水冷冷水机组热回收介绍
热回收技术应用原理
热回收技术应用原理一、热回收原理制冷机组经冷凝器放出的热量通常被冷却塔或冷却风机排向周围环境中，对需要用热的场所如宾馆、工厂、医院等是一种巨大的浪费，同时给周围环境也带来一定的废热污染。
热回收技术就是通过一定的方式将冷水机组运行过程中排向外界的大量废热回收再利用，作为用户的最终热源或初级热源。
制冷压缩机排出的高温高压气态制冷剂先进入热回收器，放出热量加热生活用水（或其它气液态物质），再经过冷凝器和膨胀阀，在蒸发器吸收被冷却介质的热量，成为低温低压的气态制冷剂，返回压缩机。
图中热回收器便是热量回收的载体，起着热量回收和转移的作用。
根据热力学第一定律可以得到如下关系式φ¬k′+φ¬R=φ0′+P¬in′式中，P¬in′—压缩机吸收并压缩制冷剂消耗的功率；φ0′—制冷剂在蒸发器吸收的热量，即制冷量；φ¬R—制冷剂在热回收器中放出的热量，即热回收量；φ¬k′—制冷剂在冷凝器中冷凝（或过冷）放出的热量。
雷诺威机房空调，雷诺威精密空调二、热回收类别针对热回收器回收热量的多少，热回收又可以分为部分热回收和全热回收。
其中，部分热回收只能回收冷水机组排放的部分热量，全热回收基本回收了系统排入环境中的全部热量。
三、热回收器形式根据使用场所的不同和用户终端的具体需求，热回收器可以采用多种不同的形式，如管壳式、板式、翅片管式、套管式等。
四、热回收技术在冷水机组上的一般应用根据冷水机组通常的使用场所，一般以水作为热量回收的媒介，在此以制取免费卫生热水为例展开讨论。
五、热回收技术原理热回收器里通过的是高温高压的气态制冷剂（温度约70℃—85℃），在高温高压制冷剂通过热回收器的同时，利用循环水泵将常温的水送入热回收器，在热回收器里水与高温制冷剂蒸气进行热交换，制冷剂被冷凝的同时将水温升高，然后返回热水储存箱，水泵再次从储存箱中将水送入热回收器进行循环加热，使热水温度进一步升高。
(完整版)冰机热回收简介(张月雷精华版)
2020/8/11
F5总务课工务组：张月雷 2015年2月25日
1
目录
一、热回收概念 二、热回收工作原理 三、空调热回收系统控制
热回收概念
• 热回收技术的基础是： 回收冷水机组的冷凝排热。
• 热回收技术的经济效益：
办公室的风机盘管
冷却水塔
无尘室的MAU
餐厅的空调箱
回收概念
热回收概念
冰机热回收系统工作原理
• 冰机在运行时，产生大量热量，通过冷却塔水冷的 方式进行冷却，最终排放到大气中,浪费热能及电能；
• 将冰机的冷却塔由水冷改为热回收蒸发器水冷，将 废热能转化为热水，用于F5厂办公区冬季制热.
6
一般冰机系统流程图
7
一般冰机系统
冰机热回收系统工作原理
那么现在问题来了， 如何控制冰机的热水温度？
冷却塔 旁通管 路和电
磁阀
冰机热回收器
热回收循环泵
热回收BA界面
end
冷水机组热回收应用分析
冷水机组热回收应用分析摘要：对热回收系统在非设计工况下的性能进行分析，指出当进水温度（热水初温）偏离设计工况时，热回收量，热水的出水温度（热水终温）都会受到影响。
同时也指出，如果不对系统进行综合分析计算，可能会导致错误的结果。
目前热回收的冷水机组在酒店，桑拿，医院等同时需要供冷和供热及生活热水的场合很受欢迎。
但是，我们发现在热水的系统性能计算上存在一些误区，在此抛砖引玉，以期引起大家的重视，使热回收系统的设计计算更加合理，也更加满足客户的实际需要。
绝大部分厂家采用螺杆式冷水机组用于热回收系统，这是因为作为一种容积型压缩机，螺杆式压缩机的排气温度和压力能稳定在设计点附近，这为提供稳定的热水温度提供了一个充分条件，但不是必要条件。
本文将通过实例分析计算说明，热水的出水温度和热回收量可能与我们所想象的并不是完全一致的。
1 机组情况本文所研究的冷水机组的规格为[1]：冷量：1050KW冷冻水进水温度：12℃冷冻水出水温度：7℃冷却水进水温度：30℃冷却水出水温度：35℃（显）热回收量Q HR：157.9KW热水进水温度T HW,in：30℃热水出水温度T HW,out：55℃（最高为60℃）热水流量：1.51l/s（5.44m3/h）由于没有更详细的内部资料，为分析方便，我们不妨做一些假设，这些假设不会影响最后的结论：机组的排气温度T A：70℃（下图一中A点）机组的饱和冷凝温度T B：37℃（下图一中B点）该机组采用板式热交换器作为热回收装置，为防止冷媒在回收装置中出现冷凝，冷媒离开热回收装置的温度为T C：40℃（下图一中C点）,因此冷媒在热回收装置中一直成气态，不会出现相态变化。
