對家用空調冷凝水節能利用的幾點思考

李冬梅

摘 要：對家用空調冷凝水的水量、冷卻冷凝器和回收裝置進行探究，以期能夠找到有效利用冷凝水的方法，實現家用空調節能的效果。

關鍵詞：家用空調；冷凝水；節能；冷卻冷凝器

中圖分類號：TM925.12 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0008-02

隨著生活水平的不斷提高，人們對室內環境的舒適度也提出了更高的要求。空調的使用率越來越高，而我國的家用空調對冷凝水的處置主要采用向室外排放的方法，這種做法是對資源的一種浪費，嚴重違背了國家提倡的節能減排的要求。鑒于此，對家用空調冷凝水節能利用的研究受到了社會各界的關注和重視，對這一問題進行思考和探究有非常重要的現實意義。

1 家用空調冷凝水量的實例計算

以KFR-50LW型空調器為例，其額定制冷量Q為5 000 W，額定輸入功率P為1 890 W，送風量q為800 m3/h，能源效率為2.65. 室內空氣參數是以空調房室內設計標準為依據，其干球溫度tN為26℃，相對濕度φN為50%；室外干球溫度tW為34℃，相對濕度φW為72%. 機器露點溫度tL設定為15℃，相對濕度φL（L為經蒸發器去濕后的送風狀態點）為95%.

1.1 冷凝水產生量的計算

新風量按新風比取定（m=15%），狀態點O的計算為：

. （1）

式（1）中：W——新風用狀態；

N——回風用狀態；

O——新風與回風的混合狀態點。

將上文中提到的參數帶入式中可知，dO=12.74 g/kg，冷凝水生成量Ф=2.62 kg/h。

由此可知，空調器性能參數、室內參數和新風參數都會對實際產生的冷凝水量造成影響。

1.2 冷凝水蒸發量的計算

冷凝水蒸發量的計算公式為：

. （2）

β=（α+0.003 63υ）10-5. （3）

式（2）（3）中：W——冷凝水蒸發量，kg/h；

β——蒸發系數，kg/N·s；

Pb——飽和空氣的水蒸氣分壓力；

Pq——空氣中水蒸氣分壓力；

A——蒸發水槽表面積；

Pao——標準大氣壓。

按照室外最差情況（φW，tw=40℃），查表，將參數代入式（2）中得出W=24.37 kg/h，此時，冷凝水產生量為4.8 kg/h。由此可知，冷凝器的產生量要遠遠低于蒸發量，生成的水量也遠遠低于蒸發的水量。

2 家用空調冷凝水冷卻冷凝器分析

家用空調通常采用的冷卻方式是風冷式，鑒于家用空調產生的冷凝水量難以滿足蒸發式冷凝器所需的冷卻水量，所以，采用風冷式與蒸發式混合的方式在傳熱效果上要高于單一的風冷式。

2.1 冷凝器散熱量的計算

根據循環焓濕圖如圖1所示，冷凝器的制冷量為：

Q=pq（hN-hL）. （4）

代入數據得：Q=1.3×800×（53.33-40.99）=3 565 W。

在不利用冷凝水的情況下，能源效率是2.65，輸入功率是1 345 W，冷凝器的散熱量是制冷量與輸入功率之和。由此得出，冷凝器散熱量為：

Qk=W+Q. （5）

代入數據得：Qk=1 345+3 565=4 910 W。

在一般情況下，空調在運行時產生的冷凝水量遠遠小于冷凝器蒸發的水量，冷凝水汽化帶走的熱量大約是1 751 W，而利用冷凝水后，散熱量大約是6 660 W。通過對比發現，利用冷凝水后冷凝器的散熱量明顯提高了。

2.2 冷凝溫度的變化

利用冷凝水冷卻冷凝器，其散熱量主要來自汽化吸收的熱量（Q蒸發）和加熱空氣的熱量（Q空氣），冷凝水處理空氣焓濕圖如圖2所示。

圖1 循環焓濕圖 圖2 冷凝水處理空氣焓濕圖

從圖2中可知，空氣在冷凝器中運行，先要被等濕加熱（1→3），而后變為熱空氣，再經等溫加濕變為4點（3→4）。由于1→2是無冷凝水冷卻時空氣等濕加熱的過程，2點的焓與最終4點的焓相等。由此得出無冷凝器冷卻時的冷凝器散熱量為：

