國內空調冷凝水回收利用技術研究現狀分析

(陜西國防工業職業技術學院，西安 710300)

0 引 言

隨著我國社會經濟的蓬勃發展，空調已經遍布每個家庭、樓宇、工廠及企業等，其耗能量相當可觀。隨著國家節能減排、低碳環保政策的實施以及人們節能意識的提高，空調的節能技術逐漸也引起了人們的關注和重視。本文就空調冷凝水的回收利用技術匯集了國內各位研究人員的研究資料加以簡介，希望能給相關從業人員提供借鑒。

1 國內冷凝水回收利用技術研究現狀

在以前，空調冷凝水的一般處理方法是直接排入下水道或者室外，大大的浪費了水資源。

1.1 空調冷凝水用于冷卻冷凝器的技術研究

目前利用空調冷凝水進行冷凝器的冷卻以達到降低室外機的溫度的方案[1-4]技術是相對比較成熟的，其設計簡單，經濟效益顯著，節能效果明顯。用冷凝水冷卻室外冷凝器的方法主要有濕膜法、噴淋法和加冷凝器法。

濕膜法：將透氣性較好的無紡布粘在冷凝器兩端，其可以達到減少風的阻力和增加換熱面積。將冷凝水噴淋到冷凝器上，冷凝水蒸發，便通過無紡布的毛細作用均勻的對冷凝器表面進行冷卻，這樣可以大大增加冷凝器的散熱量和提高制冷效果，從而達到節能作用。其特點是設備簡單，節能效果明顯。

噴淋法：該方法是先將空調冷凝水通過排水管收集于冷凝器的底部接水盤，然后用水泵將接水盤的水送到冷凝器的上方，通過噴淋裝置或者霧化裝置噴淋到冷凝器上，此時被噴在冷凝器散熱片上的水會吸收大量的熱量，室外機的散熱量得到了大大的增強，節能又節電，制冷效果也明顯增加啦。其回收利用系統圖如圖1所示。該方法的特點是能夠有效利用冷凝水，缺點是由于冷凝水量較小，不能持續供給冷凝水所需，穩定性較差。

圖1 噴淋法冷凝水利用系統圖

加冷凝器法：其方法是在原有空調系統中的冷凝器前加裝一個噴淋式的冷凝器，通過冷凝水蒸發先期降低冷凝器(蒸發式冷凝器)的溫度，其回收利用系統圖如圖2所示。

圖2 加冷凝器法冷凝水利用系統圖

該加裝的冷凝器特點是散熱管采用高齒、內螺紋小直徑銅管，超薄型肋片；銅管和肋片均采用耐腐蝕材料。空調運行過程中，高溫高壓的制冷劑氣體先經過該加裝的冷凝器，噴淋在該冷凝器上的冷凝水先行帶走一部分熱量，然后再經過空調系統原裝的風冷式冷凝器經過冷卻，空氣帶走一部分熱量，從而有效提高了空調的制冷效率，節能效果明顯。該方法相對于以上兩種濕膜法和噴淋法的優點在于所加冷凝器的銅管和肋片采用耐腐蝕材料，避免了冷凝水對鋁翅片的腐蝕。

1.2 加裝水泵促進冷凝水冷卻冷凝器的研究技術

張桃[4]等人采用三種方案進行冷凝水冷卻冷凝器的技術的實驗研究，分別是：A將冷凝器銅管和翅片直接浸泡在裝有接水盤的冷凝水中，來增加其換熱能力。B在A方案的基礎上，增加甩水葉輪，將冷凝水甩到冷凝器上，增加冷凝器的散熱量，冷凝水也可在接水盤中循環甩向冷凝器的翅片和銅管上。C直接增加水泵，利用水泵將冷凝水直接提升到冷凝器的上方，通過開孔或縫隙的銅管直接噴淋到冷凝器上，噴淋蒸發，并可循環利用，增加冷凝器的散熱量。通過這三種方案利用冷凝水冷卻冷凝器的方法來提高空調的制冷能力，均可起到節能能力。通過實驗數據對比，結果表明，C方案進行的冷凝水冷卻冷凝器的技術，其換熱效果最明顯，空調制冷能力提高9.38%，制冷量增加了1.68%，功耗降低了6.59%。

1.3 熱管用于冷凝水回收技術研究

趙亮[2]等人針對空調冷凝水提出了一種新型回收利用的方法，此方法是在空調系統中增加一個毛細熱管與壓縮機的排氣管進行換熱，這樣做，既可以將冷凝水完全蒸發，減少其滴漏問題，又可以降低壓縮機排氣溫度，從而增加空調的制冷兩，減少了空調的耗功量，能效比提高了50%，其節能效果顯而易見。

