空调冷凝水在大型建筑综合体中的回收利用
【摘 要】随着经济的发展，人民生活水平不断提高，人类对生活品质的不断提高，尤其是随着空调业的发展、城镇化的推进及房地产行业的兴盛，使得空调器的使用数量飞速增长。一方面空调器产生大量的低温且较为干净的冷凝水被直接排放到下水道，另一方面会所、酒店等商用场所等因空调消耗大量冷却水，同时存在大量的园林绿化及汽车美容等耗水大户。在现代大型建筑及大型社区中对空调冷凝水进行回收利用具有极高的经济及节能效益。
【关键词】空调器 冷凝水回收利用 冷却塔耗水 大型建筑综合体
概述 空调系统在降温过程中，都会从经过表冷器的空气中析出大量的冷凝水，而这些冷凝水往往温度较低，并且杂质较少，因此这部分冷凝水还有较高的利用价值。一方面空调的普及会产生大量的冷凝水，但一直以来这部分冷凝水都是直接排入污水管道中，白白浪费了；另一方面同样作为空调设备的一部分-冷却塔却要每天消耗大量的自来水，汽车美容、城市绿化等也对水资源需求巨大。如果能在空调设计中（包括在商业中普遍使用的中央空调系统及在住宅中大量使用的分体式空调器），把这两个组成部分有机地结合在一起，将产生很好的经济和社会效益。做为能源及资源的梯级利用当然包括未建项目、已建项目及已在使用的空调系统的改造项目。
冷凝水的产生原理 空调冷凝水产生的原理：空气中都存在一定的水蒸气。在一定的温度和大气压条件下，空气都有一个露点温度，一旦空气遇到比该工况的露点温度低的物体，空气中的水蒸气就会因遇冷而凝结成液态的水。而空调在制冷的过程中，空调的表冷器或直膨式蒸发器表面温度通常都低于该空调区域内空气的露点温度。当表冷器或直膨式蒸发器有空气通过时，由于其表面温度低于空气的露点温度，空气中的水蒸气便因遇到温度低于其露点温度的蒸发器而冷凝结成冷凝水，只要空气不断地通过表冷器或直膨式蒸发器， 冷凝水便不断地产生。
同一台空调器，其冷凝水量的多少由新风量和室外空气温度和湿度、室内空气的温度、湿度及空气循环量等因素决定。南方及沿海地区与西部及北方相比，南方及沿海地区因为湿度大即空气中含水蒸气较多，同样的空调在南方及沿海地区产生的冷凝水较多。按照一般的经验，可以按照空调制冷量的大小来估算其冷凝水水量。国内外的资料普遍认为，一台空调每1KW制冷量能产生产生0.4～0.8kg/h的冷凝水[1] 。不同地区每1KW制冷量能产生的冷凝水量会有一定的区别，有实验以一台制冷量为3.5KW、循环风量600m3/h的分体空调及新风量60m3/h的条件下分别在北京、上海、西安、广州四个城市进行实验，实验结果为四地方产冷凝水量分别为：2.3kg/h、2.44kg/h、2.28kg/h、2.34kg/h冷凝水[2]，折算成每1KW制冷量能产生的冷凝水量分别为：0.66kg/h、0.70kg/h、0.63kg/h、0.67kg/h，平均0.665kg/h。上海及广州等沿海城市因空气中水蒸气含量较多，单位制冷量产冷凝水量较大，而西安及北京相对少一些。与理论相一致。
对单台空调器而言，所产生的冷凝水无论从水量还是冷量方面都不具备回收价值。但随着空调器的普及，空调器的生产及需求成爆炸性上升，据国家统计部门的数据，中国空调的产量由2005年的约6765万台增长至2013年的14333万台（见表1-1） [3] 。尽管空调器的产量随经济形势呈现较大波动，但空调器的产量总体还是保持较大幅度的增长（包含出口数量），年均增长约14% 。
若按照每台空调平均制冷量为3.5KW，平均产生冷凝水量2.3L/h，每天运行10小时，则产生冷凝水0.023m3/d。2013年新增空调器每运行一个小时产生的冷凝水量约为33万立方；每天约为330万立方，每天所产生的冷凝水足以供10万城镇人口一年的生活用水；每个制冷季平均按照120天计算，将产生3.96×108立方的冷凝水，相当于长江三峡水库蓄满水时3.93×1010的百分之一。若以中国超10亿台空调存量，每年产生的空调冷凝水将达三十亿立方，相当一个中等省份全部大中型水库的库容量。如此巨大的一个资源库，应当得到充分的利用。
冷凝水回收利用实例 在现实中空调都是分散在不同的地方，并非所有的空调冷凝水都具备回收利用的价值。冷凝水的回收利用还需要一定的现实条件。但是在那些空调较为集中的大型建筑综合体及大型社区中，冷凝水的回收利用价值就十分可观。
某33层大型建筑综合体，总建筑面积约13.1万平方米。地下四层共22000m2为车库；1-5层裙楼共25000m2为商业区，空调总冷负荷为3800KW，设置1308KW及633KW的水冷螺杆式冷水机组各2台，相应的配置330m3/h及175m3/h的冷却塔各两台，冷却塔设置在裙楼五层顶；东、西塔均为写字楼，每层建筑面积均为1500m2为，每层设若干套变频多联机组，每个塔楼单层空调负荷为190KW，总冷负荷约为10640KW。如果水冷机组及多联机均按照满负荷运行，则水冷机组每小时耗水量约为12m3/h（按1.2%的耗水量计算），而东、西塔多联机组每小时产冷凝水量约为7 m3/h（按每千瓦制冷量产生0.665kg/h冷凝水计算），相当于冷却水耗水量的58.3%，整个制冷季产生冷凝水约10600m3。因塔楼的空调室内机都比冷却塔水盘高，所以不需额外增加能耗，靠重力即可保证塔楼的冷凝水全部收集到冷却塔水盘中。一个制冷季约节水10600m3，直接节约约3.18万元；整个中央空调寿命期按照15年计算，可节水约159000m3，创造经济效益47.7万元。另外，由于空调冷凝水温度较低，流到冷却塔水盘水温约为16℃，直接降低冷却水水温，提高空调主机能效，降低空调主机能耗。空调主机的冷却水进水每下降一摄氏度，能效即能提高3-5%，相当于间接实现冷量回收。由此可见，在冷凝水相对集中的建筑体，可对冷凝水进行回收利用，可产生较大的经济效益。
结束语 在现代化城市中，不仅大型建筑综合体林立，且一些动辄几十万平方建筑面积、几万居民的大型社区不断涌现。一方面家庭空调器产生大量的低温且较为干净的冷凝水被直接排放到下水道，另一方面社区中的会所、酒店等商用场所等因空调消耗大量冷却水，同时存在大量的园林绿化及汽车美容等耗水大户。针对资源的浪费与资源短缺同时存在，应出台措施，鼓励在有条件的项目上，对冷凝水进行回收利用回收。对社会、环境等都能取得积极效应。
参考文献
[1] 陆耀庆.实用供热空调设计手册第二版（上册）.2008版
[2] 万丽霞.分散式空调冷凝水集中回收与节能利用研究.2012
[3] 中国统计年鉴.中华人民共和国国家统计局编（2006～2014）