夏季空調冷凝水回收再利用與實踐分析

文_李嫻 楊柳 王愛平 王慶港 楊凱 韓滔 西南石油大學

1 可行性技術分析

制冷系數是指單位功耗所能獲得的冷量，制冷性能系數大，表示制冷系統(制冷機)能源利用效率高卡諾機的制冷系數

由上式可知，逆卡諾循環的制冷系數，只與熱源與冷源的溫度有關，當室內 溫度不變時，室外的工作溫度 越小，制冷系數越大。說明從房間吸取相同熱量所消耗的功就較少，耗電量也就越小。根據文獻可知，室外機的工作溫度每降低1℃，單位制冷量功耗減少3%～4%。可見，利用室外機冷凝器夏季高溫并配合風扇強迫對流將冷凝水直接蒸發掉來達到節能降耗的目的是可行的。

2 冷凝水的形成與效果分析

2.1 冷凝水的形成

濕空氣的露點溫度是判斷是否結露的重要依據。當溫度下降到低于空氣露點溫度時，就會有冷凝水產生。正常工作的空調蒸發器表面溫度都低于空氣的露點溫度。在空調進行制冷運轉時，室內空氣流經空調內機蒸發器發生熱量交換時，空氣中水蒸氣冷凝形成冷凝水，冷凝水會從室內機蒸發器下面的集水盤順著排水管流出。冷凝水伴隨著空調的運作，會不斷的產生。

2.2 冷凝水冷能再利用效果分析

以成都市某辦公室為例進行實驗，辦公室總面積12m2，高度3m。模擬一天中正常上班（人員進出、電腦工作、飲水機插電、照明開啟等）空調運行情況。用無紙記錄儀記錄空調翅片內側、翅片外側、冷凝器進口、冷凝器出口的溫度，用溫濕度計測量室內及室外的溫度和濕度。將對冷凝水進行回收利用與未對冷凝水進行回收利用的空調制冷效果進行對比，其結果見表1。

理論制冷系數計算：壓縮機溫度取7℃。

未進行冷凝水的回收：

進行冷凝水的回收：

從溫度變化曲線對比可以發現回收利用冷凝水，可以使冷凝器的進口溫度降低近10℃，出口溫度降低近5℃，進出口溫度差變化縮小了近一倍，整體利用冷凝水冷能降溫效果非常明顯。而未回收利用冷凝水，冷凝水的冷量被白白浪費掉，制冷效果也較差。而且回收利用冷凝水，在室內外溫差越大時，冷凝水冷能再利用效果特別明顯，冷凝器被冷凝水冷卻較為徹底。此外，通過理論制冷系數的計算可以知道，未回收利用冷凝水的制冷系數ε為7.503，回收利用冷凝水的制冷系數ε為9.601，制冷系數提高了近兩個單位，節能效果顯著。

表1 未回收利用與回收利用冷凝水對比

3 冷凝水回收方案

3.1 具體方案

通過以上的分析，回收利用空調冷凝水節能效果顯著。下面是我們的具體的實施方案(圖1、圖2）。

圖1 方案模型圖

圖2 方案實物圖

室外機冷凝器翅片上鋪設有保溫棉，保溫棉上放置了具有一定坡度的引流裝置——鋁合金型材，鋁合金型材上打有一定數量與孔徑的小孔，我們將空調室內機排出的冷凝水通過管道引入至室外機，利用室外機冷凝器夏季高溫并配合風扇強迫對流將冷凝水直接蒸發掉，由此降低室外機散熱片前的表面溫度，這樣更有利于冷凝器翅片的散熱。

3.2 方案對比

(1)冷凝水和冷凝器翅片周圍空氣間進行熱質交換，大大降低冷凝器周圍翅片空氣組織的溫度，從而增大制冷劑冷凝時換熱溫差，增強了冷凝器換熱能力。

(2)冷凝水溫度相對于周圍空氣較低，使得冷凝器出口制冷劑再冷度增加，從而增加空調制冷量。

(3)冷凝器冷凝溫度降低，壓縮機的耗功降低，空調器的輸入功率降低，起到節約電能的作用。

(4)增大了COP。

(5)在室外機的翅片上方安裝的降溫設備，結構簡單，該裝置為獨立放置，安裝和拆卸都很方便，且不影響室外機結構。

(6)制作所需材料用量少，且為易購價廉，因而制作成本低，不需要額外的安裝費用，又因為在運行過程中幾乎不會產生額外的運行維護費用，使用壽命長，屬于一次性投入。

4 結論

目前，家用空調已走進千家萬戶，其數量也正在不斷擴大，冷凝水的排放也是一大問題，倘若提高空調性能是從空調內部改變其結構，會造成由于成本高等因素的存在不易于在用戶中普及。而本方案區別于傳統方案，不需要改造空調室外機，僅僅在室外機上附加一個小小的輕便裝置，就能夠達到回收冷凝水中冷量用于室外機冷卻降溫的目的。改善了空調的制冷效果，減少了環境污染，節約了能源。