1.4 冷凝水產生量大小和地區關系的研究

陳楠[4]等人對空調冷凝水在不同的氣候條件下產生的水量和節能效果進行了計算比較，實驗結果表明冷凝水產生量南方大于北方，東部區域大于西部區域，東部和南方地區節能效果明顯，其回收冷凝水的意義較大。

1.5 用冷凝水冷卻冷凝器對空調節能量的計算研究

陳恩，于靖華及丁興鳳等[5-9]對分散式空調產生的冷凝水量進行了計算，通過計算分析用冷凝水進行冷卻冷凝器后空調系統的制冷量、功耗和能效比的變化情況。文獻[3]中指出如果在普通空調系統中通過增加水泵、接水盤、噴淋霧化裝置等設備將冷凝水噴淋到冷凝器上，可明顯改變空調的制冷量，節能效果較明顯。由于冷凝水噴灑到冷凝器的銅管及翅片上，增強了散熱強度，加快了蒸發速度，能夠充分利用冷凝水。于靖華經過傳熱分析和計算得出，采用冷凝水來冷卻冷凝器時，可是冷凝溫度降低9℃左右，制冷量增加300 W，節能量大約380 W，空調的能效比可提高32%左右[6]。

1.6 中央空調冷凝水預冷新風技術研究

姜盈霓[10]等人通過實驗利用冷凝水來處理新風系統，其方案有三個，分別是：A方案，利用噴水室將冷凝水霧化后噴向新風，從而達到降低新風溫度的目的，該方案特點是投資較少，設備簡單。B方案，利用表面式換熱器(里面是冷凝水)來與新風系統進行換熱達到冷卻新風的目的。C方案，將冷凝水通過熱管式換熱器與新風系統進行換熱達到預冷的目的。通過對以上三種方案進行實驗對比，得出結論，前兩種方案節能效果不明顯，以為冷凝水與新風之間的溫差較小。但方案C，因為熱管換熱器能夠在小溫差傳熱中效果較好，因此其節能效果較明顯，值得進行推廣，但相對來說，其設備投資也比較大。

1.7 將中央空調冷凝水作為冷卻塔補水、綠化灌溉、噴泉水景、衛生用水等的研究

李琦[11]，周口輝[12]，張東放[13]等人對某企業的空調系統冷凝水的溫度、水質及水量進行了計算分析，將空調冷凝水用于冷卻塔補水方案，其作用有兩個，一是可以補充冷卻塔缺水量，二是可以作為冷源對冷卻塔進行冷卻處理，這樣即利用了水資源又起到了節能作用。

歐陽春生[14]等人對應用在商場、飛機場等公共場所的大型中央空調系統及分散式空調系統產生的大量冷凝水進行了理論分析研究，介紹了空調產生的冷凝水作為水資源用于綠化灌溉、小區噴泉水景、冷卻塔補水、飛機場和大型火車站廁所用水等方面問題。尤其著重研究了空調冷凝水在冷卻塔補水系統中應用的理論研究分析，結果發現該設備的節能效果非常明顯，并且投資回收效益時間短。利用空調冷凝水作為冷卻塔補水系統，即利用了冷凝水本身的冷量，又節省了自來水對冷卻塔的補水量。但目前還有一些問題尚待解決，譬如，空調系統產生的冷凝水會有一定的腐蝕作用和細菌污染物，所以在其補水系統中應采用防腐材料，并要根據實際情況要求進行凈化處理。

1.8 冷凝水成分分析并將其作為飲用水的研究

梁仁建[15]等人對家用空調的冷凝水進行了成分分析，其數據見表1。設計出了一套冷凝水凈化工藝過程，研制出了一套空調冷凝水凈化裝置。

表1 空調冷凝水化驗數據表

由表1中數據可以看出，家用空調的冷凝水中菌落總數、亞硝酸鹽、霉菌都非常高，PH值顯示冷凝水呈弱酸性，不能作生活用水，更不能直接飲用。針對空調冷凝水中的有害物質，根據其不同特性采用不同的工藝來除去有害物質。對處理后的冷凝水再次采樣并進行化驗，化驗結果與國家純凈水標準對比見表2。從表中對比數據可以看出空調冷凝水經過專業裝置凈化消毒處理之后符合國家飲用水標準，是可以飲用的，對水資源缺乏的地區意義重大。

表2 兩種水樣化驗數據和國家純凈水部分標準

2 結束語

通過以上8個方面目前我國對空調冷凝水回收利用技術的介紹，使我們了解到目前我國相關研究人員對空調冷凝水節能回收利用的研究進展，在冷凝水的回收利用研究雖然已經取得了一定的成績，但真正付諸于工程的并不多見，這還有待于我們國家相關政策和人員素質的不斷提高。但可以預見，隨著社會經濟的進一步發展，能源的短缺現象將會更加突出，那么空調冷凝水的回收利用一定會得到大力推廣，走向普及。