又达到加热冷水的目的。加热后的热水（55℃~60℃）直接进贮保温水箱，以备各项生活热水之用。整个空调系统是以电能来驱动工作，而非电能来制热。就节能方面同比之下，电资源虽丰富，但用电直接制热的方式不但耗电量大，运行成本高，而且电热管容易损坏；对于常规用燃油锅炉加热的方式，由于燃油的价格高，产生的效能并不高。因此，该热回收空调技术在节能方面的效果是相当显著的，而且该系统在夏季制冷时所产生的热水是完全免费的。
热回收空调特点及优势
简单地说，热回收空调是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程放出的热量利用起来制备热水。在如今能源紧张、资源匮乏的年代，节能、环保已成为持续发展的主题，空调作为建筑的主要能耗之一，怎么从空调上节约能源是迫切需要面对的问题。热回收空调显著的节能效果现受到越来越多行业学者的关注，这与其本身具备的特点和优势是密不可分的。
一、热回收空调的特点
1、就空调系统而言，简约，可靠，无需增加其他电控系统，自动化程度高，运行稳定，无安全隐患。
2、热水系统出水温度恒定（不会有过冷、过热现象发生），能同时实现多点供水，可满足不同需要的生活热水需求。
3、安装容易简便，不受场所限制，安全，使用寿命长。
4、节能环保，运行费用省，经济效益高。
二、热回收空调的优势
1、热回收系统充分利用空调系统的废热，将空调系统中产生的低品位热量有效地利用起来，达到了节约能源的目的。
2、热加收系统减少了排到环境的废热；同时，由于取消冷却塔，减小了建筑物周围的噪音，有效地保护了建筑物周围的环境。
3、使用热回收系统，用户不再需要在家中设置热水器，这样就给用户带来方便与安全；同时，使用热回收系统，业主可以简化或者省去热水加热系统，从而也简化了系统的运行管理。使用热回收系统，是利用废热来回热生活热水，这样就降低了用户使用生活热水的费用。
4、和电驱动或燃油驱动型系统以及燃气热水器（炉）等产品相比，具有无安全隐患、运行可靠，使用寿命长，出水温度恒定（不会有过冷、过热现象发生），能同时多点供水的优越性。
5、和太阳能热水器相比，具有不受安装场所限制，安装容易、不漏水、安全、寿命长、全天候热水供应，出水温度恒定（不会有过冷、过热现象发生）的优越性。
6、和热泵热水器相比，具有一机多用的功能，除能一年四季提供生活热水外，还能一年四季为室内提供空调供应。
7、和传统中央空调相比，具有一机多用的功能，除能一年四季为房间提供中央空调冷、热空气调节外，还能一年四季为房间提供恒温的中央热水。运行调节灵活（多压机，多系统），管路系统简单，能效高、运行费用省的特点。
三、与传统中央空调和燃气锅炉的节能对比
就经济性而言，在一些需要提供室内空气调节和中央热水供应的场所（如宾馆，酒店，发廊等），如采用传统中央空调则需另外投入燃气锅炉以辅热水之用，现就其与热回收空调就投入及运行期间的经济性的优劣势宏观对比分别如下：
（1）、采用热回收型中央空调机组可省掉锅炉设备的投入，即省掉设备的投资又节省了锅炉房的建筑面积；
（2）、在夏季可节约全部的卫生热水的加热费用，即使是在冬季运行费用也只是锅炉的1/3，每年可为用户节省非常可观的锅炉运行费用；
（3）、机组可安装在屋面、平台、地面等，不用占据建筑面积，可为用户节省可观的建筑面积，特别对于重庆市内更具有经济效益；
（4）、没有冷却水系统，省掉了冷却塔、水泵和冷却水管路系统的投资和安装工作，节约了此项的费用，在平时运行时节约了大量的冷却水耗；
（5）、自动化程度高，负荷调节范围宽广，在不同季节和负荷下更能符合调节上的要求，具有传统中央空调机组无法比拟的负荷试用性，具有非常明显的节能性。特别是在夜间、过度季节，低负荷时更明显；
（6）、单机振动和噪音小，对建筑的影响小，如设计、安装处理的好对建筑的使用不会造成任何影响；
（7）、单机运行维护费用低，经济节能。
以下就以日用水量为30吨的中型服务性场所热水供应为例就投入费用方面简单对比如下：
分析基准：热水用量30吨/天，热回收空调采用LSQ31R2/R型，锅炉采用3×104kcal/h型。
（一）、初投资费用分析：
设 备 名 称
热回收空调
天燃气锅炉
燃油锅炉
煤气炉
电锅炉
设备费（元）
49800
15000
15000
15000
10000
水 箱（元）
20000
6000
6000
6000
6000
