谈家用空调系统冷凝热的回收利用

谈家用空调系统冷凝热的回收利用

陈希羽叶杨凡

（TCL空调器（中山）有限公司广东中山528400）

摘要：伴随我国社会发展及经济建设，家用空调已经成为我国居民生活中不可或缺的一项重要基础设施，对提高居民生活水平、改善屋内空气环境等发挥了非常积极的作用。当前我国范围内常用的家用空调系统包括分体式空调、风冷家庭中央空调两种类型，两种风冷型空调运转过程中制冷剂的冷凝热均通过热交换并直接由室外空气带走，因此空调运转过程中常见周围温度升高等问题，很容易引发热岛效应导致居民生活受到不利影响。基于此，本文将针对家用空调系统冷凝热的回收原理进行总结，同时针对家用空调系统冷凝热回收系统的应用形式以及其回收系统设计过程中应当注意的问题要点进行分析总结。

关键词：家用空调；冷凝热；回收系统；回收原理；应用形式

当前家用空调已经成为我国范围内居民生活极为常见的一种基础设施，对改善我国居民的生活质量发挥了非常积极的作用。然而当前我国范围内常用的家用空调均为风冷型空调，其运转过程中很容易由于系统冷凝压力不断升高而导致空调机组COP值持续下降，对家用空调的运转效率造成不利影响。同时大部分老人与孩子在夏天家用空调的运转过程中仍然有着非常强烈的热水使用需求，若是能在家用空调冷凝热的基础上对其进行回收利用，能够有效降低家用空调运转过程中出现的各项污染，也能有效降低家庭能源消耗，对提升家用空调的利用效率具有更加积极地作用。基于此，本文将针对家用空调系统冷凝热的回收原理进行总结，同时针对家用空调系统冷凝热回收系统的应用形式以及其回收系统设计过程中应当注意的问题要点进行分析总结。

一、家用空调系统冷凝热的回收原理

首先，冷凝热回收系统指的是在家用空调系统运转的过程中，其直接将自来水等地表水送入空调冷凝器后，利用水流方向与冷凝器内冷媒流动方向的差异性，借助制冷剂使用过程中所产生的冷凝潜热对置入家用空调系统中的水进行初次加热，借助冷凝器内部气态制冷剂使用过程中过热段的显热、放热效应置入家用空调系统中的水进行二次加热，从而有效达到将地表水加热为生活热水的目的，对提升家用空调系统的使用效率和使用效益、降低家用空调系统使用过程中产生的能源消耗等均有积极作用。

结合当前我国家用空调系统的实际使用情况来看，当前我国范围内常用的家用空调系统包括活塞式、螺杆式、涡旋式压缩机等风冷机组，同时制冷剂多为R32或R410a。在家用空调系统的正常运转过程中，制冷剂性能系统均处于2.9~3.2范围内，相较于水冷式机组的性能系数明显降低。因此结合空调机组的冷凝热量进行计算，家用空调系统运转过程中可利用的冷凝热量相较于水冷式机组也明显上升。相关计算显示，在当前我国住宅生活热水标准下，夏季南方地区内家用空调系统只需要进行一小时的热回收运动，即可产生满足全家所有人日常热水的用水需求。

二、家用空调系统冷凝热回收系统的应用形式

结合当前我国常见的风冷家庭中央空调回收系统的实际构造情况来看，家用空调系统运转过程中其热回收所使用的冷凝器与空调原有机组所自带的风冷冷凝机一般为串联关系，如此能够充分结合风冷冷凝器排除热回收过程中无法排出的剩余冷凝热。同时从家用空调系统压缩机中排出的高温冷媒气流经过三通电磁阀以此发挥旁通作用的同时对冷媒是否流经热回收用冷凝器有着良好的控制效果，也即对制备热水起到良好的控制作用。此外，由于热回收过程中使用冷凝器对热水加热时，所加热水的热水温度与冷凝器本身冷凝温度有着非常紧密的联系，因此家用空调系统冷凝热回收系统使用过程中需要通过相应的控制线路，关闭风冷冷凝器处的风机运转状态，热回收过程中则凭借冷凝器中的制冷剂冷凝潜热、过热阶段时的显热效应对水进行有效加热，如此冷凝压力伴随热回收过程中冷凝器水温的升高而不断升高，一旦家用空调系统冷凝压力升高至相应的限定值，则再次通过相应的控制线路开启风冷冷凝器处的风机，此时用于释放制冷剂冷凝潜热并有效达到降低家用空调系统冷凝压力的设计目的。在此过程中，热回收过程中的回收冷凝器仍然能够凭借冷凝器内部其他制冷剂过热阶段的显热、放热效应，对入水进行二次加热以确保出水温度满足家庭居民的热水需求。最后通过水温自动调节起确定循环水水温已经达到相应要求后，即可再次控制旁通三通电磁网促使家用空调系统恢复正常的风冷冷凝运行状态。

