建筑环境与能源应用工程创业团队—CIPL-NO.1
Energy Application Engineering
The Team of Building Environment &
由热回收技术原理知道，热回收器里面通过的是高温高压的的制冷剂气体（温度70~85℃）。在高温高压制冷剂通过热回收器的同时，利用水泵将常温水送到热回收器中，在热回收器里常温水与高温制冷剂进行热交换。在将制冷剂冷凝的过程中同时将水温升高，然后温升后的水进入贮水箱，再由水泵从贮水箱中将温升后的水再送到热回收器中进行下一次热交换，使水温进一步升高。这样，贮水箱中的水经过多次进行热交换，最终达到客户要求的水温（50~60℃）。当水箱温度满足设定要求时，送水到热回收器的水泵停止工作。
客户可以自水箱中使用满足温度要求的热水，一旦贮水箱热水量减少，水箱中的补水装置将自动补水，这时水温开始下降。一旦水温下降到设定值时，热回收器送水泵将自动投入工作，重新对贮水箱的水进行加温，保持贮水箱水温在满足要求的温度范围内。
2、冬季工况
见图1，从蒸发器回来的低温低压制冷剂气体，通过压缩机对其压缩做功P，使其变为高温高压制冷气体，然后排放到热回收器中；在热回收器中，通过生活用水将部分热量Qc1带走，使水温升高到50~60℃，同时高温高压制冷剂气体得到部分冷凝,成为中高温高压制冷剂气液混合体，然后排放到板式热交换器中；在板式热交换器中，与室内末端相连的供暖水系统介质将从热回收器中出来的的制冷剂气液混和体再进一步冷凝放热，向高温环境中散热Qc2，使制冷剂彻底发生相变，全部变为中温高压液体，然后经过膨胀阀；制冷剂在热力膨胀阀里经过绝热膨胀，使其变为低温低压制冷剂液体，然后送到表冷器中；低温低压制冷剂液体在表冷器中吸收低温环境中的热量Qo，发生相变成为低温低压气体，然后回到压缩机中继续压缩开始下一循环。 根据能量守恒,有 Qc=Qc1+Qc2=Qo+P.
Qo—是设备向低温环境吸收的总能量，称为制冷量； Qc—是设备向高温环境散发的总能量，称为制热量； Qc1—在热回收器中散发的总能量，称为热回收量；
Qc2—在冷凝器（表冷器）中散发的总能量，称为冷凝放热量； P---是压缩机对制冷剂所做的功。
由热回收技术原理知道，热回收器里面通过的是高温高压的的制冷剂气体
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（温度70~85℃）。在高温高压制冷剂通过热回收器的同时，利用水泵将常温水送到热回收器中，在热回收器里常温水与高温制冷剂进行热交换。在将制冷剂冷凝的过程中同时将水温升高，然后温升后的水进入贮水箱，再由水泵从贮水箱中将温升后的水再送到热回收器中进行下一次热交换，使水温进一步升高。这样，贮水箱中的水经过多次进行热交换，最终达到客户要求的水温（50~60℃）。当水箱温度满足设定要求时，送水到热回收器的水泵停止工作。
客户可以自水箱中使用满足温度要求的热水，一旦贮水箱热水量减少，水箱中的补水装置将自动补水，这时水温开始下降。一旦水温下降到设定值时，热回收器送水泵将自动投入工作，重新对贮水箱的水进行加温，保持贮水箱水温在满足要求的温度范围内。
（三）制冷、热水与供暖一体的“三联供”的技术特点
三联供模块机组同时具备制冷、供暖、供热水三种功能，在制冷+热水模式下，可实现冷凝废热的全部回收，节能效果明显，配合模块机综合使用，适用于酒店、医院、大学、会所等既需要制冷、供暖又需要生活热水的场所，既节约初投资又降低运行费用。三联供模块就是在原 来模块机的基础上研发出来的，不仅延续了原来模块机的技术特点，更是在原来的基础上，开发出来了新的功能。
1、功能强大：空气源三联供模块机组在大型酒店会所中之所以具有绝对的优势主要得益于空气源三联供的显著特点，空气源三联供具有四种工作模式，即制冷、制热、热水、制冷+热水，一台机组完全可以解决各种场所的空调热水要求，其功能强大。
2、稳定可靠：全新的系统设计，克服了传统热回收系统回路长、沿程阻力大，回油困难，系统不稳定等诸多缺点，配合国际知名品牌压缩机及专利技术高效套管换热器，制冷、制热更加强劲，机组运行稳定可靠。
3、初投资低、节能：传统空气源热泵在满足建筑的空调要求时，往往不能满足热水的需求。一般采用的方法就是热泵+热水机的综合解决方案，这样一来，就造成了投资大，安装复杂等问题。由于三联供有四种工作模式，充分发挥了三联供的性能特点，解决酒店等场所的空调热水问题，初投资和运行费用可节省30%。具体分析见下文的模拟案例分析。
