淺談空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收利用技術(shù)

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710300)

0 引 言

目前空調(diào)冷凝水的回收利用技術(shù)有兩大途徑：一是將冷凝水作為非常規(guī)水資源進(jìn)行回收利用；二是直接利用空調(diào)冷凝水的冷量(因?yàn)槔淠臏囟纫话阍?0～15 ℃之間)。文中將分別對(duì)這兩種途徑進(jìn)行介紹，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)行業(yè)有所幫助。

1 冷凝水作為非常規(guī)水資源的回收利用技術(shù)

空調(diào)系統(tǒng)冷凝水作為非常規(guī)水資源的回收利用技術(shù)主要有用于衛(wèi)生間沖水、用于補(bǔ)充地下水和工業(yè)冷卻水、用于綠化用水、用于冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)、用于景觀用水等六大類。

1.1 用于衛(wèi)生間沖水

衛(wèi)生間沖水用水的特點(diǎn)是用水量大且穩(wěn)定，對(duì)水質(zhì)要求一般很低。例如，在大型商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)及火車站的候車室等人流量大的公共場(chǎng)所，其沖廁需要大量的水量，同時(shí)，這些場(chǎng)所中央空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水量也很大，如果將這兩個(gè)很好的結(jié)合，將能夠充分的利用冷凝水，將會(huì)節(jié)約大量的自來(lái)水。

1.2 用于冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)

中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔由于與室外直接相通，并靠水的汽化來(lái)降溫，因此每天都會(huì)消耗大量的自來(lái)水所以需要用大量的自來(lái)水來(lái)補(bǔ)水，而中央空調(diào)冷凝水具有溫度低、雜質(zhì)少、含鹽量低、產(chǎn)量大的特點(diǎn)。冷卻塔的回水溫度一般為32 ℃，而冷凝水的溫度通常為10～15 ℃，將其冷凝水回用于冷卻塔補(bǔ)水，大大提高了冷卻塔的制冷運(yùn)行效率和冷卻能力，節(jié)約了電能的耗量和自來(lái)水量。因此，若在空調(diào)冷凝水系統(tǒng)收集設(shè)計(jì)中將收集的冷凝水用于冷卻塔補(bǔ)水，將可起到節(jié)能和節(jié)水作用。

1.3 用于城市綠化用水

隨著城市建設(shè)向生態(tài)化發(fā)展的趨勢(shì)，城市綠化面積大量的增加，據(jù)相關(guān)規(guī)定，城市新建小區(qū)的綠化率不得低于30%，舊小區(qū)改造綠化率不得低于25%，隨著城市綠化率的增長(zhǎng)、綠化面積的不斷增大，綠化用水量將大幅增加。解決此問(wèn)題的方法除了采用節(jié)水型灌溉技術(shù)噴灌或者滴灌，也有采用選用耐旱草來(lái)節(jié)約水量的方法。那么，現(xiàn)在可以采用空調(diào)冷凝水來(lái)進(jìn)行綠地灌溉，可大大節(jié)約水資源。

將空調(diào)系統(tǒng)冷凝水用于城市綠化用水可行，主要原因如下：第一，根據(jù)計(jì)算可知，一個(gè)占地8 500 m2的11層辦公樓，全天可產(chǎn)生冷凝水量為21 m3左右，城市綠化用水量一般為2 L/(m2·d)，照此計(jì)算，每天可服務(wù)綠化面積10 000 m2，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其綠化率。第二，空調(diào)冷凝水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)完全滿足城市綠化用水灌溉，不需用專門(mén)水處理。第三，冷凝水作為城市綠化用水敷設(shè)管道較易，整個(gè)回收裝置僅需投資儲(chǔ)水設(shè)備、管道和閥門(mén)等，投資較小，經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單。

對(duì)有空調(diào)系統(tǒng)的冷凝水集中收集系統(tǒng)，只需把冷凝水集中收集到一個(gè)專用儲(chǔ)水設(shè)備中用于城市綠化灌溉。空調(diào)冷凝水的儲(chǔ)存設(shè)備，可以直接利用現(xiàn)有的雨水儲(chǔ)存設(shè)備。如果建筑物中空調(diào)冷凝水水量比較小，也可采用儲(chǔ)水罐。儲(chǔ)水罐內(nèi)設(shè)有計(jì)量設(shè)備，當(dāng)達(dá)到最低水位時(shí)便會(huì)提示引入其他水源，收集到的冷凝水即可通過(guò)罐內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備用于城市綠化灌溉工作，大大的節(jié)約了水資源。

