沈達(dá) 羅衛(wèi)東 劉晶茹* 王晶

(大連海洋大學(xué)海洋與土木工程學(xué)院，遼寧大連 116023)

鑒于空調(diào)使用逐步增多，有關(guān)空調(diào)冷凝水的問(wèn)題日趨嚴(yán)重，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一套回收利用空調(diào)冷凝水的系統(tǒng)，以空調(diào)外室機(jī)板型散熱片為例，室內(nèi)機(jī)產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)過(guò)連接管進(jìn)入空調(diào)外掛機(jī)內(nèi)安置的小型超聲波霧化器中。根據(jù)霧化器陶瓷板固有的震蕩作用，以及通過(guò)陶瓷板超聲波震蕩把冷凝水轉(zhuǎn)化為霧化水和極細(xì)小水珠的原理，把霧化器出氣口連接到空調(diào)外室機(jī)板型散熱片上;轉(zhuǎn)化為霧化水和極細(xì)的小水珠后的冷凝水均勻噴灑到散熱片表面上，冷凝水氣化時(shí)可以帶走散熱片以及散熱片周?chē)蟛糠譄崃俊＜又葻崛葺^大，同時(shí)也可以吸收大量熱，加快了散熱片熱交換速度，同時(shí)壓縮機(jī)排氣壓力減小，制冷劑流量增加，制冷能力增加，從而通過(guò)提高制冷效率降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和運(yùn)行時(shí)間達(dá)到節(jié)電的目的。

1 研究背景

空調(diào)運(yùn)行可產(chǎn)生大量的冷凝水，在家用空調(diào)集中的地方，對(duì)這部分冷凝水集中收集加以利用，具有很好的市場(chǎng)前景。目前將空調(diào)冷凝水作水源有:可作為冷卻水塔補(bǔ)充水，作為衛(wèi)生用水;作為綠化灌溉用水或飲用水等。基于應(yīng)用不同，處理方法也各異。采用冷凝水砂濾等除去冷凝水中所含的雜質(zhì)后可以將冷凝水處理成為飲用水，可采用活生碳吸附、膜濾或者過(guò)濾棒過(guò)濾等方法。還可以將冷凝水作為冷卻塔補(bǔ)充水，在水中添加化學(xué)阻垢劑，同時(shí)補(bǔ)充新鮮水和排放部分含鹽量高的冷卻水，空調(diào)冷凝水作冷卻水塔的補(bǔ)充水能很有效地減少積垢，便于冷卻系統(tǒng)的維護(hù)。同時(shí)，衛(wèi)生間需要的大量的沖廁用水，沖廁用水水質(zhì)要求不高，達(dá)到中水排放標(biāo)準(zhǔn)即可。因此，空調(diào)冷凝水也可以作為衛(wèi)生用水。

2 設(shè)計(jì)原理

超聲波霧化器的原理是采用高頻電子震蕩電路，通過(guò)換能片產(chǎn)生的超聲波能量直接作用于水，而水在強(qiáng)烈的超聲空化作用下被霧化。霧化顆粒均勻在5 μm左右，單位霧化量的能耗指標(biāo)降至最低。霧化的微細(xì)水顆粒，經(jīng)過(guò)獨(dú)特的風(fēng)道均勻吹送至空調(diào)外機(jī)散熱片，水霧粒子與散熱片進(jìn)行熱交換，達(dá)到降溫的目的(超聲波霧化器對(duì)水質(zhì)有一定要求，軟化水能大大增加霧化器的使用壽命，而空調(diào)冷凝水的低鈣鎂離子含量正好符合這一要求。對(duì)于冷凝水的溫度低的特點(diǎn)，也正好增加了霧化器的出霧量)。

利用超聲波霧化器來(lái)對(duì)空調(diào)外機(jī)進(jìn)行降溫，使水更容易氣化，加之水比熱容較大，可以吸收大量熱，降低了散熱器自身溫度，同時(shí)壓縮機(jī)排氣壓力減小，制冷劑流量增加，制冷能力增加，從而通過(guò)提高制冷效率達(dá)到節(jié)電的目的，見(jiàn)圖1。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，在未加霧化裝置時(shí)，風(fēng)機(jī)出口溫度約為60℃，經(jīng)過(guò)霧化水噴灑后風(fēng)機(jī)出風(fēng)口溫度降低至56℃，霧化水在經(jīng)過(guò)散熱片和外掛機(jī)風(fēng)機(jī)時(shí)將散熱片與散熱片周?chē)h(huán)境溫度降低，加快熱交換速度，從而提高制冷效率。在一個(gè)10 m2的空間內(nèi)，將室溫從29℃降低至20℃，空調(diào)需要工作55 min，但是加裝霧化裝置后，同等條件下52 min即可實(shí)現(xiàn)。大致節(jié)約50 W/h～60 W/h。室內(nèi)外溫差越大，運(yùn)行時(shí)間差距越大(變頻空調(diào)可以延長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間，節(jié)電效果應(yīng)該更明顯)。

圖1 超聲波霧化器原理圖

4 創(chuàng)新特色

1)對(duì)外掛機(jī)安裝高度沒(méi)有要求，柜式空調(diào)或掛式空調(diào)均可使用。2)改裝方便，對(duì)老舊樓房已有空調(diào)可以進(jìn)行改裝。3)每家獨(dú)立安裝，可以根據(jù)家庭空調(diào)使用時(shí)間以及品牌不同，能耗不同安裝不同功率霧化器進(jìn)行冷凝水收集散熱節(jié)能。4)成本低?？梢员粡V大消費(fèi)者接受。5)超聲波霧化器工作噪聲小，對(duì)人生活無(wú)影響，不會(huì)造成噪聲污染。6)從根本上解決了空調(diào)冷凝水帶來(lái)的鄰里矛盾，以及沿街商販與行人間的社會(huì)問(wèn)題。

5 應(yīng)用前景

隨著人們生活水平的提高，空調(diào)走進(jìn)了家家戶戶，對(duì)冷凝水的處理也變得尤為重要，我們所設(shè)計(jì)的冷凝水回收系統(tǒng)不僅解決了冷凝水的排放與回收，并且利用冷凝水對(duì)空調(diào)外掛機(jī)進(jìn)行降溫，達(dá)到了節(jié)能效果。整個(gè)處理系統(tǒng)工作穩(wěn)定，超聲波加濕器耗能低且成本低，所達(dá)到的節(jié)能效果好，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，且系統(tǒng)所需的空間較小可被空調(diào)廠家加入到空調(diào)系統(tǒng)中，改造成本低，易被消費(fèi)者所接受?；槔蠂?guó)家所提倡的節(jié)能環(huán)保要求。

［1］劉漢法.家庭電子［Z］.2004.

［2］中國(guó)科技新聞學(xué)會(huì).中國(guó)科技信息［M］.北京:中國(guó)科學(xué)院出版社，2003.