论文部分内容阅读
摘 要 介绍空调冷凝水产生原因,计算冷凝水水量,分析冷凝水水质,从不同方面介绍冷凝水的回收再利用方法,指出冷凝水是宝贵的可利用资源,必须加以利用。同时指出,因地制宜,合理开发空调冷凝水会产生良好的经济效益,社会效益和能源环境效益。
关键词 中央空调;冷凝水;回收利用
中图分类号 F24F 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0145-01
空调运行时产生的空调冷凝水作为废物排到下水道是空调工程一直以来的传统作法。这种做法不仅浪费了大量的水资源和冷凝水所含的能量,而且有时还会造成环境污染和生活的不便。在能源和资源日益紧张的今天,这种把空调冷凝水直接排放的做法显然是不科学的。因此,研究和分析冷凝水回收也越来越受到人们的重视。
1 冷凝水产生原因
通过空调原理可知,如果温度低于空气的露点温度其中的水蒸气就会冷凝变成冷凝水析出,而所有正常工作的空调表冷器表面温度都低于空气的露点温度,当空气流经表冷器或风机盘管时,由于其表面温度低于空气的露点温度,空气中的水蒸气冷凝析出,类似蒸馏水。图1是空气处理过程的焓湿图,新风W与室内空气N混合,混合后的状态为C,进入空调蒸发器或风机盘管冷却到机器露点L,空气中的水蒸气冷凝为水,露点空气从送风口出来进入室内。只要空调运行,空调运行产生的冷凝水就会源源不断地流出来。
图1 空调运行时空气处理过程h - d图
2 冷凝水水量及水质研究
1)冷凝水水量计算。在一个恒温恒湿的封闭空间,冷凝水产生的来源主要由两部分组成,一部分为室外新风带来的冷凝水,另一部分为室内人员产生的余湿。第一部分可以通过新风量与处理前后含湿量变化的乘积得出;人员散湿量可以通过客流量和单位人员散湿量计算得出。可知,冷凝水总量即为以上两部分的和。
如果按广州地区气候,空调器每年至少运行180天,每天按6小时计,一年之内可以产生10033.2公斤的冷凝水,由此可见空调冷凝水的量是非常可观的。当然,从前面计算可知,空调器实际产生的冷凝水量与空调器循环的风量、室内参数、新风比、新风参数、机器露点、空调器的产冷量等因素有关。2)冷凝水分析。由空调冷凝水形成分析可知,空调冷凝水是由空气中的水蒸气冷凝而成,空气中除了干空气和水蒸气外,还含有灰尘、细菌、病毒等一些有害物质,空气中的水蒸气在冷凝时,有害物质也会被带到冷凝水中。空气污染的程度越大,冷凝水中的有害物质的含量也越多。
同时,空调冷凝水温度比较低,不管是制冷剂系统还是水系统,室内机组换热管表面温度通常在7-12℃,因此,空调冷凝水温度一般在10-15℃范围内,这样的水温完全可以作为冷源直接利用其中的冷量。
3 冷凝水回收方法研究
不论从冷凝水量还是冷凝水中所含冷量来说,空调冷凝水的利用是相当可观的。我们可以从两个方面加以讨论:即利用空调冷凝水作水资源或利用空调冷凝水的冷量。
3.1 利用空调冷凝水作水资源
我们知道,空调运行时产生的冷凝水量是可观的,特别是对于大型中央空调来说,其产生的冷凝水是很多的,而且收集点集中。目前利用空调冷凝水作水资源的技术可以从以下几个方面进行考虑。如做冷却水塔补充水;作卫生用水;作绿化灌溉用水或作饮用水等。
针对不同的使用方法,其处理方法也不同。如果将冷凝水直接作为饮用水使用,需采用特殊的净化工艺除去空调冷凝水中所含的杂质。冷凝水砂滤,过滤棒过滤,活性碳吸附,膜滤,等过程处理,生成饮用水。如果作为冷却塔补水,则需要在水中添加化学阻垢剂,同时补充新鲜水和排放部分含盐量高的冷却水,用无盐的空调冷凝水作冷却水塔的补充水会减少积垢。在火车站候车室、机场等人流量很多的公共场所,中央空调产生的冷凝水量比较多,同时,卫生间需要的卫生用水量也比较多,而且卫生间用水对水质没有什么要求,只要透明没有异味就可以了。因此,空调冷凝水作为卫生用水无疑也是一种好的利用方法。在绿化方面,为保证草皮、花卉等的正常生长,每年都要消耗大量的宝贵的自来水来浇灌,另外按国家有关规定,一般新建区绿地率不应低于30%,旧区改造绿地率不应低于25%。根据计算一个占地1500m2的8层办公楼产生冷凝水约7t/d,绿化用水量按1.5~2L/(m2d)计,可以服务3500m2的绿化面积,远远大于绿化需求。为此只需要安装个水箱,将冷凝水储存即可。
