了解精密空调热回收技术吗？风冷、水冷热回收技术全知道

精密空调热回收概念与分类形式
您了解空调热回收技术吗？其实内容真不少！暖通南社为您一一道来。
什么是热回收？
冷水机组在制冷时，压缩机排出的高温、高压制冷剂气体在冷凝器中冷凝放热，在常规冷水机组中这部分冷凝热量通常被冷却塔或冷却风机排向周围环境中，这对需要用热的场所如宾馆、工厂、医院等是一种巨大的浪费，同时给周围环境也带来一定的废热污染。
热回收技术就是通过一定的方式将冷水机组运行过程中排向外界的大量废热回收再利用，作为用户的最终热源或初级热源。
此时，精密空调压缩机排出的高温高压气态制冷剂先进入热回收器，放出热量加热生活用水(或其它气液态物质)，再经过冷凝器和膨胀阀，在蒸发器吸收被冷却介质的热量，成为低温低压的气态制冷剂，返回压缩机。

部分热回收
在流出压缩机进入冷凝器时，制冷剂蒸气为过热状态，部分回收就是回收利用这部分热量。在压缩机与常规冷凝器之间增加一个热交换器，从过热状态的制冷剂获取热量。这种形式的热回收，可回收的为过热量，交换热量的一侧为热水温度，另一侧为制冷剂的压缩机排气温度，因此所提供的热水量较小，温度较高，温度不可控。

部分热回收压焓图

显热回收（部分热回收）的特点：

回收比例小，一般为冷凝热的8%-15%；
热水最高出水温度由空调机组正常运行时的冷却水温度决定；
对冷水机组的性能(COP)有促进作用；
相对标准机组而言，成本增加少。
全热回收
全热回收回收的是所有需要被排出的过热量与冷凝热，制冷剂处于过热蒸气状态与气液混合状态。通常的做法是，设置一个热回收冷凝器，可完全替代常规冷凝器。这种形式的热回收，可回收的冷凝过程中所有的热量，交换热量的一侧为热水温度，另一侧为制冷剂的冷凝温度，因此所提供的热水量较大，温度较小，温度不可控。

精密空调全热回收压焓图
全热回收的特点：

回收比例大（热回收量＝制冷量＋输入功率×0.95）；
热水出水温度可根据需要进行选择；
冷水机组的性能会受到热水出水温度的影响，温度越高, 冷水机组效率越低。
相对标准机组而言，成本增加较显热回收高。

热回收机组产品
水冷热回收机组（串联）
代表品牌：约克、特灵、开利、麦克维尔、顿汉布什、克莱门特、堃霖等。

风冷热回收机组（并联）
代表品牌：日立、顿汉布什、开利、新晃、麦克维尔、克莱门特、美意、王牌等。

精密空调水冷热回收型式及其控制方式
水冷热回收型式及其比较
方式一：冷却水热回收方式，其原理方式如图1。这种热回收方式是在空调冷却水的出水管路中增加一个热回收换热器，从冷却水中回收一部分热量用于生活热水的加热，这种方式的缺点是生活热水的出水温度较低，一般只能达到30℃，回收的余热量也较少，还需要通过换热器再加热才能达到生活热水所需要的温度（55℃～60℃），其投资的回收期也较长，优点是热回收冷水机组制冷运行不受影响。
方式二：在冷水机组中增加一个串联的热回收冷凝器，其原理方式如图2。这种方式使生活热水直接与压缩机的高温排气直接换热，因此可以提供较高的出水温度，如螺杆式热回收冷水机组的热水出水温度甚至可以达到55℃，同时冷水机组的制冷运行效率不受影响。这种方式的不足之处是热回收量比例较小，一般不到冷水机组制冷负荷的20%。串联方式一般用于显热回收，离心式冷水机组不采用。

方式三：精密空调在冷水机组中增加一个并联的热回收冷凝器，其原理方式如图3。这种方式提供的热水出水温度较第一种方式高，离心式热回收冷水机组的热水出水温度可以达到43℃。其最大的优点是可回收的热量比例高，理论上可以回收冷凝器100％的冷凝热量。缺点是冷水机组的制冷运行效率会下降，热水的出水温度越高，冷水机组的运行COP越低。

方式四：冷水机组原有冷凝器增加管束，成为单冷凝器双管束，从而实现热回收冷凝器，其原理方式如图4。这种方式提供的热水出水温度与并联式热回收冷凝器提供的温度基本相同，最高可达到60℃。其优缺点与并联式相同，可回收的热量比例高，理论上可以回收冷凝器100％的冷凝热量，但在热回收温度要求提高时，冷水机组的制冷运行效率会下降，热水的出水温度越高，冷水机组的运行COP越低。

 

