眾所周知,大型中央空調在制冷的過程中,可利用中央空調的冷凝器排氣溫度來加熱水,目前我國大多數商場、寫字樓、酒店的中央空調所用制冷劑是R22,根據R22的物理特征,在制冷的過程中,必有熱能量產生,相反,也必有冷能量的產生。筆者在近幾年的教學實踐及現場設備維護中發現,大型的熱泵(也叫空氣能熱水器),在加熱水的過程中,會產生大量的冷氣。
以美的RSJ-350/S-810為例,且產生的冷氣溫度較低,測得溫度在19~25℃,風量較大,一臺散熱風扇排風量約2600m3/h,如何合理利用所產生的冷風,將是本文所重點闡述的。
熱泵是通過電啟動壓縮機,壓縮制冷劑后,對水進行加溫的一種高科技設備,分為家用和商用兩種。本文主要討論商用熱泵。熱泵主要安裝在通風較好的地方,大多在天臺。它的配制及功率的大小,由使用的人數或每天需要的熱水量來決定。例如某工廠宿舍有員工300人,則需要安裝3臺美的RSJ-350/S-810系列的熱泵,假設機組平均每天運行14小時,即每時每刻最少有1臺熱泵在運行,1臺機組運行時就兩臺200W的散熱風扇向外排風,那可想而知,如果有三臺機組同時運行,會有多少冷風排出呢?那如果不將所排冷風好好加以利用,不就白白浪費了!大多數酒店、工廠、宿舍頂層都有設備房。如電梯機房、電信設備房或其他設備,都是大功率設備。在使用時都會產生熱量,所以需要安裝空調降溫,來保證設備的正常使用及使用壽命。例如:電梯機房,只有一臺電梯,面積約15平方米,則需要1匹的空調來降溫,超過20平方米的機房則需要2匹的空調,耗電量較大。
以廣東省河源市某三星級酒店為例:九樓為設備層,天臺有三臺美的RSJ-380/S-810系列熱泵。有電梯機房、電信設備房,經實地測得以下數據——電梯設備房:有兩臺電梯,面積22平方米,裝有一臺2匹的空調柜機,空調設置為自動狀態,溫度控制在26℃,經測量機房溫度為28℃,如果一天該空調只運行12小時,每天用電量為18度,一個月540度,那一年就是6480度;電信設備房,面積12平方米,要裝一臺1匹的空調機,同樣每天運行12小時,則一年耗電量為3240度。
如果能將熱泵所排冷風回收利用,則可節省9720度電。因熱泵排風風扇功率較大,且出風量較大,溫度適合(19~25℃)。將熱泵排出的冷風收集起來,通過風管輸入設備房,進行降溫。由熱泵產生的冷風代替空調降溫,對于熱泵設備功率較小,所產生的冷風量較少的機組;也可將冷風收集,對設備房進行輔助降溫,來減少設備房空調開啟的時間,來降低耗電量。
如果電梯內使用了空調降溫或安裝了換氣扇,可利用熱泵所排放的冷風來降溫,同時也為電梯管井提供了新鮮空氣。
實際施工比較簡單,工程量也不大,且造價較低。具體做法是在熱泵排風口加裝收風管道,將冷風通過管道輸送到機房來降溫,加裝收風管道后,不會對熱泵產生不良影響。而電梯管井的輸風設計是將電梯管井上方開一個40cm×40cm的進風口,在電梯管井的最下層開一個40cm×40cm的排風口,加裝一臺功率約為50W的排風扇來進行換氣,以保證管井內鮮風的流動,且溫度適宜,同時也改善了空氣質量。
收集風管道及輸風管道的做法是,用1mm或2mm厚的白鐵皮做成方形管道,實際尺寸與熱泵上方排風平面尺寸一致,做成一條收風管道將該層熱泵排風全部收集,再通過輸風管道將冷風輸送到所需要冷風的設備房,輸風管道不宜過長,應控制在20m內,以保證進入設備房的風量和冷風溫度。為了防止能量流失,白鐵皮上應包裹雙層保溫棉,能防止外界高溫對管道內冷風產生影響。如果熱泵配置較多(4臺以上),距離較近(6m以內),可直接接到設備房,則無需加保溫棉。如該樓層有多個設備房需冷風降溫,可采取主管道上接分管的方法來進行冷風輸送,即使轉送到設備房后風量和溫度較小,也可起到輔助降溫的作用,來減少空調運行時間,達到節能的目的。
這樣,熱泵在運行過程中所產生的能量全部利用,熱能用來燒水,冷能用來降低溫度,既起到了節能減排的作用,又達到了設備房降溫所需的效果。系統運行過程中,不但沒有任何的污染物排出,而且能將廢熱氣充分利用,符合國家對能源利用與環保的要求,屬于國家倡導的綠色環保產品,整個系統采用自動控制,在運行過程中無需人工值守,安全可靠。
(作者單位:廣東省河源市技工學校)