3.2 利用空调冷凝水的冷量
空调冷凝水温度较低,通常在12℃,如果再加上冷凝水的蒸发潜热,那么冷凝水的冷量是比较大的,利用空调冷凝水的冷量主要有以下三个方面:
1)将冷凝水送入制冷循环中,在冷却塔之前设置一个空调冷凝水收集设备,将需要的冷却的水提前通过该收集设备,作为辅助冷却的冷源,降低了冷却塔的冷却任务,减少了自来水的利用量。2)直接作为工业冷却水使用。在大型集中空调系统中,如果冷凝水水量很大,可直接收集用来冷却小型的工业设备,省去了冷却塔的设置,降低了初投资,提高了经济效益。3)空调冷凝水冷却风冷型冷凝器。风冷型空调器的制冷效果与散热器散热效果有直接关系,散热效果好空调器的制冷效果就好,而风冷型冷凝器的散热效果与环境温度有关,环境温度越高散热效果也就差。因此只要提高冷凝器的散热效果就可以提高空调器的制冷效果。
当然还可以提高空调器的能效比,把空调器蒸发器产生的冷凝水收集然后再喷淋到冷凝器的表面上。这样,低温的冷凝水和空调冷凝水蒸发可以增加空调冷凝器的散热效果。
4 结论
大型空调系统的使用越来越多必然导致越来越多的冷凝水产生。冷凝水不是废水,白白排掉会浪费大量的水量及冷量,因此,空调冷凝水回收利用已成为一门专门的技术,同时也是符合我国能源现状的一个合理方法。
合理的利用空调冷凝水,不论从环保方面来说,还是经济方面来说,都是完全可行的,会产生良好的经济效益,社会效益和能源环境效益。都是符合我国节能减排及可持续发展政策,应大力推广。
参考文献
[1]薛定华,等.空调调节[M].北京:清华大学出版社,1993.
[2]于春红.空调冷凝水余热回收利用问题探讨[J].设计研究,2007,5.
[3]梁仁建.空调冷凝水回收利用技术应用与分析[J].广东轻工职业技术学院学报,2009,6.
[4]郑朝晓.冷凝水回收再利用[J].工程技术,2010,15.
[5]何志豪,王龙,黄伟雄.中央空调冷凝水回收利用工程实例与分析[J].建筑节能,2008,12.
关键词 中央空调;冷凝水;回收利用
中图分类号 F24F 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0145-01
空调运行时产生的空调冷凝水作为废物排到下水道是空调工程一直以来的传统作法。这种做法不仅浪费了大量的水资源和冷凝水所含的能量,而且有时还会造成环境污染和生活的不便。在能源和资源日益紧张的今天,这种把空调冷凝水直接排放的做法显然是不科学的。因此,研究和分析冷凝水回收也越来越受到人们的重视。
1 冷凝水产生原因
通过空调原理可知,如果温度低于空气的露点温度其中的水蒸气就会冷凝变成冷凝水析出,而所有正常工作的空调表冷器表面温度都低于空气的露点温度,当空气流经表冷器或风机盘管时,由于其表面温度低于空气的露点温度,空气中的水蒸气冷凝析出,类似蒸馏水。图1是空气处理过程的焓湿图,新风W与室内空气N混合,混合后的状态为C,进入空调蒸发器或风机盘管冷却到机器露点L,空气中的水蒸气冷凝为水,露点空气从送风口出来进入室内。只要空调运行,空调运行产生的冷凝水就会源源不断地流出来。
图1 空调运行时空气处理过程h - d图
2 冷凝水水量及水质研究
1)冷凝水水量计算。在一个恒温恒湿的封闭空间,冷凝水产生的来源主要由两部分组成,一部分为室外新风带来的冷凝水,另一部分为室内人员产生的余湿。第一部分可以通过新风量与处理前后含湿量变化的乘积得出;人员散湿量可以通过客流量和单位人员散湿量计算得出。可知,冷凝水总量即为以上两部分的和。
如果按广州地区气候,空调器每年至少运行180天,每天按6小时计,一年之内可以产生10033.2公斤的冷凝水,由此可见空调冷凝水的量是非常可观的。当然,从前面计算可知,空调器实际产生的冷凝水量与空调器循环的风量、室内参数、新风比、新风参数、机器露点、空调器的产冷量等因素有关。2)冷凝水分析。由空调冷凝水形成分析可知,空调冷凝水是由空气中的水蒸气冷凝而成,空气中除了干空气和水蒸气外,还含有灰尘、细菌、病毒等一些有害物质,空气中的水蒸气在冷凝时,有害物质也会被带到冷凝水中。空气污染的程度越大,冷凝水中的有害物质的含量也越多。
