韦翠
广西创新建筑工程质量检测咨询有限公司 广西南宁 530031
摘要：文章分析了制药企业空调机组冷凝热回收及利用的可行性，分析结果表明，制药企业生产过程中冷水机组的冷凝热具有回收利用价值，可有效的降低生产成本，具有较显著的环保效益和经济效益。制药企业应根据生产对冷量和热量的具体需求，考虑采购具有冷凝热回收功能的冷水机组，提高能源利用率。
关键词：冷凝热；热回收；节能
1.引言
空调净化系统作为制药企业保证生产区各个洁净级别的硬件设施，运行时间长，耗能大，空调净化系统运行费用占企业生产成本比重较大，为了有效的降低生产成本，在空调系统上节约能源是迫切需要解决的问题。冷凝热回收技术不仅将空调排放的废热回收利用，而且也提高了空调的运行效率，是节能的重要措施之一。由空调的运行原理可知，制冷机组在正常工况下运行的同时势必要向外界排放大量的冷凝热，通常冷凝热可达制冷量的1.1-1.3 倍。然而目前绝大部分制药企业空调系统设计都没有利用冷凝热。建议通过在冷水机组加装热回收器，不仅提高了冷水机组的冷凝能力，也提高了冷水机组的制冷量，既节约了电源，又有利于减少环境热污染，有着明显的节能效果和环境效益。
制药企业利目前用制冷机组提供冷量的同时，还利用电或各种燃料来加热蒸汽炉、锅炉、水电炉等制备热水，供生产工艺过程使用，由于生产过程需要消耗大量的热水，因此制备热水需要消耗大量的能源，这部分能源费用占用生产成本比例也较大。前述二者加起来大概占生产成本的11%-12%左右。
由于制药企业既需要空调净化系统制冷又需要消耗能源制备热水，如果能对空调净化系统制冷机组释放的冷凝热进行回收制备生产工艺过程使用的热水，不仅减少能源消耗，有效的降低生产成本，而且减少冷水机组冷凝热排放对环境的热污染，可谓一举两得的好措施。
目前不少专业人员对冷水机组冷凝热的回收利用进行研究，但绝大多数是对大型建筑、高档星级宾馆等空调系统的冷水机组冷凝热回收进行设备设计及实例探讨，很少对制药企业空调净化系统的冷水机组冷凝热回收进行研究。本文对制药企业冷水机组冷凝热回收进行分析，探讨其可行性，并给出制药企业空调净化系统制定及改造的建议。
2.冷凝热回收利用方案
2.1冷凝热利用方法
冷凝热回收利用方法可分为直接式和间接式，直接式需要在压缩机和冷凝器之间增加热回收换热器，直接利用从压缩机排出的高温、高压制冷剂热量，来加热生产工艺过程用的热水；间接式是将冷凝器侧排出的约36℃左右冷却水通过热回收器进行再加热来制取生产工艺过程用热水。
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一般水冷式冷水机组直接式冷凝热回收系统流程如图 1
图 1直接式冷凝热回收系统流程
按照标准工况，使用氟利昂R22的冷水机组，压缩机出口温度为80℃左右的过热蒸汽，冷凝器出口为40℃的饱和液体，氟利昂从80℃左右的过热蒸汽变为40℃的饱和液体所释放出来的热量可以充分利用起来生产50-60℃热水。风冷式或活塞式冷水机组，由于压缩机出口氟利昂R22温度更高，在同等条件下，可产水量更大，热回收率更高。
2.2冷凝热回收的利用价值
要有效的利用冷凝热，必须具备以下条件：
由于冷凝热回收系统中，供热冷凝器和供热系统是联合工作的，要有效利用冷水机组的冷凝热，必须冷凝热排放量较大且相对集中，长期排放时排放量相对稳定。同时企业生产工艺使用热水的时间应与空调系统运行时间一致，需要量较大，两者互相匹配。制药企业的生产工艺过程时间长、连续且稳定，而且生产工艺过程需要大量的热水进行原料粗洗、工器具清洗等，因此制药企业具有很好的冷凝热回收利用价值。
2.3冷凝热回收应注意的问题