对板换进行分析如下：LMTD A K Q H R ∙∙=………………………………………………………………….1 式中：K ：冷媒与热水之间总换热系数，KW/m 2·℃A ：热交换面积，m 2LMTD ：冷媒与热水之间的对数温差，℃对于本例，由于冷媒的状态变化不大，因此如果冷媒的流量不发生变化（即要求机组始终运行在满载工况，实际上是不可能的，后文另行讨论），而且水侧的流量采用定流量系统，则K 值可以认为是恒定的，因此KA 是一个定值。
冷水机组冷凝热回收探析
冷水机组冷凝热回收探析摘要：将这些空调系统冷凝热全部或部分回收作为生活热水的辅助热源，不仅可以大幅度降低生活热水系统的热源的燃料费用，又可以减少向大气中排放废热，减轻大气污染，改善生态环境。
不失为一个既节能又环保的系统方案。
本文对冷水机组的热回收系统适宜性进行了分析，指出利用热回收系统可有效地利用能源。
关键词：冷水机组；冷凝回收；节能；冷凝热随着国家经济高速发展的态势，能源供应越来越难以满足迅速增长的需求，节能是保障国家经济安全的必然选择，节能也是治理污染改善环境的最有效的途径。
节能和环保已成为当前空调邻域中最重要的研究课题之一。
冷凝热热回收系统利用空调系统的冷凝废热来加热生活热水，不仅减少了空调冷凝热对环境的污染，而且还具有较好的经济性能，能够给用户和业主带来可观的经济效益。
空调系统冷水机组的冷凝热约为冷水机组制冷量的1.2～1.3倍左右，一般情况下冷凝热通过冷却塔直接排入大气。
对于宾馆、酒店和娱乐场所等既需要空调制冷又有生活热水需求的建筑来说，意义十分重大。
一、冷凝热回收系统适宜性分析冷凝热回收系统的设置目的就是：保证冷水机组制冷性能的不降低的前提下，最大限度地回收和利用冷水机组制冷过程排出的冷凝热。
因为空调系统冷凝温度和冷凝热回收时间与利用时间的不一致的限制，冷凝热回收系统不能完全替代生活热水的热源，只能做为生活热水的辅助加热系统。
首先，空调冷凝热回收量随着空调系统负荷变化而变化，部分空调负荷情况下，空调冷凝热回收量也相应降低。
我们要考虑的就是某时段内空调冷凝热回收量与该时段生活热水所需辅助加热量关系。
这里我们引入一个逐时冷凝热回收能力系数c，它代表某时段冷凝热回收系统的供热能力。
定义为：c=qc/qh式中，qc——某时段冷凝热回收量；qh——对应时段生活热水所需的辅助加热量。
当c≥1时，冷凝热回收能力满足生活热水所需辅助加热量，由冷凝热回收系统提供生活热水辅助加热量，冷水机组多余的冷凝热由冷却塔排出，生活热水热源处于停机状态；当c<1时，冷凝热回收能力不能满足生活热水所需辅助加热量；热水所需的加热量由空调冷凝热和热水热源共同承担。
热回收系统、热回收技术原理及其在冷水机组上的应用
热回收系统随着国家对节能减排的倡导，热回收系统的应用也越来越广泛。
使用普通的集中空调系统总是有许多的冷凝热被直接排放到大气，造成能源浪费的加大，并且存在对周围环境的热污染。
如果能将冷凝热全部或部分回收用来加热生活热水或用于恒温恒湿机的再热，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且可以节省能源（电、油、煤等）。
本公司专业承接包括水冷式机组和风冷式机组的部分热回收或全热回收系统工程，以及对室内排气的热回收工程。
（1）、空压机热回收应用空气压缩机在工作过程中所耗废的电能转变为热量后经冷却器被冷却介质(水或空气)白白带走,实际上约有75-85%的热量完全可以被回收利用。
璟赫机电可通过对空压机原有油冷系统的改造，在油冷却回路中利用热交换器及温控元器件等构成运行时独立于原机系统的空压机热回收系统，系统工作高效可靠，并且几乎不影响原空压机之工作，空压机品牌、机型及结构不受限。