Qk=KF△tm. （6）

有冷凝器冷卻時的冷凝器散熱量為：

Qk=Q蒸發+Q空氣. （7）

Q空氣= KF△tml. （8）

式（6）（7）（8）中：K——修正系數；

F——冷凝器的換熱面積；

?tm——冷凝器的傳熱溫差；

?tml——冷凝器的平均產熱溫差。

當冷卻水蒸發吸收的熱量Q蒸發增加時，用于空氣加熱的熱量Q空氣就會減少，冷凝器的平均產熱溫差?tml也會隨著減小，這就意味著冷凝溫度的降低。

3 家用空調冷凝水回收裝置探究

通過對冷凝水冷卻冷凝器的分析發現，有效利用家用空調排出的冷凝水，不僅會產生一定的經濟效益，還可以消除冷凝水對室外環境造成的不利影響。家用空調冷凝水回收裝置的安裝步驟是：①在室外機的外殼開1個小孔，焊接1根金屬短管，上、下端分別與凝結水管和均水管連接；②在冷凝器頂端增加一層耐腐蝕的海綿（主要是為了過濾水中的雜質和灰塵）；③在冷凝器底部也放置一層海綿。裝置安裝完成后，冷凝水通過均水管的作用會均勻地灑向海綿層，吸水飽和后，凝結水會直接吸收肋片的熱量并蒸發，而下層海綿則會對未蒸發的冷凝水繼續進行吸熱蒸發，使冷凝器的換熱效果和降溫性能更加突出，達到節能利用的目的。此外，該裝置還降低了設計、制造成本，便于個性改造和批量生產。

4 結束語

綜上所述，家用空調冷凝水量很大，直接排放對資源是一種浪費。經過計算和分析可知，冷凝水的有效利用不僅可以提高冷凝器的散熱效率，增大制冷量，還有助于降低空調器的能耗，提高能效比。因此，對家用空調冷凝水節能利用進行思考和探討，無論是從環保角度考慮還是從經濟效益角度來看都是十分必要的。

參考文獻

[1]姬利明，祁影霞，歐陽新萍.家用空調冷凝水節能利用探討[J].低溫與超導，2011，13（05）：53-56.

〔編輯：白潔〕

Reflections on Household Use of Energy-saving Air-conditioning Condensate Water

Li Dongmei

Abstract： Home air conditioning condensate water， cooled condenser and recovery to explore in order to find effective use of condensate way to achieve home air conditioning energy saving effect.

Key words： household air-conditioning； condensate； energy； cooled condenser

摘 要：對家用空調冷凝水的水量、冷卻冷凝器和回收裝置進行探究，以期能夠找到有效利用冷凝水的方法，實現家用空調節能的效果。

關鍵詞：家用空調；冷凝水；節能；冷卻冷凝器

中圖分類號：TM925.12 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0008-02

隨著生活水平的不斷提高，人們對室內環境的舒適度也提出了更高的要求。空調的使用率越來越高，而我國的家用空調對冷凝水的處置主要采用向室外排放的方法，這種做法是對資源的一種浪費，嚴重違背了國家提倡的節能減排的要求。鑒于此，對家用空調冷凝水節能利用的研究受到了社會各界的關注和重視，對這一問題進行思考和探究有非常重要的現實意義。

1 家用空調冷凝水量的實例計算

以KFR-50LW型空調器為例，其額定制冷量Q為5 000 W，額定輸入功率P為1 890 W，送風量q為800 m3/h，能源效率為2.65. 室內空氣參數是以空調房室內設計標準為依據，其干球溫度tN為26℃，相對濕度φN為50%；室外干球溫度tW為34℃，相對濕度φW為72%. 機器露點溫度tL設定為15℃，相對濕度φL（L為經蒸發器去濕后的送風狀態點）為95%.

