1 空調冷凝熱熱回收的可行性

    常規空調系統主要由制冷劑循環、冷卻水循環、冷凍水循環和空氣循環組成。

    在制冷劑循環中，氣態的制冷劑在壓縮機內被壓縮，溫度升高、壓力增大；通過排氣管，高壓的氣態制冷劑進入冷凝器中被冷卻水冷卻，變成高壓液體；通過節流閥，壓力降低，高壓制冷劑變成低壓含少量氣體的氣液混合物；其后制冷劑在蒸發器內定壓(低壓)下吸收大量蒸發器里冷凍水的熱量，蒸發變成低壓的氣態制冷劑；氣態制冷劑通過吸氣管路再回到壓縮機內。

    在冷卻水循環中，冷卻水在冷凝器中吸收了制冷劑的熱量后，由泵送到冷卻塔的上部噴下，與逆流(上升)的空氣進行熱濕交換，冷卻水溫度降低。冷卻水再泵送到冷凝器與制冷劑進行熱交換，溫度升高，如此循環。

    空調房間的冷負荷(即熱量)通過蒸發器進入制冷劑循環，變成冷凝排熱的一部分，再通過冷卻水循環排到大氣中去。因此，對于常規空調制冷機，其主要作用是空氣調節，空調系統的冷凝熱直接排放到大氣中未加以利用。制冷機組在空調工況下運行時向大氣環境排放大量的冷凝熱，通常冷凝熱可達制冷量的 1.15～1.3 倍。大量的冷凝熱直接排入大氣，白白散失掉，造成較大的能源浪費，這些熱量的散發又使周圍環境溫度升高，造成嚴重的環境熱污染。若將制冷機放出的冷凝熱予以回收用來加熱生活熱水和生產工藝熱水，不但可以減少冷凝熱對環境造成的污染，而且還是一種變廢為寶的節能方法。近年來，對空調系統冷凝排熱熱回收的研究也越來越多。

    2 我國空調冷凝熱熱回收現狀

    隨著我國國民經濟的發展和人們生活水平的提高，我國空調的普及率迅猛增長；同時，由于人們生活習慣的改變和對清潔衛生要求的提高，住宅建筑越來越重視衛生生活熱水的供應。而目前國內家庭日常生活中所需要的熱水供應大部分是通過專門的熱水加熱器來提供。這進一步加劇了世界范圍內的能源緊缺和環境污染問題，引起了各個國家的高度重視。因此，近年來我國對空調系統冷凝排熱熱回收制備生活熱水等的研究越來越多。

    3 冷凝熱熱回收的分類

    冷凝熱利用方式主要可分為直接式和間接式。直接式是指制冷劑從壓縮機出來后進入熱回收器直接與自來水換熱制備生活熱水。間接式是指利用常規空調的冷凝器側排出的高溫空氣或37度的水來加熱制備生活熱水。間接式由于要增加的設備比較多，換熱效率比較低，所以該技術不易推廣。

   直接式又可以分為兩類，一種是只利用壓縮機出口蒸汽顯熱，蒸汽顯熱一般占全部冷凝熱的15﹪左右，按照熱水的需求量和顯熱量計算得出熱回收器的片數，其它的冷凝熱在冷凝器中被冷卻水帶走；另一種是利用全部的冷凝熱。這兩種比較由于前者只利用蒸汽顯熱，熱回收器的壓降比較小，使得冷凝器中壓力比較穩定對制冷影響比較小。

   3 冷凝熱熱回收的形式

  我國近年來研究應用的冷凝熱熱回收形式主要有以下幾種：

   1 雙冷凝器熱回收技術

   提出：夏季利用制冷機冷凝器加熱自來水可以提供熱水，降低能耗。要利用制冷機加熱自來水，應采用具有水冷冷凝器的制冷機。用自來水做冷卻水時，其水量應與建筑的冷負荷及制冷機的冷卻水量相匹配，保證制冷機安全正常運行。但是各類建筑的冷負荷與冷卻水量的變化規律與其自來水用水量的變化規律不盡相同，要做到最佳匹配比較困難。

    針對蒸汽壓縮制冷裝置的特點，提出了直接將滿足熱水用量的自來水送入熱回收換熱器，利用壓縮機的排氣顯熱和部分冷凝潛熱對其進行加熱，高溫熱水儲存在儲水箱內以供使用。

    結合前面的研究基礎上又從火用的角度分析了冷凝熱熱回收并提出了雙冷凝器熱回收技術(如圖1)，在壓縮機和冷凝器之間加一個熱回收器(冷凝器)回收冷凝熱,從這個外加的熱交換器出來的制冷劑的狀態是汽一液混合物或氣態,由后面的冷凝器吸收其余熱量。該技術可以根據要求直接回收制冷機組的蒸汽顯熱或是顯熱加部分潛熱來一次性加熱或循環加熱到水的指定溫度。該形式主要應用于中央空調冷水機組。

2 家用空調器常用的熱回收形式

    家用空調器在我國應用廣泛，而且數量多，是熱回收的重要方向之一。并指出：家用空調冷凝熱回收系統作為回收低品位能的有效方法，可廣泛適用于普通家用空調系統的改造上，其應用及節能前景可觀。

 在研究中提出了自己的為家用空調器常用的熱回收形式(圖2)。該形式是將空調器中壓縮機排出的高溫高壓的制冷劑蒸汽注入到熱水換熱設備中進行熱交換，加熱生活熱水。若熱水換熱器的換熱能力能夠獨立承擔所有的冷凝熱量，則無需使用風冷冷凝器，反之就要同時使用風冷和水冷冷凝器來承擔所有的冷凝負荷。

3 熱泵回收技術

   冷凝熱的回收途徑及可行性進行了探討。由于空調制冷中冷卻水溫度一般在 30～38℃，屬低品位熱能，要想充分回收需要熱泵技術，由制冷機與熱泵機組聯合運行構成一套熱回收裝置。該裝置把熱泵的蒸發器并接到制冷機冷卻水回路上，比較適合在現有的空調冷卻水系統中進行改造，控制也比較容易實現。

這種典型的間接冷凝熱熱回收形式(圖3)。當冷水機組和熱泵同時工作時，可以通過控制冷卻塔風機的啟停來控制冷卻水回水溫度。通過電動三通閥控制冷卻塔的冷卻水流量和熱泵蒸發器的流量比例，使熱泵的蒸發器出水溫度低于32℃ ，以保證冷水機組的正常運行。該種方式是在原系統并聯一套熱泵機組，把冷凝熱作為熱泵熱源來制備熱水。