1.4 用作景觀用水

近年來(lái)新建的各個(gè)居住小區(qū)和公共建筑大都設(shè)置了水景，水景可以讓人感覺(jué)環(huán)境優(yōu)美和宜人的氛圍，但其用水量很大，因此可以考慮空調(diào)冷凝水回收的水來(lái)送入水景系統(tǒng)，其用過(guò)的池水還可以繼續(xù)作為城市綠化水加以利用。

將空調(diào)冷凝水作為景觀用水的方法已經(jīng)有很多成功的實(shí)例。例如，對(duì)于建筑內(nèi)設(shè)有水景的，可以專門(mén)設(shè)置冷凝水立管，通過(guò)立管將收集到的冷凝水送入景觀用水的水箱，從而實(shí)現(xiàn)景觀用水的補(bǔ)充。

1.5 用于補(bǔ)充地下水

地下水是極其寶貴的水資源，在我國(guó)北方地區(qū)及沿海的缺水城市，都是以地下水作為主要水資源的。由于長(zhǎng)期大量開(kāi)采利用地下水資源，從而導(dǎo)致地下水位的嚴(yán)重下降，并形成了大面積的地下水降落漏斗。如果將空調(diào)冷凝水用于補(bǔ)充地下水，便可以調(diào)整地下水量，防止地面塌陷，改善了生態(tài)環(huán)境。

1.6 用作工業(yè)冷卻用水

對(duì)于工業(yè)園內(nèi)安有中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑，如果冷凝水產(chǎn)生量大，建筑周圍建有需要冷卻的工業(yè)設(shè)備，可以將冷凝水直接用作工業(yè)冷卻水。將空調(diào)冷凝水收集起來(lái)冷卻小型工業(yè)設(shè)備，既省去了設(shè)置冷卻塔又降低了投資，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 冷凝水冷量直接回收利用技術(shù)

2.1 冷凝水用于冷卻高溫冷卻水

將空調(diào)冷凝水用于冷卻高溫冷卻水的方法是：首先將來(lái)自空調(diào)的冷凝水集中到儲(chǔ)水箱，該儲(chǔ)水箱位于冷卻塔之前，這樣，來(lái)自冷凝器的高溫冷卻水首先通過(guò)冷凝水儲(chǔ)水箱進(jìn)行降溫，然后再送入冷卻塔進(jìn)行二次降溫，其冷凝水起到了輔助性降溫的作用，這樣，就可減少冷卻塔自來(lái)水補(bǔ)水的量，節(jié)約了自來(lái)水量，并且將冷卻塔的部分冷卻任務(wù)承擔(dān)了。

2.2 冷凝水用于新風(fēng)系統(tǒng)的冷卻

空調(diào)的新風(fēng)系統(tǒng)，如果新風(fēng)不經(jīng)過(guò)任何處理，直接送入室內(nèi)的新風(fēng)將是室外空氣溫度，其溫度很高，極大地浪費(fèi)了空調(diào)的能源。如果能夠?qū)⒖照{(diào)冷凝水引入新風(fēng)系統(tǒng)，利用冷凝水的冷量先對(duì)室外空氣進(jìn)行降溫，再送入空調(diào)房間，即可達(dá)到節(jié)能的效果。具體方法如下：

(1)在新風(fēng)機(jī)房的附近設(shè)置一個(gè)冷凝水儲(chǔ)水箱，并設(shè)置冷凝水立管。通過(guò)冷凝水立管將各個(gè)樓層風(fēng)機(jī)盤(pán)管和空調(diào)機(jī)組產(chǎn)生的冷凝水集中收集到冷凝水儲(chǔ)水箱。