1.1 冷凝水產生量的計算

新風量按新風比取定（m=15%），狀態點O的計算為：

. （1）

式（1）中：W——新風用狀態；

N——回風用狀態；

O——新風與回風的混合狀態點。

將上文中提到的參數帶入式中可知，dO=12.74 g/kg，冷凝水生成量Ф=2.62 kg/h。

由此可知，空調器性能參數、室內參數和新風參數都會對實際產生的冷凝水量造成影響。

1.2 冷凝水蒸發量的計算

冷凝水蒸發量的計算公式為：

. （2）

β=（α+0.003 63υ）10-5. （3）

式（2）（3）中：W——冷凝水蒸發量，kg/h；

β——蒸發系數，kg/N·s；

Pb——飽和空氣的水蒸氣分壓力；

Pq——空氣中水蒸氣分壓力；

A——蒸發水槽表面積；

Pao——標準大氣壓。

按照室外最差情況（φW，tw=40℃），查表，將參數代入式（2）中得出W=24.37 kg/h，此時，冷凝水產生量為4.8 kg/h。由此可知，冷凝器的產生量要遠遠低于蒸發量，生成的水量也遠遠低于蒸發的水量。

2 家用空調冷凝水冷卻冷凝器分析

家用空調通常采用的冷卻方式是風冷式，鑒于家用空調產生的冷凝水量難以滿足蒸發式冷凝器所需的冷卻水量，所以，采用風冷式與蒸發式混合的方式在傳熱效果上要高于單一的風冷式。

2.1 冷凝器散熱量的計算

根據循環焓濕圖如圖1所示，冷凝器的制冷量為：

Q=pq（hN-hL）. （4）

代入數據得：Q=1.3×800×（53.33-40.99）=3 565 W。

在不利用冷凝水的情況下，能源效率是2.65，輸入功率是1 345 W，冷凝器的散熱量是制冷量與輸入功率之和。由此得出，冷凝器散熱量為：

Qk=W+Q. （5）

代入數據得：Qk=1 345+3 565=4 910 W。

在一般情況下，空調在運行時產生的冷凝水量遠遠小于冷凝器蒸發的水量，冷凝水汽化帶走的熱量大約是1 751 W，而利用冷凝水后，散熱量大約是6 660 W。通過對比發現，利用冷凝水后冷凝器的散熱量明顯提高了。

2.2 冷凝溫度的變化

利用冷凝水冷卻冷凝器，其散熱量主要來自汽化吸收的熱量（Q蒸發）和加熱空氣的熱量（Q空氣），冷凝水處理空氣焓濕圖如圖2所示。

圖1 循環焓濕圖 圖2 冷凝水處理空氣焓濕圖

從圖2中可知，空氣在冷凝器中運行，先要被等濕加熱（1→3），而后變為熱空氣，再經等溫加濕變為4點（3→4）。由于1→2是無冷凝水冷卻時空氣等濕加熱的過程，2點的焓與最終4點的焓相等。由此得出無冷凝器冷卻時的冷凝器散熱量為：

Qk=KF△tm. （6）

有冷凝器冷卻時的冷凝器散熱量為：

Qk=Q蒸發+Q空氣. （7）

Q空氣= KF△tml. （8）

式（6）（7）（8）中：K——修正系數；

F——冷凝器的換熱面積；

?tm——冷凝器的傳熱溫差；

?tml——冷凝器的平均產熱溫差。

當冷卻水蒸發吸收的熱量Q蒸發增加時，用于空氣加熱的熱量Q空氣就會減少，冷凝器的平均產熱溫差?tml也會隨著減小，這就意味著冷凝溫度的降低。

3 家用空調冷凝水回收裝置探究

通過對冷凝水冷卻冷凝器的分析發現，有效利用家用空調排出的冷凝水，不僅會產生一定的經濟效益，還可以消除冷凝水對室外環境造成的不利影響。家用空調冷凝水回收裝置的安裝步驟是：①在室外機的外殼開1個小孔，焊接1根金屬短管，上、下端分別與凝結水管和均水管連接；②在冷凝器頂端增加一層耐腐蝕的海綿（主要是為了過濾水中的雜質和灰塵）；③在冷凝器底部也放置一層海綿。裝置安裝完成后，冷凝水通過均水管的作用會均勻地灑向海綿層，吸水飽和后，凝結水會直接吸收肋片的熱量并蒸發，而下層海綿則會對未蒸發的冷凝水繼續進行吸熱蒸發，使冷凝器的換熱效果和降溫性能更加突出，達到節能利用的目的。此外，該裝置還降低了設計、制造成本，便于個性改造和批量生產。