一空调冷凝热回收技术的地域适用性各不相同，在我国南方沿海城市制药企业空调期长达7-9 个月，总冷凝排放热大于热水耗能的天数达到64%，热回收的利用价值相当大；上海、西安两地的空调期天数也达到全年的30%以上；北京、乌鲁木齐两地，制药企业空调期虽然比南方短，然而空调期内回收热量供热水的能力良好，几乎不用辅助加热措施，应用该技术也十分有利；而东北寒冷地区例如哈尔滨地区由于没有较为充分的空调期天数，供应热水的能力比较差，因此不适宜采用空调冷凝热回收技术。
3.回收系统运行节能效果与经济效益
冷凝热回收系统的节能效果肯定是显著的。理论上讲每制冷1kw，就可以回收1.2kw的能量，但在实际运行中，我们更关心其经济性，下面举例子进行计算。
如某制药企业使用2台标准工况冷量为120KW的冷水机组，机组冷凝热取Qk=Q0+N，其中Q0为制冷量，N为压缩机输人功率。冷凝热回收率按50%计。冷水机组性能参数（见表1）。
表1 冷水机组性能参数 单位：KW
机组编号冷水机组标准工况制冷量输入功率冷凝热回收热量
11202714773.5
21202714773.5
合计24054294147
该药企使用的是水煤浆锅炉，实际使用的是三级水煤浆，理论热值为3850kcal/kg，单价是920元/t，锅炉热效率为65%。根据上述测算的回收热量，如果用锅炉蒸汽加热，需要耗费如下：
147 kW × 861.24kcal/kW 920
× =46.5431元/h
0.65 ×3850 kcal/kW 1000
按照制药企业生产工艺特点，机组运行时间为全年的3/4，即270d，每天运行12h。每年可节约46.5431元/h × 12h ×270d= 15.08万元的费用。
回收冷凝热需要增加设备一次性投资加运行费用，以市场价格计算，一次性投资需要约29 500元（见表2）。
表2 冷凝热回收设备-次性投资费用
名称蓄热水箱电磁阀板式换热器水泵管道系统施工费
费用（元）820011008500140053005000
合计（元）29500
运行费用主要是水泵的耗电费：0.750kW ×2 × 12h ×270d× 0.90元/kW.h=4375元/年。
冷凝热回收设备一次性投资费用加一年运行费用为：29500+4375=33875元
由此可见，制药企业冷凝热回收设备运行一年节约的费用远远大于投资加运行总费用，经济效益显而易见。
4.结束语或结论及建议
综上分析，除东北寒冷地区外我国大部分药品生产企业具备冷水机组冷凝热回收条件，可减少冷凝热排放对周边环境的热污染和减少能源消耗，降低企业生产成本，经济和环保效益显著。建议药品生产企业在制定或改造空调净化系统时应将净化空调冷负荷、生产工艺过程使用热水量一并纳入其中，提供给机组供应商及设计人员进行专业测算，制定适合企业自身需求的最佳冷凝热回收方案，提高能源利用率，获取最大效益。
参考文献
[1]中华人民共和国卫生部，药品生产质量管理规范（2010年修订）
[2]刘杰 综述中央空调冷凝热回收技术的应用 大科技工艺与设备，2012（1）
[3]汤卫英 冷凝热回收技术的应用研究 制冷空调与电力机械，2008（2）
[4]伍小亭 冷凝热回收系统的设备与设计 暖通空调，1996（6）
作者简介
韦翠，女，本科，广西创新建筑工程质量检测咨询有限公司，从事建筑工程检测质量管理工作。
论文作者:韦翠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/8
标签：制药企业论文; 空调论文; 冷水机组论文; 热水论文; 生产工艺论文; 机组论文; 费用论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;