(2)設(shè)置加壓泵在冷凝水水箱旁，且在加壓泵進(jìn)水口一側(cè)布置單向閥和過(guò)濾器。

(3)在新風(fēng)機(jī)的前端布置一個(gè)水淋箱，當(dāng)冷凝水箱內(nèi)的水量達(dá)到一定量時(shí)，將加壓泵開(kāi)啟，將冷凝水提升至水淋箱。

(4)水淋箱中的冷凝水通過(guò)循環(huán)水泵將冷凝水從噴淋頭噴出，用于冷卻來(lái)自室外的新風(fēng)。

(5)經(jīng)冷凝水冷卻后的新風(fēng)即可通過(guò)風(fēng)機(jī)送入空調(diào)房間內(nèi)。

2.3 冷凝水用于冷卻風(fēng)冷型空調(diào)的冷凝器

風(fēng)冷型空調(diào)器中冷凝器的散熱方式是通過(guò)室外空氣吸熱從而排除冷凝器的熱量，因此，其散熱效果直接與室外空氣的環(huán)境溫度有最直接的關(guān)系，環(huán)境溫度越低，散熱效果越好。為了降低室外環(huán)境溫度，可考慮將空調(diào)冷凝水收集起來(lái)并直接噴淋到冷凝器表面，其10～15 ℃的低溫冷凝水蒸發(fā)會(huì)吸收大量的冷凝器的熱量，加強(qiáng)了冷凝器的熱交換，其風(fēng)冷型冷凝器的散熱效果增加明顯，從而空調(diào)的制冷系數(shù)得以提高。同時(shí)，利用空調(diào)冷凝水來(lái)冷卻風(fēng)冷型冷凝器也節(jié)約了能量。這是因?yàn)榭諝庵械乃魵庥稍瓉?lái)的“水蒸氣→液態(tài)水→排出放掉”變成了“水蒸氣→液態(tài)水→水蒸氣”，在后者中水雖然參加了空調(diào)器的熱循環(huán)過(guò)程，但卻幾乎沒(méi)有帶走能量。

利用空調(diào)冷凝水冷卻風(fēng)冷型冷凝器可以采用以下兩個(gè)方案：

(1)直接在室外冷凝器的頂部增設(shè)水管接孔及散水裝置。將冷凝水排水管直接引入其頂部。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是幾乎不需要增加設(shè)備，其方法簡(jiǎn)單，一般在已經(jīng)安裝的空調(diào)上應(yīng)用。其缺點(diǎn)是不能充分的利用冷凝水冷量，冷凝水的排放污染也是個(gè)問(wèn)題。

(2)如圖1所示，在室外冷凝器中增加霧化器、集水箱和小型水泵等裝置。首先將室內(nèi)蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水收集到集水箱中，然后利用小型水泵將其送入到室外的冷凝器上方，再通過(guò)霧化器將冷凝水霧化并噴灑到冷凝器上。

圖1 冷凝水回收利用系統(tǒng)裝置

這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用了冷凝水的冷量，大大地提高了冷凝器周圍的溫度的降低效率，節(jié)能效果明顯；并且很好的解決了隨意排放冷凝水導(dǎo)致污染的難題。缺點(diǎn)是首先是增加了投資，因?yàn)樵黾恿怂谩㈧F化器等設(shè)備；其次是室內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水的供應(yīng)量不能穩(wěn)定充足保障，空調(diào)器的連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行不能得倒確保。因此有必要在集水箱上增設(shè)自來(lái)水補(bǔ)水系統(tǒng)，當(dāng)自產(chǎn)冷凝水水量不足時(shí)便可及時(shí)用來(lái)補(bǔ)充自來(lái)水，當(dāng)水量足夠時(shí)可自動(dòng)將自來(lái)水補(bǔ)水系統(tǒng)切斷。此外，還需要向冷凝水集水箱定期添加殺毒劑，以便及時(shí)殺除冷凝水中的細(xì)菌病毒。

這種方案最好是在空調(diào)器生產(chǎn)時(shí)就配置好需要的裝置，因?yàn)樾枰黾拥某杀静⒉桓撸?jié)能效果很好，相信在未來(lái)設(shè)計(jì)的此類空調(diào)應(yīng)用市場(chǎng)會(huì)廣闊。