空调冷凝水回收利用专利技术研究

发表时间:2020/6/11   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:高捷
[导读] 摘要:目前,空调冷凝水的处理方式包括直接排放和回收利用。
        河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心  河南省郑州市  450000
        摘要:目前,空调冷凝水的处理方式包括直接排放和回收利用。直接排放是将冷凝水采用接水盘收集后,通过排水孔、排水管等装置,及时将冷凝水排到室外或卫生间等,防止冷凝水积聚在底盘,对室内机造成损坏;回收利用是利用冷凝水的水量或冷量:其中利用冷凝水的水量一般是将冷凝水收集后,对水资源进一步使用;回收冷凝水的冷量一般是将冷凝水收集后,将冷凝水的冷量传递给其余部件。
        关键词:空调冷凝水;回收;利用
        1 冷凝水回收利用方式
        冷凝水的回收利用方式有多种,例如,将冷凝水送入室外冷凝器上以加强冷凝器的散热、将冷凝水与空调系统循环制冷剂或空调部件进行换热,以降低制冷剂或空调部件的温度,或将冷凝水净化后对室内进行加湿。
        1.1 强化室外冷凝器散热
        采用冷凝水强化室外冷凝器散热的核心思路在于,将冷凝水收集后排放到冷凝器上。1986年,株式会社日立制作所在JP昭61-184343A中提出,在一体式空调器室外侧换热器附近设置喷嘴,将室内侧接水盘中的冷凝水,通过管道送入室外侧的喷嘴,喷嘴将冷凝水喷洒到室外换热器内侧面。2002年,株式会社日立制作所在JP特開2002-250543A中提出,在分体式空调器室外机的换热器上部设置布水装置,室内机产生的冷凝水通过管道送入布水装置。2005年,LG电子株式会社在KR10-2005-0084368A中提出,在一体式空调器的室外空间区的贯流式风扇上设置多个抛水环,抛水环浸入聚集在壳体的底部区内的冷凝水中,贯流式风扇旋转时,使冷凝水散射到室外的第二热交换器上。2011年,TCL空调器(中山)有限公司在CN202066127U中提出,在空调室外机冷凝器的迎风面上安装集水管和与集水管连接的多条毛细胶管,毛细胶管上有多个针孔状的出水口,蓄水箱内收集的冷凝水通过集水管送到毛细胶管,通过针孔状出水口喷到冷凝器上。
        对于风冷式空调器(例如分体式空调器及窗式空调器),将冷凝水喷洒到冷凝器附近或直接喷洒到冷凝器上,可以实现冷凝器进风的预冷,将风冷式换热器变成蒸发冷却,增大室外换热器的换热效果,提高空调器COP,还能使冷凝水蒸发到室外空气中,避免冷凝水排放不当带来的环境污染以及能源浪费的问题。
        1.2 冷却循环制冷剂
        采用冷凝水冷却空调系统循环制冷剂的核心思路在于,将高温制冷剂铜管与收集的冷凝水接触,使制冷剂的温度传递给冷凝水。1997年,三星电子株式会社在CN1148683A中提出,在蒸发器下部设置收集冷凝水的水槽,使连接冷凝器与毛细管之间的制冷剂管道穿过收集冷凝水的水槽,降温后的制冷剂经由毛细管和蒸发器循环到压缩机。2002年,杜宝军在CN2472120Y中提出,在压缩机排气管外部套设冷凝水存水管,室内机出水管的出水端连通在冷凝水存水管上,冷凝水存水管的另一端连通以冷却水排水管,将室内机排出的20℃左右的冷凝水引导室外机内套在排气管外的存水管中。2016年,珠海格力电器股份有限公司在CN105299771A中提出,冷凝器的制冷剂在流过节流组件之前,先与来自蒸发器的冷凝水在冷却换热器中进行换热,换热后的冷凝水通过冷却换热器的冷凝水出口向外排出,在冷却换热器的冷凝水出口处设置电动调节阀,根据冷却换热器的制冷剂出口的制冷剂温度与冷凝温度之差确定电动调节阀的开度,以控制参与换热的冷凝水量,避免冷凝水快速排出而没有充分参与换热过程,保证制冷剂过冷度大于或等于预定值,达到自动控制制冷剂过冷度的目的。
        将冷凝器与节流装置之间的制冷剂管道与冷凝水换热,使制冷剂的过冷度增大,提高了空调系统的制冷能力。