从水冷热回收冷水机组冷凝器结构的角度来看，热回收系统按从冷凝器取热的方式分类，可分为单冷凝器双管束、双冷凝器结构，双冷凝器又可分为全热回收与部分热回收两类。

 

精密空调热回收技术就是对冷水机组的冷凝排热（通常由冷却塔排放至大气环境中）进行回收，并加以有效地利用，从而达到某些应用场合的节能目的。例如，一个酒店在夏季需要同时供热和制冷，有了热回收循环后，在制冷时排放的热量可以通过热回收后输送到建筑物中需要供热的地方。需要注意的是，热回收循环只有在同时需要供热制冷时才可实现，且运行时必须要有足够的冷负荷，才能保证供热的需求。
部分热回收（显热回收），其特点是回收量比例不大，一般不超过整体冷凝热的20%，回收温度不高，对机组效率无影响，与常规机组相比，成本增加较少；
全热回收（潜热回收），其特点是回收热量比例高，回收温度可根据需要选择，如果所要求的热水温度较高（高于空调工况冷凝器出水温度），对机组本身的性能有负面影响，影响幅度取决于热水的出水温度要求，但是综合考虑系统的整体性能（充分利用热回收量+制冷量），仍然有较好的节能优势，与常规机组相比，成本增加相对显热回收要高。
水冷热回收控制方式
常用于热回收系统的冷水机组形式
带冷却塔回路
标准冷凝器 + 显热回收冷凝器 ----显热回收模式
两部分换热集成在一个筒体中，或者独立分开；
串联分布
标准冷凝器 ----全热回收模式
标准冷凝器 + 热回收冷凝器 ----全热回收模式
两个冷凝器集成在一个筒体中，或者独立分开；
既有串联分布，也可并联分布
不带冷却塔回路
精密空调一个冷凝器 ---全热回收模式。
1.显热回收系统 – 商用供水( 生活用水)

 

2.显热回收系统

 

3.全热回收机组，带辅助加

 水冷热回收原理

1.水冷部分热回收机组原理图

 

部分热回收(制冷剂侧共用一回路），部分热回收(双换热器)。
2.水冷全热回收机组原理图

 

风冷热回收原理及其工作模式
全热回收

 

风冷机组全热回收原理图
机组增设的独立的热回收冷凝器，与风冷冷凝器并联布置。在冷凝器前后端电动阀的导向下，制冷剂流经风冷冷凝器或者热回收冷凝器。因此，机组可选择两种运行模式：制冷模式与热回收模式。
部分热回收

 

精密空调风冷机组部分热回收原理图
机组排气管路上增设的板式热交换器可回收压缩机排出的过热蒸气的显热，余留的冷凝热仍由风冷冷凝器处理。风冷冷水/热泵机组可在正常制冷或制热同时回收部分冷凝热，免费提供生活/工艺用热水；冬季制热运行时热回收则会相应降低空调制热输出。
风冷机组两种热回收方式优缺点

 

热回收系统中热水系统设计
热回收热水系统分为直供式和循环式。实际应用中，通常采用循环式。循环式系统可以用于生活热水系统，也可以用于供热系统。图中，实线为生活热水流程，虚线为供热系统流程示意。在暖通南社课件中有大量课件介绍。

 

循环式生活热水系统示意图
 

循环式热水系统的特点：
同时提供生活热水与供热系统（如空调供热）；
进出水温度变化较小，宜维持出水温度稳定，对机组本身的操作有利；
温差小，流量大，热回收装置的选择与回路设计相对比较简单；
相对而言，循环式系统的控制更为复杂些，需要考虑两个子系统。但在控制要求方面而言，较直供式系统简单。
精密空调风冷热回收系统工作模式

 

1.风冷热泵全热回收—夏季制冷
此时与普通风冷冷水机组一样使用,提供空调用冷冻水。制冷剂直接流入风冷冷凝器冷凝。

 

2.风冷热泵全热回收—夏季制冷+热回收
高温高压的制冷剂直接从压缩机至热回收器，机组在提供7℃冷冻水的同时又提供55℃生活热水。

 

3.风冷热泵全热回收置—冬季空调制热
此时与普通风冷热泵机组一样使用,提供空调用热水。制冷剂直接流入水侧换热器，从空气中吸取热量。

 

4.风冷热泵全热回收—春、秋、冬季热泵热水器
机组制冷剂经压缩机直接流入热回收器。可提供生活用55℃热水，机组从空气中吸取热量。(空气源热泵)

 

部分热回收采用串联形式、全热回收采用系统切换形式；

 

5.能量提升机的工作原理

 