4 結束語

綜上所述，家用空調冷凝水量很大，直接排放對資源是一種浪費。經過計算和分析可知，冷凝水的有效利用不僅可以提高冷凝器的散熱效率，增大制冷量，還有助于降低空調器的能耗，提高能效比。因此，對家用空調冷凝水節能利用進行思考和探討，無論是從環保角度考慮還是從經濟效益角度來看都是十分必要的。

參考文獻

[1]姬利明，祁影霞，歐陽新萍.家用空調冷凝水節能利用探討[J].低溫與超導，2011，13（05）：53-56.

〔編輯：白潔〕

Reflections on Household Use of Energy-saving Air-conditioning Condensate Water

Li Dongmei

Abstract： Home air conditioning condensate water， cooled condenser and recovery to explore in order to find effective use of condensate way to achieve home air conditioning energy saving effect.

Key words： household air-conditioning； condensate； energy； cooled condenser

摘 要：對家用空調冷凝水的水量、冷卻冷凝器和回收裝置進行探究，以期能夠找到有效利用冷凝水的方法，實現家用空調節能的效果。

關鍵詞：家用空調；冷凝水；節能；冷卻冷凝器

中圖分類號：TM925.12 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0008-02

隨著生活水平的不斷提高，人們對室內環境的舒適度也提出了更高的要求。空調的使用率越來越高，而我國的家用空調對冷凝水的處置主要采用向室外排放的方法，這種做法是對資源的一種浪費，嚴重違背了國家提倡的節能減排的要求。鑒于此，對家用空調冷凝水節能利用的研究受到了社會各界的關注和重視，對這一問題進行思考和探究有非常重要的現實意義。

1 家用空調冷凝水量的實例計算

以KFR-50LW型空調器為例，其額定制冷量Q為5 000 W，額定輸入功率P為1 890 W，送風量q為800 m3/h，能源效率為2.65. 室內空氣參數是以空調房室內設計標準為依據，其干球溫度tN為26℃，相對濕度φN為50%；室外干球溫度tW為34℃，相對濕度φW為72%. 機器露點溫度tL設定為15℃，相對濕度φL（L為經蒸發器去濕后的送風狀態點）為95%.

1.1 冷凝水產生量的計算

新風量按新風比取定（m=15%），狀態點O的計算為：

. （1）

式（1）中：W——新風用狀態；

N——回風用狀態；

O——新風與回風的混合狀態點。

將上文中提到的參數帶入式中可知，dO=12.74 g/kg，冷凝水生成量Ф=2.62 kg/h。

由此可知，空調器性能參數、室內參數和新風參數都會對實際產生的冷凝水量造成影響。

1.2 冷凝水蒸發量的計算

冷凝水蒸發量的計算公式為：

. （2）

β=（α+0.003 63υ）10-5. （3）

式（2）（3）中：W——冷凝水蒸發量，kg/h；

β——蒸發系數，kg/N·s；

Pb——飽和空氣的水蒸氣分壓力；

Pq——空氣中水蒸氣分壓力；

A——蒸發水槽表面積；

Pao——標準大氣壓。

按照室外最差情況（φW，tw=40℃），查表，將參數代入式（2）中得出W=24.37 kg/h，此時，冷凝水產生量為4.8 kg/h。由此可知，冷凝器的產生量要遠遠低于蒸發量，生成的水量也遠遠低于蒸發的水量。

2 家用空調冷凝水冷卻冷凝器分析

家用空調通常采用的冷卻方式是風冷式，鑒于家用空調產生的冷凝水量難以滿足蒸發式冷凝器所需的冷卻水量，所以，采用風冷式與蒸發式混合的方式在傳熱效果上要高于單一的風冷式。

