空调冷水机组余热回收水源热泵制热系统介绍

大型酒店、城市综合体等民用建筑具有稳定的制冷负荷和生活热水需求负荷，适宜回收空调余热制备生活热水；空调余热回收机组分为全热热回收冷水机组、冷回收水源热泵制热机组、空调冷却水换热机组等。核心目标是将制冷过程中产生的废热（通常通过冷凝器排入环境）转化为可利用的热能，如生活热水、工艺预热或空间供暖等。

一、余热回收原理与潜力

1. 热量来源

冷水机组运行时，制冷剂在冷凝器中释放大量热量（约占总制冷量的120%~130%），传统方式通过冷却塔或风冷散热排放到环境中。

余热温度范围：典型冷凝温度35~45℃，若通过热泵可提升至50~60℃，满足生活热水（40~55℃）或低温工艺用热需求。

2. 节能潜力

回收效率可达 30%~70%，显著降低锅炉或电加热的能耗。

案例：酒店夏季回收冷水机组余热供生活热水，可节省 40%~60% 的热水能耗。

二、余热回收技术方案

1.直接热回收（冷凝热回收）

适用场景：余热需求与制冷运行同步（如酒店、医院、泳池恒温）。

并联式热回收冷凝器：在原有冷凝器旁增设热回收换热器，部分制冷剂直接流入回收换热器加热冷水。

串联式热回收冷凝器：制冷剂先流经热回收换热器再进入主冷凝器，适合需高温热水的场景。

关键设备：板式换热器或壳管式热回收冷凝器；循环水泵、三通阀、温控系统；

蓄热水箱（平衡热负荷波动）。

2. 热泵增强型余热回收

适用场景：余热温度需求较高（>60℃）或余热品位不足时。

技术实现：将冷水机组余热作为热泵的低温热源，通过热泵提升温度后输出高温热水。

例如：利用 高温水源热泵 将40℃余热升温至70℃供工业使用。

优势：灵活匹配不同温度需求，提升余热利用率。

三、系统设计与控制要点

1. 热负荷匹配

分析冷水机组运行时间、余热量（随负荷变化）与用热需求的时间/温度匹配度。

配置蓄热水箱调节供需不平衡（如夜间制冷产生的余热储存供日间使用）。

2. 温度与流量控制

通过变频水泵和电动阀调节余热回收侧水流量，防止冷凝温度过低影响制冷效率。

设置温度传感器和PLC控制器，优先满足制冷需求，动态分配冷凝热至冷却塔或热回收端。

3. 防过载保护

监测冷凝压力，避免热回收导致冷凝温度过高（如>60℃时切换至冷却塔散热）。

4. 能效优化

采用 板式换热器 提高传热效率；回收热量用于预热锅炉进水或空调再热，降低综合能耗。

四、总结

空调冷水机组余热回收的核心在于匹配热源与热阱的时空需求，通过合理设计换热系统、蓄能装置及智能控制策略，可将废热转化为高价值能源。实施时需结合机组类型（离心式/螺杆式）、运行负荷特性及用热场景选择技术方案，兼顾能效提升与投资回报。

1采用全热热回收冷水机组时，系统应设置热水蓄热水箱，热水宜作为热媒对生活热水进行预热；全热热回收冷水机组以空调制冷为主，机组技术以满足空调制冷要求为设计前提，系统应设置生活热水蓄热水箱，蓄热水箱容积宜按满足平均日热水耗热量设计，用于平衡生活热水不均匀对空调冷机组造成的影响，保障机组的稳定运行，热回收机组需要根据空调负荷情况与蓄热水箱温度决定机组启停及模式切换。虽然热回收机组制热量远大于热水系统的设计小时耗热量，但由于生活热水系统与空调制冷系统负荷规律不同，为避免机组频繁切换，需要设置蓄热水箱。除全热回收外，还有部分热回收机组、双冷凝器机组等，但应用较少，因此不做推荐；

2宜采用冷水机组冷回收系统，采用冷冻水作为水源的水-水热泵机组，产生的热量全部用于生活热水系统；制冷机组冷回收系统设置水-水热泵机组，采用冷冻水作为水源，产生的热量全部用于生活热水系统，采用“以热定冷”的模式选用机组负荷；耦合梯级贮热装置贮存热量，可不再另设调节水箱，机组计算负荷以生活热水平均时耗热量进行设计；

3 典型空调制冷机组冷回收水源热泵制热系统原理图，耦合梯级贮热装置，提高热泵综合COP值。