三、家用空调系统冷凝热回收系统设计过程中注意的问题要点

3.1家用空调系统冷凝热回收系统的设计过程中，针对热回收所用的冷凝器进行科学设计，必须要考虑使用传热系数较高的冷凝器，例如亮管式冷凝器，以此放大冷凝器冷凝过热阶段的显热效应，促使入水温度能够得到有效提升。同时需要注意的是，家用空调系统运转过程中冷凝温度的升高，很有可能导致空调制冷量不断下降，因此在家用空调系统的选择过程中也需要综合考量热回收过程中家用空调系统的实际制冷量，避免对家用空调系统的制冷效果造成不利影响。

3.2家用空调系统冷凝热回收系统设计过程中冷凝系统的压力越高则其所出热水的温度就越高，因此热回收过程中空调系统本身冷凝压力相较于正常制冷运转时明显升高。对此，相关设计人员应当尽量选择与冷凝系统压力相匹配的空调压缩机、冷凝器，以此有效提升制冷器的抗压能力，促使家用空调系统的运转稳定性、安全性和效率性。

3.3家用空调系统冷凝热回收系统设计过程中热回收系统在以往风冷冷凝器的设计基础上，增加了热回收用冷凝器环路，因此整体来看空调系统中冷媒流经的总换热面积相较于以往明显增大。由此导致冷媒环路上很有可能出现更多的残留润滑油，空调系统运转过程中回流至压缩机的润滑油量也会明显降低，很有可能导致空调系统压缩机润滑油位降低，导致空调系统的正常运转受到不利影响。对此，相关设计人员应当结合空调系统的实际运行情况，适量增加空调系统的润滑油量和制冷剂充注量。

3.4家用空调系统冷凝热回收系统设计过程中虽然能够有效对自来水进行有效加热，然而其使用过程中也有可能出现制冷剂泄露并直接渗透在水中的现象。因此针对家用空调系统冷凝热回收系统的设计，建立其加热用水尽量用于洗涤、淋浴等非饮用方面，避免有可能的制冷机泄露导致水污染，以及尽量规避可能出现的水污染对人体的伤害。此外，由于冷凝热回收系统中所加热的自来水本身硬度较高，相关设计人员应当在家用空调系统冷凝热回收系统设计过程中增加物理水处理系统，例如电子水处理仪等，以此有效避免回收系统使用过程中自来水结垢对系统正常运行造成不利影响。此时应尽量不要使用化学水处理系统，避免可能出现的水质污染问题。

四、结语

综上所述，家用空调系统冷凝热回收系统能有效回收家用空调运转过程中产生的冷凝热能，对降低家用空调系统运转过程中产生的热污染量有积极作用的同时，还能为家庭用户提供相应的水加热功能以有效节约家庭电能消耗。家用空调系统冷凝热回收系统只需要在原有普通家用空调系统的基础上进行些微改造即可，建议广大厂家应当快速对以往家用空调的设计结构进行优化设计，开发相应的产品类型以填补市场空缺。

参考文献：

[1]王博雅,韩志涛,刘曙光.相变蓄热式空调冷凝热回收系统探讨[J].山西建筑,2018,44(11):126-127.

[2]刘巍.空调冷凝热回收系统技术的经济分析[J].现代经济信息,2017(09):366-367.

[3]于雷,邵洪波,刘世锋.利用空调冷却水和冷凝水余热回收制备医院生活热水的应用[J].中国医院建筑与装备,2019(2).