淺析分散式空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收利用為飲用水的發(fā)展前景

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710300)

0 引 言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，空調(diào)已經(jīng)遍布每個家庭、樓宇、工廠及企業(yè)等，其耗能量相當(dāng)可觀。隨著國家節(jié)能減排、低碳環(huán)保政策的實(shí)施以及人們節(jié)能意識的提高，空調(diào)的節(jié)能技術(shù)逐漸也引起了人們的關(guān)注和重視。文中就目前將空調(diào)冷凝水回收利用技術(shù)的國內(nèi)外研究成果，通過這些研究成果的介紹可發(fā)現(xiàn)，空調(diào)冷凝水的回收利用技術(shù)對空調(diào)的能效比、制冷效果及節(jié)能效果都有明顯的提高，尤其將其凈化為飲用水的技術(shù)更能解決我國偏遠(yuǎn)干旱地區(qū)的水資源緊張問題，其技術(shù)發(fā)展前景可觀。希望能給相關(guān)從業(yè)人員提供借鑒。

1 國內(nèi)相關(guān)人員對空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收利用技術(shù)的研究狀況

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民的生活品質(zhì)也不斷地提高了，人們不再滿足于吃飽穿暖，而是開始最求更高的生活品質(zhì)，在炎熱的夏季，家用空調(diào)已經(jīng)走入了我們每個小家庭。目前，家用空調(diào)在我國居民住房中已經(jīng)普及，根據(jù)相關(guān)部門調(diào)查數(shù)據(jù)[1]，在2015年度，家用空調(diào)在全國城鎮(zhèn)中用量每100戶已超過195臺，在2018年度，家用空調(diào)在全國城鎮(zhèn)居民中用量每100戶已超過260臺，可以看出，空調(diào)用量增速很快，至少有一臺家用空調(diào)的居民家庭高達(dá)95%以上，截止到2018年，家用空調(diào)在居民家庭占有量已經(jīng)達(dá)到平均一戶兩臺空調(diào)。目前，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，人民的生活水平也越來越高，隨著人們對生活質(zhì)量不斷的高要求，家用空調(diào)必將進(jìn)入每個普通家庭，家用空調(diào)給人們帶來舒適和美好環(huán)境的同時，同樣也帶來了一些煩惱，諸如，浪費(fèi)能源，冷凝水排放問題等等[2]。

在以前，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水的排放方式一般都是無序無組織的直接排放到室外或收集起來排往下水道，但隨著我國開始大力實(shí)施節(jié)能減排政策，居民們的節(jié)能的意識開始增強(qiáng)了，對空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水是否能夠回收利用及怎么回收利用問題也漸漸開始關(guān)心和關(guān)注了，但就目前我國對空調(diào)冷凝水的回收利用的研究還尚處在摸索階段，再者，其研究目標(biāo)目前還主要是針對家用分散式空調(diào)系統(tǒng)的。

陳楠[3]等高級工程師對各種空調(diào)系統(tǒng)在不同的氣候條件下產(chǎn)生的冷凝水量進(jìn)行了相關(guān)分析和研究，得出相關(guān)結(jié)論：在我國，南方地區(qū)比北方地區(qū)空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水量要大，東部地區(qū)比西部地區(qū)大，因此，在我國南方和東部地區(qū)采用空調(diào)冷凝水回收利用技術(shù)的意義十分重大，其節(jié)能效果將會非常明顯?？衫每照{(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水來冷卻冷凝器，從而可將空調(diào)的排氣溫度降低，大大的增加了該空調(diào)系統(tǒng)的制冷量，節(jié)能效果明顯，而且對整個空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命的延長有利。

李琦[4]，周口輝[5]，張東放[6]等研究人員對某企業(yè)的工業(yè)廠房的恒溫恒濕的中央空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行了水質(zhì)、水溫及產(chǎn)生的水量大小等進(jìn)行了研究分析，最后將其用于廠房自身的中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)。其可起到了兩個作用，其一、主要用來補(bǔ)充冷卻塔因冷卻降溫而蒸發(fā)散失的冷卻水，其二、因其空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水溫度相對較低，冷凝水可作為冷卻塔的冷源對冷卻水進(jìn)一步冷卻，可以大大提高冷卻塔的冷卻能力，這樣既對空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水的水量進(jìn)行了回收利用，也最大化的利用了其較低的水溫，成功的實(shí)現(xiàn)了能源利用和節(jié)能的一舉兩得的效果。