热回收实例参考图片a、空压机热回收、废热回收的典型应用 1）可作为其它液体介质的加热；2）可作为锅炉补水的预加热；经过预热可节约锅炉能耗约10%； 3）可为中央空调系统提供热水使用；4）可作为生活用热水源b、利用空压机产生的废热气，与室外冷空气混合，提高基础空气温度。
中央补气空调箱注：夏季风阀1开启，风阀2关闭，空压热气直接排至室外；冬季风阀1关闭，风阀2开启，空压废热气回收至中央补气空调箱。
c、通常，有一些生产区域因设备及有员的卫生要求，需要补入一定量的新风。
冬季时，新风是经过预热空调箱处理过才补入室内的，进入空调箱的新风是室外温度很低新风。
可以将压合机产生的废热气与室外低温新风进行混合，提高进入空调箱的基础空气温度，从而减少热盘管对热水或蒸汽的用量，达到节能的目的。
（2）、压合机废热的利用a、利用压合机产生的废热，作为热源对冷水进行加热。
压合机废热的利用（图-1）b、普通的压合机管路系统，压合机产生的热量是作为废热排放到环境中的，热量没有被充分利用。
热回收水温对系统能耗的影响
热回收水温对系统能耗的影响普通冷水机组是将冷凝排热通过壳管式冷凝器交换给冷却水，最终经过冷却塔排放到大气中。
而热回收就是专门针对冷凝排热进行回收，并加以有效的利用，从而实现节能的技术。
热回收根据回收热量源的不同一般有两种模式：显热回收，也称部分热回收. 仅回收排气过热段的那一部分热量；全热回收.，回收所有部分的冷凝热。
像长山湖大酒店这种单机制冷量超过1400KW 冷水机组，每台的冷凝排热肯定会超过1600KW ，全热回收量非常大，肯定是不需要的。
所以我们将详细分析部分热回收的情况。
从构造上看，部分热回收机组与普通冷水机组的区别在于，它的冷凝器由热回收冷凝器和标准冷凝器两部分组成。
热回收冷凝器在标准冷凝器的上面，这样做有力于热回收冷凝器与制冷剂过热蒸汽发生热交换，从而得到较高的出水温度。
但是这两个冷凝器集成在一个筒体中的，所以热回收机组的冷凝器筒体比普通冷水机组的要大。
热回收冷凝器可看作标准冷凝器的补充；而回收所得热水，事实上就是热回收冷凝器中的冷却水出水。
冷水机组加装热回收装置相当于提高了冷凝器水流量和换热面积，增强了换热效果。
所以从这个角度看，当热回收所得热水出水温度不是很高时，对冷水机组的性能（COP ）是有促进作用的。
但是，当用户要求提高热回收的出水温度，既提高流经热回收冷凝器内冷却水的出水过热段过冷段饱和段PH温度时，冷水机组的性能肯定会降低。
这是因为为了得到高温的回收热水，标准冷凝器中的冷却水温也要相应提高，才能配合高温出水，也就是说要得到高回收水温，机组就必须在高于32/37ºC 的工况下工作。
众所周知，冷却水温提高1ºC 大约会导致主机效率下降3％。
既然，设计热回收的初衷是为了节约能源，那么我们就有理由关注热回收所得热水温度对冷水机组性能的影响。
下面，我们将比较几种热回收出水温度下的能耗：此处，我们假设酒店需要的热水量为10Ton ，水温要求从20ºC 提高到55ºC 将1Kg 水温度提高1ºC 需要的热量是1.163×10－3 KWH ，那么将10Ton 水温度升高1ºC 需要的热量是10×1000×1.163×10－3 ＝11.63KWH ，在比较当中我们始终让冷冻水进出水温度保持在12/7ºC 。
水冷冷水机组热回收介绍
水冷冷水机组热回收方式分类目前水冷冷水机组有冷却水热回收与排气热回收两种方式。
1）冷却水热回收是在冷却水出水管路中加装一个热回收换热器，如图1所示.这样可以使“热水”从冷却水出水中回收一部分热量.虽然热水的出水温度小于冷却水的出水温度，但是冷水机组的制冷量与COP基本不变。
2)采用排气热回收的冷水机组通常采用增加热回收冷凝器，在冷凝器中增加热回收管束以及在排气管上增加换热器的方法。
目前常见的是采用热回收冷凝器，如图2所示。
从压缩机排出的高温、高压的制冷剂气体会优先进入到热回收冷凝器中将热量释放给被预热的水。
冷凝器的作用是将多余的热量通过冷却水释放到环境中.值得注意的是热水的出水温度越高,冷水机组的效率就越低，制冷量也会相应地减少。
3热回收冷水机组关注点1）最大热回收量热回收冷水机组的热回收量在理论上是制冷量和压缩机做功量之和，某些机组最大热回收量可达总冷量的100%。
