機房空調熱回收概念與分類形式

您了解空調熱回收技術嗎？其實內容真不少！暖通南社為您一一道來。

什么是熱回收？

冷水機組在制冷時，壓縮機排出的高溫、高壓制冷劑氣體在冷凝器中冷凝放熱，在常規冷水機組中這部分冷凝熱量通常被冷卻塔或冷卻風機排向周圍環境中，這對需要用熱的場所如賓館、工廠、醫院等是一種巨大的浪費，同時給周圍環境也帶來一定的廢熱污染。

熱回收技術就是通過一定的方式將冷水機組運行過程中排向外界的大量廢熱回收再利用，作為用戶的最終熱源或初級熱源。

此時，機房空調壓縮機排出的高溫高壓氣態制冷劑先進入熱回收器，放出熱量加熱生活用水(或其它氣液態物質)，再經過冷凝器和膨脹閥，在蒸發器吸收被冷卻介質的熱量，成為低溫低壓的氣態制冷劑，返回壓縮機。

部分熱回收

在流出壓縮機進入冷凝器時，制冷劑蒸氣為過熱狀態，部分回收就是回收利用這部分熱量。在壓縮機與常規冷凝器之間增加一個熱交換器，從過熱狀態的制冷劑獲取熱量。這種形式的熱回收，可回收的為過熱量，交換熱量的一側為熱水溫度，另一側為制冷劑的壓縮機排氣溫度，因此所提供的熱水量較小，溫度較高，溫度不可控。

 

部分熱回收壓焓圖

顯熱回收（部分熱回收）的特點：

回收比例小，一般為冷凝熱的8%-15%；

熱水最高出水溫度由空調機組正常運行時的冷卻水溫度決定；

對冷水機組的性能(COP)有促進作用；

相對標準機組而言，成本增加少。

全熱回收

全熱回收回收的是所有需要被排出的過熱量與冷凝熱，制冷劑處于過熱蒸氣狀態與氣液混合狀態。通常的做法是，設置一個熱回收冷凝器，可完全替代常規冷凝器。這種形式的熱回收，可回收的冷凝過程中所有的熱量，交換熱量的一側為熱水溫度，另一側為制冷劑的冷凝溫度，因此所提供的熱水量較大，溫度較小，溫度不可控。

機房空調全熱回收壓焓圖

全熱回收的特點：

回收比例大（熱回收量＝制冷量＋輸入功率×0.95）；

熱水出水溫度可根據需要進行選擇；

冷水機組的性能會受到熱水出水溫度的影響，溫度越高, 冷水機組效率越低。

相對標準機組而言，成本增加較顯熱回收高。

熱回收機組產品

水冷熱回收機組（串聯）

代表品牌：約克、特靈、開利、麥克維爾、頓漢布什、克萊門特、堃霖等。

風冷熱回收機組（并聯）

代表品牌：日立、頓漢布什、開利、新晃、麥克維爾、克萊門特、美意、王牌等。

機房空調水冷熱回收型式及其控制方式

水冷熱回收型式及其比較

方式一：冷卻水熱回收方式，其原理方式如圖1。這種熱回收方式是在空調冷卻水的出水管路中增加一個熱回收換熱器，從冷卻水中回收一部分熱量用于生活熱水的加熱，這種方式的缺點是生活熱水的出水溫度較低，一般只能達到30℃，回收的余熱量也較少，還需要通過換熱器再加熱才能達到生活熱水所需要的溫度（55℃～60℃），其投資的回收期也較長，優點是熱回收冷水機組制冷運行不受影響。

方式二：在冷水機組中增加一個串聯的熱回收冷凝器，其原理方式如圖2。這種方式使生活熱水直接與壓縮機的高溫排氣直接換熱，因此可以提供較高的出水溫度，如螺桿式熱回收冷水機組的熱水出水溫度甚至可以達到55℃，同時冷水機組的制冷運行效率不受影響。這種方式的不足之處是熱回收量比例較小，一般不到冷水機組制冷負荷的20%。串聯方式一般用于顯熱回收，離心式冷水機組不采用。

方式三：機房空調在冷水機組中增加一個并聯的熱回收冷凝器，其原理方式如圖3。這種方式提供的熱水出水溫度較第一種方式高，離心式熱回收冷水機組的熱水出水溫度可以達到43℃。其最大的優點是可回收的熱量比例高，理論上可以回收冷凝器100％的冷凝熱量。缺點是冷水機組的制冷運行效率會下降，熱水的出水溫度越高，冷水機組的運行COP越低。

方式四：冷水機組原有冷凝器增加管束，成為單冷凝器雙管束，從而實現熱回收冷凝器，其原理方式如圖4。這種方式提供的熱水出水溫度與并聯式熱回收冷凝器提供的溫度基本相同，最高可達到60℃。其優缺點與并聯式相同，可回收的熱量比例高，理論上可以回收冷凝器100％的冷凝熱量，但在熱回收溫度要求提高時，冷水機組的制冷運行效率會下降，熱水的出水溫度越高，冷水機組的運行COP越低。

從水冷熱回收冷水機組冷凝器結構的角度來看，熱回收系統按從冷凝器取熱的方式分類，可分為單冷凝器雙管束、雙冷凝器結構，雙冷凝器又可分為全熱回收與部分熱回收兩類。

機房空調熱回收技術就是對冷水機組的冷凝排熱（通常由冷卻塔排放至大氣環境中）進行回收，并加以有效地利用，從而達到某些應用場合的節能目的。例如，一個酒店在夏季需要同時供熱和制冷，有了熱回收循環后，在制冷時排放的熱量可以通過熱回收后輸送到建筑物中需要供熱的地方。需要注意的是，熱回收循環只有在同時需要供熱制冷時才可實現，且運行時必須要有足夠的冷負荷，才能保證供熱的需求。

部分熱回收（顯熱回收），其特點是回收量比例不大，一般不超過整體冷凝熱的20%，回收溫度不高，對機組效率無影響，與常規機組相比，成本增加較少；全熱回收（潛熱回收），其特點是回收熱量比例高，回收溫度可根據需要選擇，如果所要求的熱水溫度較高（高于空調工況冷凝器出水溫度），對機組本身的性能有負面影響，影響幅度取決于熱水的出水溫度要求，但是綜合考慮系統的整體性能（充分利用熱回收量+制冷量），仍然有較好的節能優勢，與常規機組相比，成本增加相對顯熱回收要高。

水冷熱回收控制方式

常用于熱回收系統的冷水機組形式

帶冷卻塔回路

標準冷凝器 + 顯熱回收冷凝器 ----顯熱回收模式

兩部分換熱集成在一個筒體中，或者獨立分開；

串聯分布

標準冷凝器 ----全熱回收模式

標準冷凝器 + 熱回收冷凝器 ----全熱回收模式

兩個冷凝器集成在一個筒體中，或者獨立分開；

既有串聯分布，也可并聯分布

不帶冷卻塔回路

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