户式中央空调余热回收供水系统的设计.doc

1、户式中央空调余热回收供水系统的设计摘 要国家出台了新的节能政策和标准，对节能提出了更高的要求， 其中利用余热回收是最有效的节能途径之一，制冷设备是能源消耗的大户，同时也是余热回收潜力最大的地方。经改进设计的户式中央空调余热回收系统节能可达 20%以上，不但可以减轻了主机的运行负荷，延长其使用寿命，提高系统的制冷效果，还能制备热水，达到一箭双雕的效果。户式中央空调系统余热回收技术就是回收冷凝热，在机组压缩机出口处与冷凝器之间增加一个热回收装置，冷凝温度每降低 1，机组制冷量可提高 1.5%。冷凝热回收后，冷凝温度可降低 3-5，可提高机组制冷量 5-10%左右，节能效果显著。 关键词户式；中央空

2、调；余热回收；热水供应 中图分类号：TG209 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0187-02 前言：随着我国经济总量的不断提升，对能源需求量日益加大，国家出台了新的节能政策和标准，对节能提出了更高的要求，其中利用余热回收是最有效的节能途径之一。余热是指在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废气废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热等。根据权威部门的调差数据显示，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的 17%67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的 60%。其中制冷设备是能源消耗的

3、大户，同时也是余热回收潜力最大的地方。作者近年来对户式中央空调余热回收系统进行了深入的探讨研究，完成了户式中央空调余热回收系统的工艺流程设计。根据对用电量和其他数据分析，经改进设计的余热回收系统节能可达 20%以上，不但可以减轻了主机的运行负荷，延长其使用寿命，还能一定程度上提高系统的制冷效果。把制冷循环中冷凝放热过程中放出的热量利用起来制备热水，可少用或停用现有的热水制备系统，节省燃料费用。对于大中型户式中央空调的使用，如何控制电费用显然已经成为用户不得不考虑的问题。解决户式中央空调余热回收系统是在空调机组在运行时要通过冷却系统排出大量的冷凝热，在制冷情况下运行，冷凝热可达制冷量的1.151

4、.3 倍。利用热交换器回收这部分冷凝热，制备成 50-60 度的热水作为生活热水，是一条变废为宝的节能途径。为此特设计一套切实可行的热回收系统，具体如下： 一、回热系统的必要性 户式中央空调系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程，？余热回收技术就是回收冷凝热，在机组压缩机出口处与冷凝器之间增加一个热回收装置，如图（一） ，当高温的过热气体冷媒与水进行热交换，将冷媒温度降下来；同时使水温提高到 50左右（水的温度由温度控制装置进行调节，水量由液位控制装置控制） 。把排到大气中去的废热变为有用的热源，替代燃油与电加热制造生活热水，提高户式中央空调能源利用效率。通过加装余热回收装置，不但

5、降低了冷凝温度，还降低了冷凝压力（也就是压缩机的排气压力） ，这样就降低了压缩机负荷，提高机组制冷量。根据计算：冷凝温度每降低 1，机组制冷量可提高 1.5%？。冷凝热回收后，冷凝温度可降低 3-5，可提高机组制冷量5-10？%？左右，节能效果显著。 二、技术原理 1、制冷原理（参看图 1） 压缩机 1 从气液分离器 17 中吸入低温低压的制冷剂蒸气，经过压缩排除高温高压的制冷剂过热气体，经消音器 2 后达到电磁三通阀 3，在水的温度未达到设定温度时，制冷剂蒸气进入热回收器 18，如果温度达到设定值，制冷剂蒸气则直接进入风冷凝器 5，制冷剂蒸气进入 18 后，与热回收器中的水进行热量交换，释放

6、出大量的热量，然后经单向阀 4 进入冷凝器 5 再次被冷却变成过冷液，进入储液干燥过滤器 6，最后经过11 电磁阀和 7 热力膨胀阀进入蒸发器 8 实现制冷过程。 2、热交换水系统及电气控制原理 （1）热交换水系统的设计，如图 2：热交换器水箱的水有连接自来水管网提供，水的注入由电磁阀 22 控制，当箱内的水没有达到设定值时打开进水，达到后则自动关闭。水通过盘管与制冷系统中的高温高压制冷剂气体进行热量交换，水温可控制在 50-55，如果用户需要用水，可以通过控制开关启动水泵 26，保持一定的供水压力，水可以经28、29、30 等多路供水路径为用户提供热水，如果供水水压过高，水系统可以通过旁通装

7、置 27 进行泄压。另外，水系统中还设置了过滤器和排水管路。 （2）电气控制设计（如图 3） 本方案以 3 台室内机为设计案例，在图 3 中，对户式中央空调的余热回收系统给出了初步的控制方案，明晰表述了 PLC 的输入输出接口的电气连接图。控制主体主要有三台室内机，一台压缩机，一台冷凝风机，还有一台水泵。电气控制系统控制通过一台汇川 PLC 进行程序处理，WR0575C 型温控器负责温度信号的传递，还可以通过它来进行温度设定，以便水温进行调控。由于电机的电流启动运行电流较大，所以设计利用继电器间接控制压缩机、冷凝风机、三个蒸发器风机及水泵的启停，至于电磁阀及信号灯是直接采用 PLC 输出控制。

8、工作过程：合上电源开关QS，此时 PLC 和温控器通电待续，这时按下启动按钮 SB1，PLC 程序进入工作，Y14 有信号输出，运行灯 GB1 点亮。当任何一个房间的空调启动后，相对应的供液电磁阀工作，电磁阀工作后接通 Y2，KM2 线圈得电，主触头闭合，冷凝风机进入工作，延时 15S 后，接通 Y1，KM1 线圈得电，主触头闭合，压缩机进入工作。当水箱内的温度下降至开启时，则 RT 闭合从 X11 输入信号，输出 Y7，换向电磁阀 YV1 工作，这时开始对水进行加热，加热到温度时停止 YV1 输出，制冷系统利用冷凝器散热。如果这时SV2 检测到水位下降，则输出 Y13，YV5 补水电磁阀得电

9、进行补水，当补水足够时则 SV1 常闭切断，这时 Y13 停止输出，YV5 电磁阀失电，补水完成。当水温加热到达时，RT 断开，X11 下降沿输出接通 Y6，KM6 线圈得电，主触头闭合供水输出，当输出压力过大时缓冲泻压器会进行泻压，保证供水压力在安全范围。而水泵 Y6 的输出受 Y7、Y13、X10 的常闭串联进行控制。 三、户式中央空调余热回收技术的特点 1） 、热回收量大。在一般空调使用情况下，在水温需求为 30-65可回收热量为制冷量的 30%-80%；水温需求为 55-60时，可回收热量为制冷量的 35%。2） 、保护环境。由于利用废热提供了所需的热水，大大减少了供热锅炉向大气排放 CO2 气体，从而减少了使地球大气候变暖的温室效应。同时直接减少了向大气的废热排放量。 （3） 、提高空调机组效率，节省机组用电量。空调机组压缩机的一部分热量经过热回收器吸收以后，原冷凝器的热负荷减少，热交换效率提高，空调机组的效率提高，耗电量也将显著减少，同时，由于采用热回收技术，机组的负荷减少，使用寿命延长。？（4） 、体积小，重量轻。热量回收装置可直接与空调机组对接上，只需对空调机组的管路系统作局部的改动，占用面积小。