摘 要：随着节能减排战略的不断深入，如何从制冷空调入手，通过对其冷凝热回收性能进行分析和研究，采用有效的手段提高其冷凝热回收效率对于推动制冷空调的节能减排工作具有十分重要的意义。鉴于此，文章从制冷空调冷凝热理论入手进行了分析，并就制冷空调冷凝热回收的可行性、种类及存在的问题与对策进行了研究，希望能为相关领域的研究提供借鉴。

关键词：制冷空调；冷凝热回收；理论；性能

对于常规的制冷空调而言，其制冷机组的主要作用即对空气进行调节，对于空调系统而言，其通常将冷凝热直接排入大气中，很少对其加以利用，这不仅导致了能源的大量浪费，还为环境带来热污染。但是，应当注意的是，制冷空调的制冷机组其实具有冷凝热回收性能，可借助于冷凝热对生活及生产工艺的热水进行加热，这样不仅大幅度降低了排放的冷凝热对于环境所带来的热污染，还变废为宝，实现了节能减排的目的。

1 制冷空调冷凝热回收理论分析

目前，有关制冷空调压缩式制冷理论主要包括如下循环过程，即绝热及绝热节流两个定压过程构成，借助于逆卡诺循环实现了热量向其他方面的转移。对于夏季而言，制冷空调时常采用制冷循环，此时其性能指标采用制冷系数COPr进行表示：

COPr=Qr/We

而冷却水侧可看成逆卡诺制热循环，其同热泵的运行相当，可通过制热性能系数COPh来表示：

COPh=Qh/We

在夏季，制冷空调的冷凝热回收其实就是制冷过程中，同时借助于冷却水将热量带走，以实现能源利用率的大幅提高，从而有效实现能源的节约。以下采用综合性能系数COPov为参考系统，对热回收式热泵空调同制冷空调的性能进行对比，对其二者的不同之处进行分析。综合性能系数COPov可以如下方式进行表示：

COPov=（Qr+Qh）/We=COPr+COPh=2COPr+1

由此可知，综合性能系数为制冷性能系数的二倍多，因而理论上来说，对夏季制冷空调冷凝热进行回收可提高机组一倍以上的能源利用效率。

2 制冷空调冷凝热回收的可行性分析

对于任何废热而言，其要想具有利用价值必须具有如下几个方面的内部条件：一是排放量较大；二是排放量相对集中；三是较长时间内排放量间内相对较为稳定。废热只要具备这三个条件，其就具有一定的回收价值。此外，为了使其在工程中能够有效地得到运用，还应具有如下三方面的外部条件：一是就近可以找得到此种低品位热能的大量外部使用场所；二是所需的热能品位应同废热的品位相接近；三是废热所产生时间应同废热使用时间保持一致。在夏季制冷空调的工况条件下，其所释放的冷凝热量是其制冷总量的1.3倍左右。由此可见，对于大中型集中式制冷空调系统而言，其冷凝热排放量相当大。但是，对于家用空调而言，虽然其冷凝热的排放量并不是特别大，但也足够满足家庭生活热水的需求了。制冷空调进行冷凝热的排放过程中均是借助于风冷冷凝器进行集中性排放，在制冷空调的运行过程中，在相当长的时间内，冷凝热的排放处于较为稳定的状态。因此，对于制冷空调而言，其冷凝热已经满足了如上三方面的内部条件，因而具备足够的回收价值。此外，由于生活热水同冷凝热二者的品位大体相同，因而其两者可较好进行匹配，虽冷凝热排放时间同用户的使用时间方面可能不太一致，但完全可借助于蓄热水箱等来进行此矛盾的解决。因此，总体而言，借助于制冷空调冷凝热的回收来对生活热水进行加热是完全可行的，因此，在建筑节能工程方面进行应用十分有意义。

3 制冷空调冷凝热回收系统的分类

根据制冷空调冷凝热回收方法的不同，可将其分为直接及间接式回收两大类，其中，直接式主要指的是制冷剂由压缩机到进入热回收器后同自来水直接进行换热，以便对生活热水进行制备，此法采用了热回收器来对制冷空调的冷凝热量进行直接回收。而间接式主要指的是借助于空调冷凝器侧所排放的高温进行空气或37度冷却水的加热，而后再借助于热回收器等相关设备来进行生活热水的间接加热。由于间接式需增加较多设备，因此换热率相对较低，因而目前应用过程中使用较多的是直接式回收系统。

根据制冷空调冷凝热回收器同冷凝器之间组合方式的不同又可将其分为单、双两类冷凝器。前者主要指的是空调冷凝器同时还作为热回收器同生活热水系统相互联接，并交替进行两种模式的运行。后者主要指的是在压缩机同冷凝器间进行一个热回收器的串联，这样，从压缩机所排放出来制冷剂的过热蒸汽先进入到热回收器中，在借助于过热蒸汽的显热以及冷凝潜热来进行热水的加热，而后再进入到主冷凝器内进行冷凝。后者其冷凝热回收系统又包括了风冷型及水冷型两类。其中，风冷型适用于较小型的家用制冷空调系统中，水冷型则适用于大、中型的制冷空调系统中。

根据制冷空调冷凝热回收程度还可将其分为显热、全热以及综合三大类型。其中，显热型主要指冷凝热回收利用的是压缩机的出口蒸汽显热，其中，蒸汽显热约占总冷凝热的15%，以显热量计算为依据可得到热回收器所具有的换热面积，其它冷凝热则会被主冷凝器中所具有的冷却水带走，因显热型利用的是蒸汽显热，因而能够获取较高热水温度，而且冷凝压力的波动也相对较小，且制冷机的运行工况相对稳定，但是，此种类型中系统的热回收量相对较小，因此，只能用于双冷凝器型系统中。对于全热型而言，其主要指的是冷凝热对全部冷凝显热及其潜热进行回收，以全热量计算为依据，可得到换热面积，全热型可对全冷凝热量进行利用，因而热回收量相当大，但是，所得热水的温度相对较低，容易导致冷凝压力发生波动，且制冷机的运行工况不够稳定，此种方式多用在单冷凝器系统中。此外，综合型主要指的是在双冷凝器型冷凝热回收系统的热回收器旁进行旁通控制装置的加设，借助于此系统来对热回收器中过热蒸汽进入的流量进行控制，以便实现对过热蒸汽显热、部分潜热直到所有冷凝热量的充分利用，此系统属于双冷凝器系统。

4 我国制冷空调冷凝热回收技术存在的问题及其研究方向分析

目前，我国制冷空调在冷凝热回收方面主要存在着如下几个方面的问题：（1）对于冷凝排热回收的研究仅限于理论形式的分析，且仍处在初步探讨阶段，对于实践性研究较为缺乏；（2）冷凝热回收主要由设备工作情况决定，很多时候无法达到预期效果，就其效果而言，其主要是由空调系统运行工况决定的，因此，其目的也多从节能环保方面进行考虑来进行回收的余热，而不可为获取热量而随意进行空调工况的改变；（3）进行热回收设备开发过程中对于部件的优化匹配设计较为缺乏，应当对计算机模拟方面进行深入研究。

结合上述问题及我国实际研究情况，我国制冷空调未来主要研究方向多集中在如下几个方面：（1）解决我国蓄热水池较大等方面的问题以及系统运行过程中蓄热装置的动态模拟及其系统的形式等方面问题。（2）对整体部件匹配方面的优化设计，并从计算机模拟方面入手进行研究。（3）对系统自身进行进一步优化，以尽可能实现设备初投资的降低，并对其应用前景进行预测及评价。

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