对大型制冷压缩体系的某技术的研讨

　　随着社会进步和人类的生活水平逐步提高， 冷库和中央空调系统已经越来越普遍的应用在我们的生活中。 通常制冷系统都是有压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器以及一些辅助设备串联而成的， 低温低压的制冷剂蒸汽通过吸气管被吸入到压缩机中， 经过压缩产生高温高压的制冷剂蒸汽， 通过冷凝器把制冷剂冷凝变成低温高压的气液混合态， 再经过节流阀进行节流变成低温低压的液体制冷剂，液体制冷剂在蒸发器中蒸发吸收热量从而达到制冷的目的。 在冷凝过程中冷凝器向环境中释放了大量的热能污染周边环境。

　　1 研究内容及技术方案

　　针对现有大中型制冷系统的中的冷凝器把冷凝热直接排放到环境中， 使环境产生热污染的同时也浪费了能源的问题， 现对原有的制冷系统进行技术改造， 通过设计的冷凝热回收装置将冷凝热量的一部分进行回收， 进而将收集来的冷凝热用来加热保温水箱中的水使废热变成有用能源减少废热的排放， 从而达到节能减排的环保目的。

　　原有制冷系统原理图所示。

　　低温低压的制冷剂蒸汽通过吸气管被吸入到压缩机中， 经过压缩产生高温高压的制冷剂蒸汽， 通过冷凝器把制冷剂冷凝变成低温高压的气液混合态，再经过节流阀进行节流变成低温低压的液体制冷剂， 液体制冷剂在低压的蒸发器中蒸发吸收热量。

　　改造后的制冷系统所示。

　　低温低压的制冷剂蒸汽通过吸气管吸入到压缩机中， 经过压缩产生高温高压的制冷剂蒸汽， 高温高压的制冷剂蒸汽通过热交换器把热量传递给自来水从而变成较低温的冷剂蒸汽， 较低温的制冷剂蒸汽再经过冷凝器冷凝变成低温高压的气液混合态， 再经过节流阀进行节流变成低温低压的液体制冷剂， 液体制冷剂在低压的蒸发器中蒸发吸收热量。

　　热回收设备包括： 翅片换热器， 三通阀， 电磁阀， 保温水箱， 水泵等。

　　工作过程：自来水经过循环水泵加压，到达翅片换热器， 充分换热后流入保温热水箱中，当保温热水箱中的热水温度达到 的时候循环水泵停止工作， 再把 的热水通过保温管直接送到淋浴房间。 当保温热水箱的水位低于设定下液位时系统开始自动补水， 到达上液位时停止补水，循环水泵开始工作。

　　2 热回收装置节能及对制冷循环系统的影响

　　2. 1 热回收装置节能计算

　　连云港外贸冷库 2 万 t 冷藏库制冷量为1 023. 5 kW， 采用 5台活塞式压缩机， 台数与型号所示分别为 2台 JZY8AS17， 2台 JZY812. 5和 1台 JZY612. 5.

　　其中： Q 0为机组得制冷量， N 为输入压缩机的电能。

　　当 5台压缩机全部满载运行时可回收冷凝热544. 5 kW 在日常运行中只开 JZY8AS17， JZY812. 5和 JZY612. 5各一台能回收余热 272. 25 kW.

　　保温水箱温度计算微分方程：其中： T 为时间常数；m为保温水箱中水能达到的*终温度 ； 为保温水箱中水的瞬时温度 ；为时间， s；0为回收的余热， W.T = G i C i KF（ 2）其中： G i为保温水箱中水的质量， kg； C i为水的热熔系数， kJ/（ kg ）； K 为换热系数， W /（ m 2 K）； F为换热面积， m 2。微分方程的通解：= C e - T + m。

　　（ 3）经过计算模拟得出保温水箱中水的瞬时温度曲线。 实际测量得出的保温水箱的温度曲线。

　　2. 2 经济性比较

　　1） 采用燃煤锅炉来制备假设燃煤锅炉的效率为 30% ， 煤的单位理论热值为 29 306 kJ/kg， 则需要272 25 0 3 29306 3600= 111 45 kg/h， 如果每吨煤售价 560元， 则一小时可节约 56元；2） 采用燃油锅炉来制备假设燃油锅炉的效率为 65%， 柴油的单位理论热值为 42 000 kJ/kg，则需要272 25 0 65 42000 3600= 35 9 kg/h， 如果柴油每吨 6 000元， 则每小时可节约 215元；3） 采用电锅炉来制备， 假设电锅炉的效率为85%， 每小时需要272 25 0 85 3600 3600= 320 3千瓦时电， 如果电的价格为 0. 6元 /千瓦时， 则每小时可节约 192元；4） 采用冷凝热回收来制备这些热量所需要的成本 = 初投资 + 运行成本初投资 = 电磁阀价格 + 翅片换热器价格 + 管道价格 + 两个循环水泵价格 + 一个补水泵价格 +保温水箱价格 + 阀门价格 + 施工费 = 1 000+ 3 500 + 2 000+ 530 2+ 530+ 5 400+ 2 000+ 4 000= 19 590元运行成本 = 循环水泵所耗电费 + 补水泵所耗电费 = 700 W 2= 1. 4 kW.

　　2. 3 热回收装置对制冷循环系统得影响

　　通常的制冷循环系统得冷凝热都是由冷凝器带走， 所以冷凝器的冷凝负荷过大， 在设计时往往会增大冷凝器的换热面积， 这样即增加了投入成本也浪费了资源。 热回收装置装配到系统中可以有效得减少冷凝器的冷凝负荷， 降低压缩机的排气压力改善制冷循环系统得运行工况提高制冷系统的能效比 COP值。

　　3 结论

　　通过理论方法仿真计算并且实践得出以下几点结论：1）采用此种改造方法后， 冷凝侧向环境中排放的热量大幅度降低， 减少了对大型制冷系统周边环境的热污染；2）改善了制冷系统的工作条件， 提高了系统的能效比 COP值；3）洗浴所用热水不必再单独制备， 从而减少了冷热源系统的运行成本；4）冷凝热回收系统减少了冷凝器的负荷， 从而可以减少冷凝器的尺寸， 缩短风机或水泵的的运行时间， 减少制冷系统的运行成本；5）本改造计划对于大型得制冷机组有很好得经济实用性， 但对于小型制冷机组来说要进一步考虑它的经济性。