空調(diào)冷凝水回收利用技術(shù)應(yīng)用與分析

鐘淑嫻

摘要：空調(diào)制冷除濕過程中產(chǎn)生大量的冷凝水，這些冷凝水溫度較低、雜質(zhì)很少、硬度低、產(chǎn)生量穩(wěn)定，具有較高的利用價(jià)值。目前，暖通空調(diào)節(jié)能方面研究方向之一是空調(diào)冷凝水的回收利用。

關(guān)鍵詞：空調(diào);冷凝水;回收利用

對(duì)于暖通空調(diào)而言， 暖通空調(diào)節(jié)能方面研究方向之一就是空調(diào)冷凝水的回收利用。空調(diào)冷凝水具有以下特點(diǎn)：冷凝水品質(zhì)較好;理論上冷凝水是純凈水，基本不含鈣鎂離子，水的硬度低。冷凝水的溫度比較低，冷凝水的溫度大約在15℃～20℃，帶有余冷。基于空調(diào)冷凝水的特點(diǎn)，對(duì)其回收利用技術(shù)的研究日益重視。空調(diào)冷凝水的回收回用，可以作為冷卻塔補(bǔ)水，或經(jīng)處理后作為景觀灌溉用水、道路及車庫清洗用水，從而節(jié)約用水。

1 空調(diào)冷凝水量

1.1 空氣參數(shù)

根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50376—2012）規(guī)定。從節(jié)能、舒適性的角度出發(fā)，考慮室內(nèi)溫濕度狀態(tài)為：室內(nèi)設(shè)計(jì)干球溫度：25℃，相對(duì)濕度：50%。

1.2 室內(nèi)冷凝水量

中央空調(diào)冷凝水、循環(huán)冷卻水根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2012）規(guī)定，同時(shí)結(jié)合各類公共建筑的空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)空調(diào)區(qū)內(nèi)1kW冷負(fù)荷每小時(shí)約產(chǎn)生的冷凝水水量b1約為0.4kg。，在潛熱負(fù)荷較大的情況下，每1KW冷負(fù)荷每小時(shí)約產(chǎn)生的冷凝水量0.8kg。

1.3 新風(fēng)冷凝水量

通過對(duì)各類公共建筑（辦公、商業(yè)、超市、酒店、電影院）空調(diào)負(fù)荷的大量計(jì)算發(fā)現(xiàn)，以某品牌風(fēng)機(jī)盤管（制冷量3.5kW，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量570m3/h）為例，計(jì)算冷凝水量。設(shè)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為tN=26℃，相對(duì)濕度為φN=55%，夏季室外計(jì)算溫度tW=35℃，相對(duì)濕度φW=75%，風(fēng)機(jī)盤管的機(jī)器露點(diǎn)為tL=12℃，相對(duì)濕度為φL=95%，設(shè)新風(fēng)經(jīng)過新風(fēng)機(jī)組處理到室內(nèi)空氣等焓線，相對(duì)濕度為95%的狀態(tài)點(diǎn)2，最小新風(fēng)量按總風(fēng)量的10%計(jì)算。根據(jù)室內(nèi)外空氣參數(shù)確定室外W點(diǎn)和室內(nèi)N點(diǎn)，室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N經(jīng)過表面式冷卻器冷卻去濕到風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)1（1點(diǎn)在W點(diǎn)和2點(diǎn)的延長(zhǎng)線上），與狀態(tài)點(diǎn)2的新風(fēng)按比例混合至送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O后沿?zé)釢癖染€ε送入室內(nèi)至室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N，如此循環(huán)。

1.4 空調(diào)冷凝水的產(chǎn)量

假設(shè)空調(diào)的運(yùn)行處于一個(gè)恒溫恒濕的封閉環(huán)境當(dāng)中，空調(diào)運(yùn)行所產(chǎn)生的冷凝水主要由兩個(gè)部分產(chǎn)生，一部分是由室外的空氣與換熱器產(chǎn)生溫度差所產(chǎn)生的冷凝水，另一部分則是由室內(nèi)人員運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的余濕。因此，在冷凝水水量的計(jì)算過程中，也需要分成兩個(gè)部分進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)于由室外空氣產(chǎn)生的冷凝水部分主要通過新風(fēng)量與空調(diào)處理前后空氣中的濕度變化進(jìn)行計(jì)算;對(duì)于室內(nèi)人員運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的余濕，可以用過客流量以及單位人員的散濕量進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)室外冷凝水量與室內(nèi)人員余濕量全部計(jì)算得出之后，再將兩者進(jìn)行相加，則可以得出空調(diào)運(yùn)行過程中的冷凝水總量。