在部分负荷下运行时，其热回收量随冷水机组的制冷量减少而减少.2）最高热水温度热回收冷水机组以制冷为主，供热为辅。
热水温度越高，则冷水机组的COP越低，甚至会使机组运行不稳定。
一般需加其他热源提高热水温度3)热水温度/热量的控制热水回水温度控制方案：机组在部分负荷下运行时，热回收量减少，热水的回水温度不变而出水温度降低，使热水（冷却水）的平均温度降低，减少冷凝器与蒸发器压差,冷水机组的COP相对较高.热水供水温度控制方案:效果相反，可能导致冷水机组运行不稳定.4热水回水/供水温度控制方案比较如图3所示,比较热水回水/供水温度控制方案：1)在100%负荷时，冷却水的供、回水温度为41OC和35OC，其温差为6OC，平均温度为38OC.2）在50％负荷时,冷却水的流量不变，供、回水温差是100%负荷温差的50％，即为3OC。
3）热水回水温度控制方案：冷却水的回水温度恒定为35OC,由于供、回水温差为3OC，故冷却水的供水温度变为38OC,供、回水的平均温度为36。
热回收式冰水机简介
Cooling Load
(118% ~ 125%)
TRANE 高效率冰水主機
- 新竹科學園區安裝實績 -
ITEM
項次 1 2 3 4 6 7 8 9
COM PAN Y
公司
Taiw an S emico nd ucto r M anufacturing C o ., Ltd .
台灣積體電路股份有限公司
V angard Internatio nal S emico nd ucto r C o rp .
$ 12,733,787 $ 9,337,457
蒸發水量之比較
-冷卻水循環示意圖
等效製冷製熱之冷卻水蒸發量比較表
型
號 450RT 單冷
水循環量
1443 gpm
Байду номын сангаас
水蒸發量 /天 78645 liter
450RT 熱回收 1443 gpm 23593 liter
Note : 1. 水蒸發率理論值為1% 2. 假設熱回收機的平均負載為 70% ,
單冷式與熱回收式主機 並聯使用之注意事項
冰水出水溫度
相同：冰水迴路可混合 不同：冰水迴路分離
HR主機盡可能維持穩定的高載
控制熱水回水溫度,以避免高 壓升高,減少Surge可能發生的機會
單價差異
Cooling only
– CVHF-500 : ???
(100%)
Heat recovery
– CVHF-500 with HR : ???
高低壓差 : (P)hr > (P)std. 冷凝器排熱量 : (Qcond)hr > (Qcond)std. 制冷效果 : (Re)hr < (Re)std.
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水冷冷水机组热回收方式分类
目前水冷冷水机组有冷却水热回收与排气热回收两种方式。
1)冷却水热回收是在冷却水出水管路中加装一个热回收换热器，如图1所示。
这样可以使“热水”从冷却水出水中回收一部分热量。
虽然热水的出水温度小于冷却水的出水温度，但是冷水机组的制冷量与COP基本不变。
2)采用排气热回收的冷水机组通常采用增加热回收冷凝器，在冷凝器中增加热回收管束以及在排气管上增加换热器的方法.目前常见的是采用热回收冷凝器，如图2所示。
从压缩机排出的高温、高压的制冷剂气体会优先进入到热回收冷凝器中将热量释放给被预热的水.冷凝器的作用是将多余的热量通过冷却水释放到环境中.值得注意的是热水的出水温度越高，冷水机组的效率就越低，制冷量也会相应地减少。
3热回收冷水机组关注点
1）最大热回收量
热回收冷水机组的热回收量在理论上是制冷量和压缩机做功量之和,某些机组最大热回收量可达总冷量
的100%。
在部分负荷下运行时，其热回收量随冷水机组的制冷量减少而减少。
2）最高热水温度
热回收冷水机组以制冷为主，供热为辅.热水温度越高,则冷水机组的COP越低，甚至会使机组运行不稳定。
一般需加其他热源提高热水温度
3）热水温度/热量的控制
热水回水温度控制方案：机组在部分负荷下运行时，热回收量减少,热水的回水温度不变而出水温度降低，使热水（冷却水)的平均温度降低，减少冷凝器与蒸发器压差，冷水机组的COP相对较高.
