利用空调冷凝水冷却冷凝器节能效果的分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4卷第4期制冷与空调Vo1．4，No．52004年10月REFRIGERATIONANDAIR—CONDIT10NINGOctober2004利用空调冷凝水冷却冷凝器节能效果的分析陈恩史敏郭建徐家新(合肥通用机械研究所)摘要本文主要就家用空调器运行时产生的冷凝水量以及利用冷凝水冷却冷凝器后家用空调器的冷量、能耗的变化进行了分析和研究。分析和研究结果表明利用冷凝水冷却冷凝器的家用空调器的能耗大大降低，同时制冷量增加，而且冷凝水量越大效果越明显。关键词冷凝水冷量功耗1引言9随着我国人们生活水平的不断提高，人们对自己的生活和工作环境的要求也日益

2、提高，因此近几年，我国的家用空调器生产与销售的发展迅猛。目前我国各生产厂家生产的家用空调器在运行中产生的冷凝水大多是直接向室外排放的，家用空调器冷凝水的排放不仅影响了空调器周围的环境，而且给用户带来不方便，影响邻里关系。这也是现代化城市新出现的“空调器环境污染”现象。实际上家用空调器的冷凝水完全可以不向室外排放，将冷凝水用来冷却冷凝器可以大大改善冷凝器的传热效果、降低空调器运行时的能耗，同时又解图1家用空调器冷凝水冷却冷凝器的系统图决了排放空调器冷凝水带来的“空调器环境污染”1水泵2冷凝水集水箱3积水盘4冷却水管5冷却水喷淋器现象，一举两得。本文主要就利用家用空调器冷凝6冷凝器7冷凝器风

3、机8蒸发器9蒸发器风机水冷却冷凝器的空调器运行状况进行分析和研究。2系统介绍与现在家用空调器相比，带有冷凝水冷却冷凝器的家用空调器多了冷凝水集水箱、水泵、冷却水喷淋器和冷却水水管。如图1所示，空调环境的空气进空调系统的蒸发器时，若蒸发温度低于空气的2＼露点温度，则蒸发器就有冷凝水析出，蒸发器析出蛔的冷凝水流入冷凝水集水箱，冷凝水由水泵泵入冷繁却水喷淋器向冷凝器喷淋，冷却冷凝器，冷凝水在念冷凝器上吸收热量后蒸发变为水蒸汽，然后被冷却冷凝器的空气吸收。没有变为水蒸汽的冷却水则流回冷凝水集水箱循环使用。3室内冷凝水量的分析家用空调器冷凝水的产生是因为夏季空调器蒸发温度比室内空气的露点温度低，当

4、室内空气流经蒸发器时空气中的水蒸汽冷却凝结所至。由于图2冷凝水量随空气相对湿度的变化夏季室内空气温度比较高，当家用空调器工作时空维普资讯http://www.cqvip.com制冷与空调第4卷气被冷却，温度降低，此时空气的相对湿度比较高，如焓湿图上1—3过程，然后热空气等温吸收冷却因此露点温度也比较高，所以当家用空调器工作时水蒸发的水蒸汽变为4点在焓湿图上为3—4过总有冷凝水产生。程。4点的焓与2点的焓相等。这时冷凝器散热家用空调器产生的冷凝水量的大小取决于室内量即：空气的相对湿度和温度以及空调器的冷量大小，对Q^=Q蒸发+Q空气于一台固定的家用空调器冷凝水量主要取决于空气其中：的相对湿

5、度和温度，以下主要对一台压缩机功率为Q空气=G(h3一h1)一匹的家用空调器进行计算和分析，压缩机的型号Q蒸发=G(h4一h3)为QX一16型。图2是该家用空调器冷凝水量随空Q^=Q蒸发+Q空气=G(h4一h1)气相对湿度的变化。从图中可以看出冷凝水量随相=G(h2一h1)对及空气温度的增加而升高。在空气温度32℃，相冷却水蒸发吸收的热量Q蒸发越大则用于空气对温度为90％时冷凝水量为2．6kg／h。冷却的热量Q搴气越小，根据传热方程：4冷凝水冷却冷凝器的分析Q空气=KFAtf无冷凝水冷却冷凝器时，冷凝器的散热量全部式中：用于加热空气，在焓湿图上是一条向上的直线，如△￡1一冷凝器平均传热温

6、差，℃；图3所示的过程1—2。这时冷凝器散热量：由于Q空气减小，换热面积和传热系数基本保Q^=G(h2一h1)持不变，所以△IrI1减小，这样冷凝温度降低，冷凝温式中：Q一冷凝器散热量，单位为W；度的降低使得空调的压缩机功率减少，制冷量增G一冷凝器空气流量，kg／s；加。制冷量的增加使得家用空调器运行的总功率hl，2一空气进出冷凝器的焓，J／kg；消耗进一步减少。图4是冷凝器冷凝温度降低的Q=KFAt温度与冷却水量的关系。从图中可以看出冷却水式中：K一传热系数，W／m·℃；量越大则降低的冷凝温度越大，室外机环境温度和F一冷凝器的传热面积，m；相对湿度对降低的冷凝温度没有影响。图5、图6A

7、tm一冷凝器平均传热温差，℃和图7分别是降低的空调器总功率、增加的制冷量空气流出冷凝器的温度为：t，和总功率减少百分比与冷却水量的关系图。当冷凝水作为冷却水冷却冷凝器时，冷凝器的从图中可以看出随着冷却水量的增加，空调器散热量分为两部分：一部分是冷却水蒸发吸收的潜降低的总功率、增加的制冷量都是增加的，而且室热Q蒸发，另一部分是加热空气的热量Q空气，空气外环境温度越低效果越明显。空调器降低的总功在冷凝器中的过程可以认为首先被等含湿量加热