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4、智能控制：采用新款触屏按键和中文点阵液晶控制器，运行模式全自动切换，使用更省心。
5、全热回收技术：在夏季制冷运行时，通过全热回收技术将原来排放至环境中的热量全部回收，用来加热生活热水，既缓解了热导效应又降低了热水的费用，达到节能降耗的目的。
（四）传统制冷、热水与供暖一体的“三联供”的缺陷
虽然制冷、热水与供暖一体的“三联供”有诸多的优点，但系统不能保证时刻在高能效比的状态下运行，因为只有在进行热回收那段短暂的时间内，系统的COP才较高，其他时间系统的COP都不理想，为此，我们研发出一种新的系统---风冷水热水空调系统，这种系统完美地解决了制冷、热水与供暖一体的“三联供”COP不高的缺陷。
三、风水冷热水空调系统（改进的“三联供系统”） （一）风水冷热水空调系统的原理（如图3）
图3 风水冷热水空调系统原理图
从风水冷热水空调系统（改进的“三联供系统”）的原理图（图3）可以看出，与传统的“三联供系统”相比，改进的“三联供系统”增加了冷却塔与热回收器相连。
风水冷热水空调系统的运行情况：
1）冬季：因为在冬季，冷却塔系统是不开的，此系统的运行跟传统制冷、
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热水与供暖一体的“三联供”系统运行完全一样。
2）夏季：此系统的运行是在传统制冷、热水与供暖一体的“三联供”系统的基础上，加上冷却塔的运行，使得该系统的能效比增加。
从蒸发器回来的低温低压制冷剂气体，通过压缩机对其压缩做功P，使其变为高温高压制冷气体，然后排放到热回收器中；在热回收器中，通过生活用水将部分热量Qc1带走，使水温升高到50~60℃，然后将温度达到使用要求的热水送到保温水箱，进而被用户使用，但是系统只有在制取生活热水这段很短的时间内是高效运行，所以我们引进冷却塔系统，将不需要热回收的那部分热量通过冷却水带走，进而降低系统的冷凝温度的同时，还增大了过冷度，经计算，冷凝温度可降低6℃，过冷度增大了2℃，这样就能保证系统每时每刻都能在高能效比的状态下运行，以达到节能环保的目的。
（二）风水冷热水空调系统与传统制冷、热水与供暖一体的“三联供”经济与环境效益分析
1、夏季工况
（1）夏季工况的经济分析
现模拟一个工程空调系统，该系统需制冷量600kW，采用R410A为制冷剂的蒸气压缩式制冷循环。选用两台300kW的主机，额定功率是98kW；冷冻水系统选用两台5kW的水泵，水流量是60m3/h；冷却水系统选用一台额定功率是4kW的冷却塔，一台功率是5KW的水泵。
1）风水冷热水空调系统
系统的过热度是5℃，蒸发温度是4℃，冷凝温度是40℃，过冷度是5℃，由coolpack制冷剂物性软件，通过计算得到： 单位质量制冷能力:
qo=h(1)-h(4)=431.37-259.62=171.75kJ/kg
制冷剂质量流量:
Mr=主机制冷量/qo=600/171.75=3.49kg/s. 压缩机理论耗功率:
P= Mr h（2）- Mr h（1）=3.49(459.05-431.17)=97.3kw
理论COP:
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COP=主机制冷量/设备总功率=600/(97.3+4+5+5+5)=5.17
风水冷热水空调系统为： 耗功=年总负荷/COP
P=Qn/COP=0.75×600×3000/5.17 =261121.85KWh
其中：0.75—同时使用系数 600—系统制冷量 3000—全年制冷天数
5.17—风水冷热水空调系统COP
2）制冷、热水与供暖一体的“三联供”
如果夏季没有加冷却塔系统，即简单一个空气源热泵系统，那么COP是多少呢？以下分析: 系统的过热度是5℃，蒸发温度是4℃，冷凝温度是46℃，过冷度是3℃，系统循环在压焓图上的表达如图4所示。由coolpack制冷剂物性软件，通过计算得到：
图4 系统制冷循环在压焓图上表达
A.单位质量制冷能力：
qk=h(1)-h(4’)=431-275.92=155.08kJ/kg
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