电动压缩式冷水机组冷凝热的利用

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1、·510·全国建筑环境与设备第3届技术交流大会文集其他电动压缩式冷水机组冷凝热的利用湖南化工医药设计院尹建新摘要常用的水冷式冷水机组冷凝热回收技术在工程中应用的范围越来越广，通过对电动压缩式冷水机组的工作原理及工程现场运行参数的分析，对如何有效提高热回收效率提出了自己的观点。关键词电动压缩式制冷冷凝热回收1概述为了完成蒸气压缩式制冷循环，需要采用冷凝器使制冷压缩机排出的过热蒸气冷却冷凝为高压液体。空调常用的水冷式冷水机组一般采用循环冷却水，通过冷却塔将这部分热量释放到空气中。对于有低温热水需求的工程，通过回收这部分热量，满足工程需要，可以减少对大气的热污染，又能减少燃料消

2、耗，达到了既节能减排，又有经济效益的双赢目的。2蒸气压缩式制冷循环冷凝热的特性分析2．1蒸气压缩式制冷循环的冷凝热量蒸气压缩式制冷循环由四个过程组成，即表示在lgp-h图上的沿等熵线的绝热压缩过程1—2、等压冷凝过程2—4、沿等焓线的绝热节流过程4—5和等压蒸发过程5—1。图1中1’一1是为了保证压缩机安全运行需要的吸气过热量，4，-4是为了提高制冷效率的过冷量。圈1Igp-h图制冷剂以R22为例，空调常用的单级制冷机标准工况主要参数如表1所示。表1单级制冷机标准工况主要参数℃在2—4等压冷凝过程中，制冷剂放出的热量Qlc包括制冷剂在蒸发器中吸收的热量(即制冷机的制冷量Q

3、o)和在压缩过程中由机械功转化给制冷剂的热量，即Qk≈Qo+Ni(1)￡一兽(2)』、，iQk=O．o+警=Qo(1+三)(3)‘、￡7式中Q0为制冷机制冷量，kw；N；为制冷机消耗功率，kW；￡为制冷机制冷系数。2．2蒸气压缩式制冷循环的冷凝热分布图2表示了制冷剂和冷却水在冷凝过程中的温度变化，制冷剂蒸气在冷凝器中的冷却可以分为：气体冷却(19p-h图上的2—3过程)、气体冷凝(19p-h图上的3—4’过程)和液体冷却(19p-h图上的4『-4过程)3个阶段。tk冷凝溢度twl冷却水进术溢度tw2冷却求出水温度图2冷凝器内制冷剂和冷却水的温度变化从冷却水的温度变化曲线可

4、以看出冷凝放热的主要部分是在气体冷凝阶段，该阶段不但换热量大，同时换热系数也大，采用一般的卧式壳管换热器，换热系数可以达到8500"--9000W／(m2·K)，其他暖通空调HV&AC2009年第39卷增刊·511·因此，获得这部分热量的成本相对比较低。根据表l的吸气温度和冷凝温度，沿等熵线町以得到压缩机的排气温度约为65℃，这部分的温度比较高，是在热同收中希望得到的部分。在液体冷却阶段制冷剂温度比较低，热量也比较少，回收价值比较小。根据表l提供的工况参数，Ⅱ『以计算出制冷剂砣2空调工况的冷凝放热量，在lgp-h图上压缩机排气点2的比焓hz为442kJ／k，过冷温度点比焓

5、ht为243kJ／kg，冷凝过程中饱和蒸气状态点3的比焓如为41610／蟾，单位质量制冷剂的冷凝放热量为qk．一h2一h4=442kJ／kg～243kJ／kg一199kJ／kg(4)其中气体冷却放热量为敛～一h2一h3=442kJ／kg～416kJ／kg一26kJ／kg(5)气体冷却过程的显热量百分比为坠：黑尝孥一13％(6)m2-4l了¨剐／Kg螺杆式水冷机组空调工况的制冷系数￡一般可以达到5。根据式(2)可以得到，按制冷机组的制冷量估算气体冷却过程的显热量约为15％。2．3增加蒸气压缩式制冷循环冷凝热回收的几项措施从蒸气压缩式制冷循环的冷凝热分布情况可以看出，能够回收

6、的热量与压缩机的排气温度、冷却介质的进水温度和出水温度有关。压缩机的排气温度一般与制冷机的型式、制冷剂的成分和制冷机的工况要求等因素有关，合理选择冷却介质的进水温度和出水温度关系到系统的经济性和稳定性。2．3．1应尽量降低冷凝器的进水温度冷凝放热的主要部分是在制冷剂蒸气冷凝阶段，同时由于换热系数大，获得这部分热量的成本相对比较低。在实际工程中，从空调制冷机回收的冷凝热通常用来制备生活热水，从表1看出，制冷剂R22在空调工况下的温度一般为40℃，只有在进水温度低于35℃的条件下，这部分热量才有可能回收，因此有条件时应采用补水直接进热回收冷凝器，尽量减少循环热水的回水，有效地

7、降低冷凝器的进水温度。2．3．2合理设定冷凝器的出水温度在回收冷凝热制备生活热水的工程设计中，根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015--2003)的要求，生活热水给水温度为60℃，这个温度是为了满足自来水温度为5℃时生活热水的需要，而在空调制冷机开启的时间段，由于气温比较高，自来水温度也相应提高，在用户需要的生活热水温度不变时，需要提供的热水温度可以相应降低。由于空调工况压缩机的排气温度约为65℃，根据热水系统的大小和热平衡计算，热水温度一般为50～55℃。3T程实例3．1工程概况长沙三九楚云大酒店位于长沙火车站广场的西