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聯(lián)系人:王冬梅
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公司動(dòng)態(tài)
熱回收技術(shù)原理及其在冷水機(jī)組上的應(yīng)用
如今人們賴以生存的環(huán)境已不堪重負(fù)。為此,國家確立了“節(jié)約與開發(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)
壓縮機(jī)吸收來自蒸發(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)排向周圍環(huán)境中,對(duì)需要用熱的場所如賓館、工廠、醫(yī)院等是一種巨大的浪費(fèi),同時(shí)給周圍環(huán)境也帶來一定的廢熱污染。
熱回收技術(shù)就是通過一定的方式將冷水機(jī)組運(yùn)行過程中排向外界的大量廢熱回收再利用,作為用戶的*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,*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,為保證制冷劑的完全冷凝和過冷,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
通過熱回收技術(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)備的過度依賴,同時(shí),對(duì)液態(tài)制冷劑的進(jìn)一步過冷作用,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。