精密空调能量提升机采用了辅助平衡换热器，当冷热负荷需求相等时，阀门1、2、3、4打开，5、6、7、8号阀门关闭，此时辅助平衡换热器关闭；当冷负荷需求大于热负荷时，主机处于制冷优先状态，图中阀门1、2、3、4、5、6开，7、8关闭，此时冷凝器就是一个热回收器，平衡器才是真正意义上的冷凝器；当热负荷需求大于冷负荷时，主机处于制热优先状态，此时图中阀门1、2、3、4、7、8开，5、6关闭，蒸发器就是个冷回收器，辅助热平衡器才是真正意义上的蒸发器。风冷热泵能量提升机可以根据外部负荷需要，任意调整制冷或制热优先，在其标定的最大制冷、制热范围内实现制冷或制热任意比例负荷，满足楼宇冷热负荷的需求，实现夏热冬冷地区过渡季节同时制冷、制热的需求。从图5中可以看出，该系统已不存在常规风冷热泵切换制冷制热模式所必须的四通换向阀门。

精密空调选型及其注意事项
在设计热回收系统时，通常的做法为分析可用热回收量与热负荷需求量后，合理匹配制冷用冷水机组与热回收机组。
如按空调制冷负荷（相对较小）与项目实际情况，选用风冷冷水或热泵机组时，建议配置部分热回收选项，利用其较高的热水出水温度制取生活热水或空调用热水。
如按空调制冷负荷（相对较大）与项目实际情况，选用水冷冷水或热泵机组时，通常选择将热回收机组（全热回收）与其它标准型冷水机组并联的形式，这种组合方式可以精确控制系统冷冻水总出水温度，有效利用热回收量，热水温度由系统控制，并同时保证机组与系统的效率。
在系统与机组选型时，由于风冷系统与水冷系统机组配置的不同，选型步骤也相应不同。
风冷冷水及热泵机组
1) 估算空调冷负荷，热水负荷（最大值与逐月、逐时值）
2) 根据冷负荷及功能分区确定风冷机组总冷量及台数
3) 根据热水负荷需求，确定风冷热回收机组台数（推荐2台以上）剩余机组为标准机组
4) 不能满足的热水负荷需求，需在选择其他加热设备（锅炉）时考虑
水冷冷水及热泵机组
1) 估算空调冷负荷，热水负荷（最大值与逐月、逐时值）
2) 根据热水负荷选型水冷热回收机组
3) 确定全热回收机组在制热时可回收的冷量
4) 根据空调冷负荷减去冷回收量，选型剩余所需的冷水机组
5) 不能满足的热水负荷需求，在选择其他加热设备（锅炉）时考虑
适当的热回收系统可同时满足建筑冷、热负荷及生活热水的需求，是一个比较好且容易实现的节能方式，但同时对系统的设计、控制和运行操作有更高的要求，才能保证热回收系统的节能特性以达到相关标准或相关认证的要求，例如：绿色建筑评价标识和LEED认证等节能认证标准。
精密空调系统设计必须遵循以下原则：
1) 准确确定热水需求峰值
2) 合理安排热回收机组的运行时间
3) 选择合适型号的热回收机组，避免过大选型。过大选型将会造成机组在部分负荷情况下“短路”，导致热水温度控制困难及缩短机组寿命。
4) 根据热回收运行时间 合理确定热水箱尺寸以保证热水温度的恒定。如热水循环量应不低于23~38L/Ton。
5) 合理设计热水箱管路连接，使热水充分混合并维持供水温度的稳定。
6) 需要有备用热源在热回收机组不运行时提供热源。可选热水加热器、热水锅炉或者蒸汽锅炉。不论采取的是何种备用热源，都需要合理的选型，以保证热回收机组不运行时热水供水温度的稳定。
什么是热泵、热机、热回收？
有关热泵与热回收机组，通常会产生疑惑，热泵机组属于热回收的应用吗？什么时候定义为热泵？什么时候定义为热回收机组？热机又是怎样定义的？
热回收机组
水冷或风冷机组
以制冷为主，冷冻水温度可控
回收冷凝热以制取热水，热水温度不可控（可通过系统控制）
2) 热机
水冷机组为多
以制热为主，热水出水温度比单制冷机组的冷却水出水温度要高
冷冻水出水温度不可控（可通过系统控制）
3) 热泵
精密空调水冷或风冷机组
制冷/制热工况可切换
制冷时，冷冻水温度可控，冷却水温度不可控；制热时，热水温度可控，冷冻水温度不可控。
因此说，如果从机组角度定义，则当机组以制冷为主，利用并回收原本弃用的冷凝热制取热水，则为热回收机组。而热泵机组制冷/制热工况可切换，也可应用于热回收系统中，当其制冷时，可提取回收冷凝热。而热机原本就以制热为主，蒸发器侧的冷量也可以从系统角度回收利用。
精密空调热回收机组由于同时提供冷量与热量，因此定义综合COP以评价机组综合性能：

文章来源：精密空调www.nhatbantv.com