2.1 冷凝器散熱量的計算

根據循環焓濕圖如圖1所示，冷凝器的制冷量為：

Q=pq（hN-hL）. （4）

代入數據得：Q=1.3×800×（53.33-40.99）=3 565 W。

在不利用冷凝水的情況下，能源效率是2.65，輸入功率是1 345 W，冷凝器的散熱量是制冷量與輸入功率之和。由此得出，冷凝器散熱量為：

Qk=W+Q. （5）

代入數據得：Qk=1 345+3 565=4 910 W。

在一般情況下，空調在運行時產生的冷凝水量遠遠小于冷凝器蒸發的水量，冷凝水汽化帶走的熱量大約是1 751 W，而利用冷凝水后，散熱量大約是6 660 W。通過對比發現，利用冷凝水后冷凝器的散熱量明顯提高了。

2.2 冷凝溫度的變化

利用冷凝水冷卻冷凝器，其散熱量主要來自汽化吸收的熱量（Q蒸發）和加熱空氣的熱量（Q空氣），冷凝水處理空氣焓濕圖如圖2所示。

圖1 循環焓濕圖 圖2 冷凝水處理空氣焓濕圖

從圖2中可知，空氣在冷凝器中運行，先要被等濕加熱（1→3），而后變為熱空氣，再經等溫加濕變為4點（3→4）。由于1→2是無冷凝水冷卻時空氣等濕加熱的過程，2點的焓與最終4點的焓相等。由此得出無冷凝器冷卻時的冷凝器散熱量為：

Qk=KF△tm. （6）

有冷凝器冷卻時的冷凝器散熱量為：

Qk=Q蒸發+Q空氣. （7）

Q空氣= KF△tml. （8）

式（6）（7）（8）中：K——修正系數；

F——冷凝器的換熱面積；

?tm——冷凝器的傳熱溫差；

?tml——冷凝器的平均產熱溫差。

當冷卻水蒸發吸收的熱量Q蒸發增加時，用于空氣加熱的熱量Q空氣就會減少，冷凝器的平均產熱溫差?tml也會隨著減小，這就意味著冷凝溫度的降低。

3 家用空調冷凝水回收裝置探究

通過對冷凝水冷卻冷凝器的分析發現，有效利用家用空調排出的冷凝水，不僅會產生一定的經濟效益，還可以消除冷凝水對室外環境造成的不利影響。家用空調冷凝水回收裝置的安裝步驟是：①在室外機的外殼開1個小孔，焊接1根金屬短管，上、下端分別與凝結水管和均水管連接；②在冷凝器頂端增加一層耐腐蝕的海綿（主要是為了過濾水中的雜質和灰塵）；③在冷凝器底部也放置一層海綿。裝置安裝完成后，冷凝水通過均水管的作用會均勻地灑向海綿層，吸水飽和后，凝結水會直接吸收肋片的熱量并蒸發，而下層海綿則會對未蒸發的冷凝水繼續進行吸熱蒸發，使冷凝器的換熱效果和降溫性能更加突出，達到節能利用的目的。此外，該裝置還降低了設計、制造成本，便于個性改造和批量生產。

4 結束語

綜上所述，家用空調冷凝水量很大，直接排放對資源是一種浪費。經過計算和分析可知，冷凝水的有效利用不僅可以提高冷凝器的散熱效率，增大制冷量，還有助于降低空調器的能耗，提高能效比。因此，對家用空調冷凝水節能利用進行思考和探討，無論是從環保角度考慮還是從經濟效益角度來看都是十分必要的。

參考文獻

[1]姬利明，祁影霞，歐陽新萍.家用空調冷凝水節能利用探討[J].低溫與超導，2011，13（05）：53-56.

〔編輯：白潔〕

Reflections on Household Use of Energy-saving Air-conditioning Condensate Water

Li Dongmei

Abstract： Home air conditioning condensate water， cooled condenser and recovery to explore in order to find effective use of condensate way to achieve home air conditioning energy saving effect.

Key words： household air-conditioning； condensate； energy； cooled condenser