热水供水温度控制方案：效果相反,可能导致冷水机组运行不稳定.
4热水回水/供水温度控制方案比较
如图3所示,比较热水回水/供水温度控制方案:
1）在100％负荷时，冷却水的供、回水温度为41OC和35OC，其温差为6OC,平均温度为38OC。
2)在50%负荷时，冷却水的流量不变，供、回水温差是100％负荷温差的50％，即为3OC。
3）热水回水温度控制方案：冷却水的回水温度恒定为35OC，由于供、回水温差为3OC,故冷却水的供水温度变为38OC,供、回水的平均温度为36.5OC，比100%负荷时低1.5OC。
冷水机组COP相对较高,冷水机组运行稳定性好。
4）热水供水温度控制方案:冷却水的供水温度恒定为41OC,由于供、回水温差为3OC，故冷却水的回水温度变为38OC，供、回水的平均温度为39.5OC，比100％负荷时高1.5OC。
冷水机组COP相对较低，可能导致冷水机组运行不稳定。
5排气热回收热量控制原理
图4为排气热回收冷水机组控制原理图，它利用从压缩机排出的高温气态制冷剂向低温处散热的原理，提高标准冷凝器的水温,促使高温气态制冷剂流向热回收冷凝器，将热量散给热回收冷凝器的水流中.通过控
制标准冷凝器的冷却水温度或冷却塔供回水流量，可以调节热回收量的大小.值得注意的是热水的出水温度越高，冷水机组的COP就越低，制冷量也会相应地衰减。
二个冷凝器可以保证热回收水管路与冷却水管路彼此独立，避免热回收侧增加热交换器，隔离受冷却塔“污染”的冷却水.[1]
6热水回水温度控制方案
1）当需要供热时，先确定进入热回收冷凝器的水温设定值T2’,再开启与热回收冷凝器相连的水泵。
2)若T2高于T2',表明供热过多,则开启与标准冷凝器相连的水泵，并打开三通阀V2,使流经冷却塔的冷却水流回标准冷凝器，通过调节冷却塔的风扇启停个数和转数，来调节压缩机对上述二个冷凝器的放热比例,从而使T2降低，不断接近T2'。
3)若进入热负荷水温测量值T1低于设定值T1’，表明供热不够，可调节辅助加热器的加热量，使T1不断接近T1'。
4）若无供热需求，则利用冷却塔散热，与热回收冷凝器相连的水泵关闭.
7含热回收机组的冷水系统设计
由于热回收机组的主要目的是供冷，将冷凝器的散热量回收，用于工艺水、生活水、空调水预热是次要目的。
因此要获得较多的热回收量，必须有充足的冷负荷,通常机组在70~95％的负荷范围内运行。
热回收机组一般与多台单冷机组共同使用，确保足够的冷负荷提供给热回收机组.但在舒适性空调系统中，热量需求多时,冷量需求通常会减少，由于热回收机组的供冷量不足，从而减少热回收的供热量。
常规的二次泵变流量系统见图5.若把二次泵变流量系统稍加改进，采用以下二种方案，就可获得最多的热回收量.
7.1优先并联方案
当一台热回收机组设置在旁通管的另一侧，将会充分利用它的制冷能力，因为它的冷水回水温度最高，不受旁通管分流的影响（见图6）。
同时它不会降低其他冷水机组的回水温度。
在整个空调供冷季节，通常该机组优先启动,最后停机，以获得最多的冷负荷和最长的运行时间，产生最多的热回收量。
若冷水系统的供水温度要求恒定，与常规的二次泵变流量系统相比（如图5所示)，则热回收机组可提供更多的热回收量.
7.2优先旁通方案
当一台热回收机组设置在旁通管的另一侧,并且将该机组的供、回水接在多台单冷机组的回水管上(见图7)，它的冷水回水温度最高,而且不受冷水系统负荷大小的影响.通过设定合适的冷水出水温度，可以使热回收机组满负荷运行，提
供最大的热回收量.该热回收机组提供的制冷量可预冷其他单冷机组的回水温度，又可减少其他单冷机组的冷负荷。
水冷冷水机组有冷却水热回收与排气热回收两种方式。
部分热回收出水温度一般在45℃左右，全热回收出水温度可达60℃.热水回水温度控制方案可以提高冷水机组的运行稳定性，在部分负荷时COP相对较高。