歐陽春生[7]等人對應(yīng)用在商場、飛機(jī)場等公共場所的大型中央空調(diào)系統(tǒng)及分散式空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的大量冷凝水進(jìn)行了理論分析研究，介紹了空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水作為水資源用于綠化灌溉、小區(qū)噴泉水景、冷卻塔補(bǔ)水、飛機(jī)場和大型火車站廁所用水等方面問題。尤其著重研究了空調(diào)冷凝水在冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)中應(yīng)用的理論研究分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該設(shè)備的節(jié)能效果非常明顯，并且投資回收效益時間短。利用空調(diào)冷凝水作為冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)，即利用了冷凝水本身的冷量，又節(jié)省了自來水對冷卻塔的補(bǔ)水量。但目前還有一些問題尚待解決，譬如，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水會有一定的腐蝕作用和細(xì)菌污染物，所以在其補(bǔ)水系統(tǒng)中應(yīng)采用防腐材料，并要根據(jù)實(shí)際情況要求進(jìn)行凈化處理。

2 國外相關(guān)人員對空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收利用技術(shù)的研究狀況

有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)冷凝水再回收并被以各種方式利用的技術(shù)在國外發(fā)達(dá)國家早已普及。例如，在發(fā)達(dá)國家德國，其科學(xué)家主要研究發(fā)明了將空調(diào)冷凝水回收作為冷卻冷凝器的工質(zhì)，其技術(shù)已經(jīng)很成熟；在發(fā)達(dá)國家美國，關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水回收利用方面的實(shí)用新型專利擁有多項(xiàng)；CharlesL.Michael[8]教授在1996年，申請了一種利用空調(diào)器的冷凝水回收利用為生活飲用水的凈水設(shè)備裝置專利，該實(shí)用新型凈水設(shè)備裝置專利可解決普通家庭及大部分辦公室飲用水問題。KevinTeller[8]教授講述了美國自1993到1998年發(fā)明的幾種回收利用空調(diào)冷凝水的專利裝置[9-10]，并詳細(xì)介紹了幾種發(fā)明專利裝置的工作原理和節(jié)能效果。具體介紹了自己本人的有關(guān)空調(diào)冷凝水回收利用系統(tǒng)的發(fā)明專利，該專利是利用空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水回收后進(jìn)行冷卻室外新風(fēng)，降低其進(jìn)入冷凝器的新風(fēng)冷卻溫度，起到一定的節(jié)能作用。

在美國，人們非常關(guān)注和重視空調(diào)冷凝水的回收利用，空調(diào)系統(tǒng)所有的冷凝水不再直接排到室外，而是設(shè)置專門的回收管道集中起來并進(jìn)行使用，這些用來回收利用冷凝水的管道大多布置在一些大型企業(yè)、大型商業(yè)建筑群、飛機(jī)場及超市等擁有中央空調(diào)系統(tǒng)的場所[11]。

全球各個國家都有部分地區(qū)存在水資源緊缺問題，不只是在我國的西北部，那么這些國家或者地區(qū)，如果能夠?qū)⒖照{(diào)系統(tǒng)的冷凝水進(jìn)行最大化的回收利用，將會對當(dāng)?shù)氐乃Y源問題的解決起到尤為重要的作用，比如，在沙特阿拉伯國家，一個國際機(jī)場每年中央空調(diào)系統(tǒng)就可以產(chǎn)生的冷凝水量高達(dá)約9500噸，這些空調(diào)冷凝水如果能夠通過一定的設(shè)備和技術(shù)加以回收，那么，這些回收的冷凝水就可以用在本機(jī)場的所有廁所用水、機(jī)場周圍的景觀用水及機(jī)場周圍的草坪樹木綠化等用水，這樣做既可以防止空調(diào)冷凝水由于無序無組織排放影響周圍環(huán)境和室外墻體美觀及結(jié)構(gòu)，又解決了機(jī)場自身的水資源短缺的問題，其節(jié)能效果相當(dāng)明顯[12]。因此，在這些國家或地區(qū)如何能夠最大化的回收利用空調(diào)系統(tǒng)冷凝水將值得我們相關(guān)人員研究。

3 分散式空調(diào)冷凝水回收利用為飲用水技術(shù)的應(yīng)用前景展望

雖然我國水資源總量較多，但我國13億人口，數(shù)量龐大，人均用水量遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國家，而其中真正能作為生活飲用水的水資源則更加有限。尤其在我國西北部有些城鎮(zhèn)，很多地方常年干旱，人民的飲用水都不能夠保證，偏遠(yuǎn)農(nóng)村的飲用水的水質(zhì)更不能保證。對于這些西北部城鎮(zhèn)飲用水相對短缺的區(qū)域,本研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)的分散式空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收利用為飲用水可以在很大程度上緩解當(dāng)?shù)氐娘嬘盟倘鼻闆r。所以將空調(diào)冷凝水回收利用為飲用水對任何飲用水水資源緊缺的地區(qū)都具有非常重要現(xiàn)實(shí)的意義[13]，其技術(shù)在這些水資源短缺的地區(qū)發(fā)展前景可期。