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1、浅谈水冷冷水机组冷凝热回收的设计：本文就水冷冷水机组冷凝热回收的模式、条件、设计方法等作一探讨。关键词：水冷冷水机组;热回收方案;控制;设计1、水冷冷水机组冷凝热回收模式水冷冷水机组冷凝热的回收通常有以下3种模式:在压缩机与冷凝器之间增加一个热回收冷凝器,即分体串联模式;在冷凝器旁边并联一个热回收冷凝器,即分体并联模式;在冷凝器中增加热回收管束,即单冷凝器模式。1.1 分体串联模式这种模式是显热回收,也称部分热回收。从压缩机排出的高温高压的制冷剂气体先通过热回收冷凝器,经一次换热后再进入常规的冷凝器。热回收冷凝器将部分热量传递给生活热水,其余的热量则由常规冷凝器传递给冷却水,再通过冷却塔释放
2、到环境中。其特点是:热回收率不太高,一般在10%～25%之间,有些厂家样本给出的热回收率可达30%;热水回收温度比较高、一般为55～60℃;热回收对机组的性能有促进作用,但回收率及回收的热水温度过高同样会降低其性能系数(COP);与常规机组相比,机器成本增加比较少。1.2 分体并联模式这种模式是潜热回收,也称全热回收。从压缩机排出的高温高压的制冷剂气体分别进入常规冷凝器和热回收冷凝器。在常规冷凝器中,热量传递给冷却水,再通过冷却塔释放到环境中;在热回收冷凝器中,热量回收用于生活热水供应。其特点是:热回收率比较高,从理论上来说,只要热回收冷凝器做得足够大,可100%回收冷凝热,目前已有相关的产
3、品推出;为了保证较高的COP,回收率比较高时,热水回收温度比较低,一般为35～45℃,回收率比较低时,热水回收温度通常控制在55℃左右;热回收对机组的性能有负面影响,影响幅度取决于回收率及热水的温度;与常规机组相比,机器成本增加比较大。1.3 单冷凝器模式这种模式与分体并联模式一样,是潜热回收或全热回收。只设一个冷凝器,内有两组并联的水盘管,其中一组盘管将热量传递给冷却水,再通过冷却塔释放到环境中;另一组盘管将热量回收用于生活热水供应。这种双管束单冷凝器的结构形式实际是分体并联模式的简化形式。一些厂家有回收率比较高的产品。当回收率较高时,其热水回收温度比较低,一般为35～45℃。但是降低机器
4、成本是其重要的出发点,因此一般不会将冷凝器做得太大,回收热量比例不会太高,从多数厂家现有的产品样本来看,热回收率控制在10%～15%之间,热水回收温度控制在55℃左右。在上述3种热回收模式中,设计选型应根据热回收率、热水回收温度、投资情况等因素,选用不同的模式。当热回收需求不太大时,宜考虑采用热回收率不太高的分体串联模式和单冷凝器模式,以便减少投资,并使冷水机组能在较高COP下工作;当热回收需求比较大时,宜考虑采用热回收率较高的分体并联模式,以便取得较大的综合效益。不管是哪种热回收模式,冷水机组本身并不对热水回路进行控制调节,所以要真正达到热回收应用的目的,热回收冷水机组的配置方案、热回收热
5、水系统的合理设计以及系统控制则是最重要的环节。2、水冷热回收冷水机组配置方案冷水机组的选型一般是以空调制冷量为依据,再根据热回收量的需求配置带热回收功能的机组。以3台冷水机组联合运行为例,热回收机组可根据热回收量的大小选择1台或2台,其余为单冷机组。配置方案如图1所示。图1 水冷热回收冷水机组配置方案在机组的启动和卸载顺序上,热回收机组应优先运行、最后卸载,即在任何情况下都选择热回收机组优先运行,当冷负荷不足时,单冷机组才投入运行,卸载顺序则相反,以获得所需要的最多和最稳定的热回收量,实现最大的综合效益。3、水冷冷水机组冷凝热回收的热水系统方案3.1 热回收和热水供应共用水箱的热水系统方案当
6、机组热回收率比较低、热水回收温度比较高、回收的热水可直接应用于生活热水供应时,可采用如图2所示的系统形式。图2 热回收和热水供应共用水箱的热水系统方案热水在热回收冷凝器和热水给水箱之间循环,通过热水给水箱重力自流供水。循环泵的启停控制方式:当热回收冷凝器进水温度达到设定低值(如50℃)时,水泵启动;当热回收冷凝器进水温度达到设定高值(如55℃)时,水泵停止。图2中的热水机组作为夏季的补充热源及非制冷季节的热源。实际上,如果热回收冷水机组配置方案选择得当,夏天制冷时段极少使用甚至完全可以不用,热水机组仅作为非制冷季的热源。这种形式适用于热水回收温度比较高的各种模式的热回收机组。需要指出的是,对
7、于分体串联模式热回收机组,由于热回收对提高机组的COP是有利的,回收的过程中并不需要对冷却水系统进行控制;对于热回收率比较低(低于15%)、热水回收温度比较高(55℃左右)的分体并联模式或单冷凝器模式机组,回收过程对机组COP的影响比较小,也可以不对冷却水系统进行控制。热水回收系统因容易控制而比较可靠。3.2 热回收和热水供应分设水箱的热水系统方案当机组热回收率比较高(一般不小于30%)、热水回收温度比较低(
