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逆卡诺循环在空调冷凝热回收系统中的应用摘要：本文提出一种基于逆卡诺循环的间接冷凝热回收装置并对其进行了热力循环分析和工作原理的阐述装置将空调系统与热水系统连接起来用空调产生的冷凝热加热生活热水既减少了冷凝热的排放又减少了锅炉的使用时间节省能源的同时使得环境污染降低有良好的社会经济效益。关键词：逆卡诺循环冷凝热热回收热力循环0前言随着社会经济的不断发展能源消耗问题日益严重。我国是仅次于美国的第二大能源消耗国又是以煤炭为主要能源不合理的能源结构会造成严重的环境污染影响人们的生存环境。随着我国空调普及率的逐年提高能耗不断增加民用建筑的中央空调耗能占建筑总耗能的30%～60%。能源的高消耗成为制约我国经济持续健康发展的瓶颈。如何有效解决能源危机从而实现经济的可持续发展成为当下亟待解决的问题。1国内外研究现状和趋势早在1965年Healy【1】等人提出将冷凝热作为免费热源对居住性建筑进行热水供应的可行性并组建实验装置进行试验发现热回收系统每年可节约70%的热水供应耗热量在5月到10月间可节约93%的热水供应量。美国采暖、制冷与空调工程师学会的Seminar【2】等人预测了小型制冷空调系统冷凝热回收用于加热生活用热水的可行性认为冷凝热回收用于加热生活热水在节约加热生活热水能耗的同时还可以提高空调系统的性能。美国的RLDouglasCane【3】等人对大型中央空调中的热回收可行性进行了实验研究其结果表明只要回收年限在5年以内这种热回收形式将具有很好的经济价值。在东京IBM大厦、芝加哥IBM广场办公楼、日本东京三和银行、日本中部电力局营业所及日本地所第一大厦都采用了双管束冷凝器的热回收式热泵空调系统【4】。在意大利经济发展委员会办公大楼的空调系统中在常规系统的基础上增加了冷凝热回收设备来提供生活热水所需的加热量【5】。我国的冷凝热回收技术研究开始于上世纪90年代空调冷凝热回收的研究大多是针对宾馆、酒店等大中型空调江辉民【6】等针对家用空调提出了常用的热回收技术压缩机排出的高温高压的制冷剂蒸汽与水在热交换器中进行热交换达到加热生活热水的目的。周延安【7】介绍了上海外国语大学迎宾馆中央空调制冷机组采用制冷废热回收技术指出全年全部由风冷热泵热回收机组来提供卫生热水能产生明显经济效益并指出该技术在长江以南广大地区宾馆酒店应用将不需另设锅炉其省却的关联费用相当可观。西安建筑科技大学的王浩【8】对酒店冷水机组冷凝热制取生活热水的实际改造工程进行了分析该热回收系统同时供应冷量和热量系统一次能源利用率大幅提高使酒店热水供应的运行成本降低并减少了环境污染。实验和实践证明空调冷凝热回收制备生活热水是一种可靠且非常节能的技术。国内外对空调冷凝热回收技术的研究主要集中在装置的性能分析和经济社会效益分析上。2冷凝热回收利用技术现阶段常采用的冷凝热回收系统的形式可以分为直接式和间接式两种。直接式是指从压缩机出来的高温高压制冷剂蒸汽通过热回收器与自来水直接换热提供生活热水图1所示为直接式冷凝热回收系统的原理图。图1直接式冷凝热回收系统的原理图间接式冷凝热回收是指从压缩机出来的高温高压制冷剂蒸汽与冷却介质换热冷却介质通过锅炉、热泵等装置用来加热生活热水。图2所示为间接式冷凝热回收系统的原理图。图2间接式冷凝热回收系统的原理图本文提出一种基于逆卡诺循环的间接冷凝热回收系统其工作原理见图3。图3基于逆卡诺循环的间接冷凝热回收系统1.蒸发器2.压缩机3.节流阀4.第一级换热器5.循环水泵6.低温水箱7.高温水箱8.第三级换热器9.第二级换热器10.紫外线管11.补水管。空调冷凝热回收系统由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成在节流阀前端设有第一级换热器该换热器一端接补水管另一端接低温水箱；冷凝器外侧设有第二级换热器该换热器通过循环管连接低温水箱循环管上设有循环水泵；压缩机的出口上设有第三级换热器该换热器的两端通过循环管连接高温水箱循环管上设有循环水泵；高温水箱与低温水箱之间连接有水管。在高温水箱和低温水箱内分别还设有紫外线管。工作时补水管中的水经过第一级换热器被加热后进入低温水箱低温水箱内的水通过循环管在第二级换热器内再次加热可以得到45℃左右的热水。低温水箱内的热水通过水管进入高温水箱。高温水箱内的水通过循环管在第三级换热器内再次加热可以得到60℃的热水。该技术是在空调主机逆卡诺循环系统各自的热区独自作循环热吸收各工作状态点不断作良性循环避免了高压侧液团堵塞和冷凝高温高压所形成的电机增大反力矩。由于空调主机内的冷媒在压缩机吐出、冷凝时和节流前的温度