将低温度的冷凝水与压缩机排气管换热,使排气温度降低,改善了压缩机的运行环境,延长其使用寿命。
        1.3 冷却空调系统部件
        采用冷凝水冷却空调系统部件,包括冷却室外机电控盒、室内外的风机电机、压缩机等。2000年,夏普株式会社在JP特開2000-55411A中提出,室外机电控盒内电气元件的背面设置有散热翅片,将散热翅片设置在冷凝水槽侧,从室内收集的冷凝水流入冷凝水槽中,吸收电气元件的热量,或者将冷凝水槽安装在散热片上方,在冷凝水槽底部的开口部设置水管、排水喷嘴,通过排水喷嘴将冷凝水均匀地喷射到散热片上。2005年,广东科龙电器股份有限公司在CN2700766Y中提出,在冷凝器下部设置储水槽,上部设置接水槽,循环水泵通过排水软管将储水槽内的水抽到接水槽,接水槽内的凝结水通过喷水孔喷淋在冷凝器上,同时,排水软管的其中一段呈蛇形缠绕在压缩机的外侧,使压缩机降温;同年,乐金电子(天津)电器有限公司在CN1632407A中提出,采用冷凝水冷却室内机电机,在风扇电机的外壳上设置冷凝水套,冷凝水通过冷凝水套的入水口流入冷凝水套,从出水口通过排水管的下端排到室外。2007年,乐金电子(天津)电器有限公司在CN1888697A中提出,一体式空调器的挡板的室内侧表面上设有能够接受从热交换器上滴落下来的冷凝水并向后排出的排水部,排水部包括上部导流部、左右导流部、下部导流部及开孔部,开孔部贯通形成在挡板上,将冷凝水引至挡板后方,电机固定在挡板上,排水部与电机间的距离在规定值以内,电机的热量通过挡板上接近电机的临近部位传给冷凝水,防止电机过热。
        采用冷凝水与电控盒换热或将冷凝水喷洒到电控盒的散热片上,能够有效带走电元器件产生的热量,提高电控系统控制、驱动能力和效率。采用空调冷凝水冷却风扇电机,能够防止电机过热,延长电机寿命,节约能源。将冷凝水与压缩机换热,能够提高压缩机的可靠性,降低制冷剂回气和排气的过热度,提高压缩机效率。
        1.4 利用冷凝水为室内加湿
        利用冷凝水为室内加湿的核心思路在于,将空调产生的冷凝水收集后进行杀菌净化,在采用一定措施使冷凝水变成蒸汽送入室内。1978年,株式会社日立制作所在JP昭53-58149A中指出,将一体式空调产生的冷凝水收集到室内侧的水箱中,水箱下部设置超声波振荡器以产生蒸汽,室内风扇运行后,部分空气通过导管进入蒸汽室加湿,加湿后的空气经排放管送到室内。将空调冷凝水杀菌净化,再通过超声波或加热等方式变成水蒸气,将水蒸气吹向室内以增加湿度,实现了空调系统既能制冷又能加湿的功能,且加湿时不需要人工另外加水,实现了废水再利用。
        2结束语
        从空调诞生之初至今,国内外很多机构及个人都在对冷凝水的回收利用进行研究,并且提出了多种回收利用方式,然而在实际应用中,空调产生的冷凝水大多直接排放到室外或卫生间等处,设置冷凝水回收利用装置的空调系统并不多,原因在于将冷凝水回收利用装置应用于空调系统时还需要考虑很多问题,例如增设冷凝水回收装置带来的初投资的增加、回收利用冷凝水时消耗的动力、为循环制冷剂或室外空气的流动增加的阻力、冷凝水杀菌消毒的投入及净化程度等,回收冷凝水的冷量及水量带来的空调COP和制冷量增加及能源利用率提高的量值,以及投入与收益之间的关系,这些问题影响了冷凝水回收利用的实际应用,同时也为今后冷凝水回收利用的研究提供思路和方向。
        参考文献:
        [1]万丽霞,陈刚,李惠敏.分散式空调冷凝水的回收与节能利用探讨[J].建筑节能,2012(4),23-25.
        [2]姬利明,祁影霞,欧阳新萍.家用空调冷凝水节能利用探讨[J].低温与超导,2011,39(5):53-56,68.
        [3]株式会社日立制作所.空调冷凝水处理装置[P].日本专利:昭61-184343,1986-08-18.
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