同时,空调冷凝水温度比较低,不管是制冷剂系统还是水系统,室内机组换热管表面温度通常在7-12℃,因此,空调冷凝水温度一般在10-15℃范围内,这样的水温完全可以作为冷源直接利用其中的冷量。
3 冷凝水回收方法研究
不论从冷凝水量还是冷凝水中所含冷量来说,空调冷凝水的利用是相当可观的。我们可以从两个方面加以讨论:即利用空调冷凝水作水资源或利用空调冷凝水的冷量。
3.1 利用空调冷凝水作水资源
我们知道,空调运行时产生的冷凝水量是可观的,特别是对于大型中央空调来说,其产生的冷凝水是很多的,而且收集点集中。目前利用空调冷凝水作水资源的技术可以从以下几个方面进行考虑。如做冷却水塔补充水;作卫生用水;作绿化灌溉用水或作饮用水等。
针对不同的使用方法,其处理方法也不同。如果将冷凝水直接作为饮用水使用,需采用特殊的净化工艺除去空调冷凝水中所含的杂质。冷凝水砂滤,过滤棒过滤,活性碳吸附,膜滤,等过程处理,生成饮用水。如果作为冷却塔补水,则需要在水中添加化学阻垢剂,同时补充新鲜水和排放部分含盐量高的冷却水,用无盐的空调冷凝水作冷却水塔的补充水会减少积垢。在火车站候车室、机场等人流量很多的公共场所,中央空调产生的冷凝水量比较多,同时,卫生间需要的卫生用水量也比较多,而且卫生间用水对水质没有什么要求,只要透明没有异味就可以了。因此,空调冷凝水作为卫生用水无疑也是一种好的利用方法。在绿化方面,为保证草皮、花卉等的正常生长,每年都要消耗大量的宝贵的自来水来浇灌,另外按国家有关规定,一般新建区绿地率不应低于30%,旧区改造绿地率不应低于25%。根据计算一个占地1500m2的8层办公楼产生冷凝水约7t/d,绿化用水量按1.5~2L/(m2d)计,可以服务3500m2的绿化面积,远远大于绿化需求。为此只需要安装个水箱,将冷凝水储存即可。
3.2 利用空调冷凝水的冷量
空调冷凝水温度较低,通常在12℃,如果再加上冷凝水的蒸发潜热,那么冷凝水的冷量是比较大的,利用空调冷凝水的冷量主要有以下三个方面:
1)将冷凝水送入制冷循环中,在冷却塔之前设置一个空调冷凝水收集设备,将需要的冷却的水提前通过该收集设备,作为辅助冷却的冷源,降低了冷却塔的冷却任务,减少了自来水的利用量。2)直接作为工业冷却水使用。在大型集中空调系统中,如果冷凝水水量很大,可直接收集用来冷却小型的工业设备,省去了冷却塔的设置,降低了初投资,提高了经济效益。3)空调冷凝水冷却风冷型冷凝器。风冷型空调器的制冷效果与散热器散热效果有直接关系,散热效果好空调器的制冷效果就好,而风冷型冷凝器的散热效果与环境温度有关,环境温度越高散热效果也就差。因此只要提高冷凝器的散热效果就可以提高空调器的制冷效果。
当然还可以提高空调器的能效比,把空调器蒸发器产生的冷凝水收集然后再喷淋到冷凝器的表面上。这样,低温的冷凝水和空调冷凝水蒸发可以增加空调冷凝器的散热效果。
4 结论
大型空调系统的使用越来越多必然导致越来越多的冷凝水产生。冷凝水不是废水,白白排掉会浪费大量的水量及冷量,因此,空调冷凝水回收利用已成为一门专门的技术,同时也是符合我国能源现状的一个合理方法。
合理的利用空调冷凝水,不论从环保方面来说,还是经济方面来说,都是完全可行的,会产生良好的经济效益,社会效益和能源环境效益。都是符合我国节能减排及可持续发展政策,应大力推广。
参考文献
[1]薛定华,等.空调调节[M].北京:清华大学出版社,1993.
[2]于春红.空调冷凝水余热回收利用问题探讨[J].设计研究,2007,5.
[3]梁仁建.空调冷凝水回收利用技术应用与分析[J].广东轻工职业技术学院学报,2009,6.
[4]郑朝晓.冷凝水回收再利用[J].工程技术,2010,15.
[5]何志豪,王龙,黄伟雄.中央空调冷凝水回收利用工程实例与分析[J].建筑节能,2008,12.