总费用（元）
69800
21000
21000
21000
16000
投资对比分析：热回收空调机组比天燃气、油炉、煤气炉高出69800-21000=48800元。
热回收空调机组比电锅炉高出69800-16000=53800元。
（二）、运行费用节能性分析（设备选型时考虑一定的富裕量，实例中以20吨/天为基准）：
1、夏季加热1吨水费用对比（水温25～55℃，加热量30000Kcal）：
运行费用对比分析：
加热方式
热回收空调
天燃气锅炉
燃油锅炉
煤气炉
电锅炉
燃料热值
1kw/度
9000kcal/Nm3
10300 Kcal/kg
4200 kcal/Nm3
1kw/度
设备效率
262%
95%
90%
90%
100%
燃料消耗量
11.82度
3.51Nm3
3.24 kg
7.94 Nm3
34.89
产冷量（KW）
31
燃料单价（元）
0.60
3.0
4.74
1.60
0.6
加热费用（元）
7.09
10.53
15.36
12.71
20.94
用水量20吨/天，共180天费用
25524
37908
55296
45756
75384
2、冬季加热1吨水费用对比（水温15～55℃，加热量40000Kcal）：
加热方式
热回收空调
天燃气锅炉
燃油锅炉
煤气炉
电锅炉
燃料热值
1kw/度
9000kcal/Nm3
10300 Kcal/kg
4200 kcal/Nm3
1kw/度
设备效率
280%
95%
90%
90%
100%
燃料消耗量
17.18度
4.67 Nm3
4.31 kg
10.58 Nm3
46.52
燃料单价（元）
0.60
3.0
4.74
1.60
0.6
加热费用（元）
10.31
14.01
20.43
16.93
27.91
用水量20吨/天，共180天费用
37116
50436
73548
60948
100476
通过以上分析可以看出，采用热回收型空调机组，全年费用仅为：25524+37116=62640元，在满足热水供应外，夏季还可为空调系统提供免费冷量31×20×180=111600KW（价值25557元）；
全年比采用天燃气炉节约热水费用：37908+50436-62640=25704元；
全年比采用煤气炉节约热水费用：45756+60948-62640=44064元；
全年比采用燃油炉节约热水费用：55296+73548-62640=66204元；
全年比采用电炉节约热水费用：75384+100476-62640=113220元；
如把空调冷量价值加上；
全年比采用天燃气炉节约费用：37908+50436-62640+25557=51261元；
全年比采用煤气炉节约热水费用：45756+60948-62640+25557=69621元；
全年比采用燃油炉节约热水费用：55296+73548-62640+25557=91761元；
全年比采用电炉节约热水费用：75384+100476-62640+25557=138777元；
结论：通过以上初投资和运行费用对比可得出，采用热回收空调和采用其它热水加热设备相比，不用一年的时间就可以收回在设备上的多投入部分；不用两年的时间在运行费用节省方面就可以收回全部设备上的投入。
综上所述，由于空调热回收技术理论可靠，技术和设备也进入了成熟阶段，故该技术现已得到广泛关注。根据有关资料介绍，我国仅北纬32度以南的14个省，约有宾馆、酒店等5万家以上。由于这部分地区空调期较长，利用时间也较长，投资效益非常明显，相比之下设备投入回收期一般在10~20个月之间。
热回收空调适用范围
热回收型空调机组同时具备房间空气调节和供给中央热水的特性本身决定了其可分别适用于空调和热水领域。在如今能源逐日紧缺的时代，其在节能方面的优越性揭示了其在空调和热水领域的发展潜力。
一般来说，像宾馆、酒店、医院、公共浴室和一些食品加工厂等用户，在供冷的同时，还要利用各种燃料或电加热锅炉、热水炉、蒸汽炉等制备热水，消耗大量的能源。若把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程放出的热量利用起来制备热水，在开空调的季节，或使用制冷设备的同时，可制备50~60℃的热水，足以满足客房洗浴、厨房洗涤和工艺用热水等用途。这样既提高了能源利用率，减少了能源消耗及对环境的污染，又节省了能源费用的开支。