例如：某商務(wù)樓為4.8m×8.6m×3.3m（長(zhǎng)×寬×高）的辦公室，在辦公室辦公人員一天滯留的時(shí)間為10h，風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)的形式空調(diào)，空調(diào)實(shí)際運(yùn)行過程中產(chǎn)生的冷凝水需要考慮一下幾個(gè)因素。

1.4.1 風(fēng)機(jī)盤管需要附加產(chǎn)生的冷凝水量W1：

在空調(diào)剛運(yùn)行時(shí)，由于室外的空氣通過各種途徑如沒有緊閉的門窗和縫隙滲漏到室內(nèi)，室內(nèi)空氣的各種相關(guān)參數(shù)與室外空氣幾乎一樣，風(fēng)機(jī)盤管會(huì)產(chǎn)生大量的冷凝水。

W1=ρV（dW-dN）=1.2×136.22×（26.5-11.5）/1000=2.45kg

式中，V為處理空氣量，即等于房間的體積4.8m×8.6m×3.3m=136.22m3。

1.4.2 室內(nèi)人員的散濕量W2：根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》按高級(jí)辦公室考慮，人員密度要求8m2人，每人散濕量按120g/h計(jì)，常居辦公室人員以5人計(jì)，這些人員一天的散濕量W2將析出成為冷凝水。

W2=nqT=5×0.120×10=6kg

式中，n為人數(shù);q為成年男子散濕量，kg/h;T為時(shí)間，h。

1.4.3 新風(fēng)處理過程中產(chǎn)生的冷凝水W3：新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)取每人30m3/h。

W3=ρVw（dw-d2）T=1.2×30×5×（26.5-13.8）/1000×10=22.86kg式中，VW為新風(fēng)量，每人30m3/h。

1.4.4 每天的總冷凝水量Wd：

Wd=W1+W2+W3=31.31kg

其中新風(fēng)處理過程中產(chǎn)生的冷凝水量占73%，室內(nèi)人員散濕產(chǎn)生冷凝水量占19%，室內(nèi)空氣產(chǎn)生冷凝水量占8%。由此可以算出每單位空調(diào)面積上產(chǎn)生的冷凝水量W為：

W=Wd/TS=31.31/（10×3600×4.8×8.6）=2.11×10-5kg/（m2·s）。

式中，S為空調(diào)面積，即等于房間的面積4.8m×8.6m=41.28m2。

空調(diào)面積如果是10000m2的辦公建筑，一天則可以產(chǎn)生約7.58t的空調(diào)冷凝水量。數(shù)據(jù)十分可觀。

2 對(duì)空調(diào)冷凝水回收與利用的展望

2.1 空調(diào)冷凝水作為一般的城市景觀用水或生活用水

由計(jì)算可知，對(duì)于大型的中央空調(diào)而言，其在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的冷凝水的水量是巨大的，并且冷凝水的pH值為中性，有毒有害的雜質(zhì)含量較少，可直接作為城市綠化的灌溉用水或用于布置水景，亦可作為盥洗室清潔用水。

2.2 空調(diào)冷凝水作為冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水

工廠、公共建筑中的大型中央空調(diào)系統(tǒng)多使用水冷卻的空調(diào)系統(tǒng)，在其運(yùn)行過程中需要向系統(tǒng)中補(bǔ)水以彌補(bǔ)冷卻塔中冷卻水的蒸發(fā)損失及其他損失。結(jié)合工程實(shí)例，以理論計(jì)算為基礎(chǔ)，通過對(duì)空調(diào)冷凝水回收系統(tǒng)進(jìn)行分析，得出了“集中空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水可滿足冷凍水系統(tǒng)的補(bǔ)水和冷卻水系統(tǒng)的部分補(bǔ)水”的結(jié)論。

3 結(jié)語

通過對(duì)空調(diào)冷凝水形成過程的分析及對(duì)其產(chǎn)量的理論計(jì)算可知，空調(diào)冷凝水的水質(zhì)較高、溫度較低、水量可觀，是一種可以回收再利用的水資源。

開式回收和閉式回收兩種現(xiàn)有的冷凝水回收技術(shù)日漸完善，各具優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)綜合考慮回收系統(tǒng)的具體情況并選擇與之相適宜的回收設(shè)備，不因設(shè)備的選型不當(dāng)而產(chǎn)生不必要的損耗。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)空調(diào)冷凝水的主要利用方式是對(duì)其水量和冷量的利用。將空調(diào)冷凝水作為一般的城市景觀用水或生活用水，設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便，是較為普遍的利用方式;但更優(yōu)的方向是充分利用冷凝水的冷量，將其作為輔助冷源，從而達(dá)到更好的節(jié)能效果，最終真正意義上向節(jié)能減排的理念靠攏。

參考文獻(xiàn)：

[1]萬利霞.分散式空調(diào)冷凝水集中回收與節(jié)能利用研究[D].湖南：南華大學(xué)，2012.