張彤彤 孟祥忠 羅昌瀲 吳思璇 高盼 李龍

摘要：隨著人們對空調(diào)要求的提高，我們提出了一套新型智能換氣節(jié)能環(huán)保空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)空調(diào)不能換風(fēng)的設(shè)計(jì)缺陷，更適合人們的生活需求。通過在室外設(shè)計(jì)一個換風(fēng)扇，將室外的新鮮空氣通過換風(fēng)管道引入到室內(nèi)的出風(fēng)口，完成對新風(fēng)的引入，同時，把冷凝水進(jìn)行回收再利用，利用蒸發(fā)散熱降低冷凝器溫度，提高制冷效率。該設(shè)計(jì)具有極強(qiáng)的靈活性和經(jīng)濟(jì)適用性，既不影響原有空調(diào)的運(yùn)行，也可對傳統(tǒng)空調(diào)進(jìn)行改裝，使其也擁有新型換氣系統(tǒng)，還可達(dá)到引入新風(fēng)，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排 智能自動控制 換風(fēng)系統(tǒng) 能源利用 冷凝水再利用

中圖分類號： TB6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（B）-00

1、 研制背景

隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)條件的提高，空調(diào)的使用變得越來越廣泛，人們對空調(diào)的要求自然也越來越高。目前的家用分體式空調(diào)是閉式系統(tǒng)，無新風(fēng)的引入，所以人們極易患因無新風(fēng)引入的“空調(diào)綜合癥”，處在一種對人體來說極不舒適的環(huán)境中。對于這一系列的問題，該新型智能換氣系統(tǒng)，它不僅可以解決換風(fēng)問題，還可以讓普通家庭享受到換風(fēng)系統(tǒng)所帶來的新風(fēng)享受。通過電路的控制，可以自動控制換風(fēng)系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)控制的智能化。通過換風(fēng)系統(tǒng)不僅可以引入更加新鮮的空氣，還可以降低室內(nèi)的溫度，減少空調(diào)的制冷能耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

2、設(shè)計(jì)方案

2.1 電路控制系統(tǒng)

此系統(tǒng)采用全自動裝置，在空調(diào)的室內(nèi)外機(jī)上裝上感應(yīng)器，感應(yīng)器所反映出的數(shù)據(jù)通過放大器的放大，傳輸至控制中樞。在控制中樞中，用采集到的數(shù)據(jù)與空調(diào)設(shè)定數(shù)據(jù)（用戶在開機(jī)時所設(shè)置的溫度與濕度）進(jìn)行對比，控制系統(tǒng)就能根據(jù)室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境指標(biāo)（溫度、濕度、空氣清新度等中和指標(biāo)）的變化調(diào)節(jié)換風(fēng)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉。在換風(fēng)的時候就停止制冷，在制冷的時候就停止換風(fēng)，如此循環(huán)往復(fù)，以達(dá)到自動控制室內(nèi)環(huán)境的目的。

圖1 電路控制系統(tǒng)圖 圖2 室外換氣扇與空調(diào)室外機(jī)

2.2 機(jī)械部分

（1）室外換氣扇與空調(diào)室外機(jī)

該機(jī)械設(shè)計(jì)部分如圖2所示，左部的箱體為換風(fēng)系統(tǒng)的室外換風(fēng)扇，其上連接的管道與室內(nèi)的風(fēng)口相連通；右部的箱體為空調(diào)的室外機(jī)，其上連接的管道與空調(diào)的室內(nèi)機(jī)相連通。換氣扇就是在普通風(fēng)扇電機(jī)上加了一組正負(fù)相反接線，通過切換開關(guān)改變電源接入電機(jī)的接線組實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的反轉(zhuǎn)，這樣風(fēng)扇就可以切換進(jìn)行進(jìn)、排氣來更換房間空氣，以達(dá)到換風(fēng)的目的。

圖3 室內(nèi)機(jī)與換風(fēng)風(fēng)口 圖4 冷凝水收集器及噴灑器

（2）冷凝水收集器

該機(jī)械設(shè)計(jì)部分如圖4所示，為了能夠合理的利用冷凝水，在空調(diào)室外機(jī)的上部增設(shè)了一個專門用于收集冷凝器的水箱，通過噴灑裝置將冷凝水噴灑到高溫的冷凝器上，輔助冷凝器散熱，降低冷凝器的溫度。通過降低了冷凝器的溫度，提高了設(shè)備的使用安全系數(shù)，同時，隨著室外機(jī)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動變得相對緩慢，也節(jié)約了很大一部分的電能。

冷凝水收集裝置的設(shè)計(jì)如圖4，其工作原理：室內(nèi)機(jī)①產(chǎn)生的冷凝水，通過管②流至室外機(jī)散熱片上部的小水箱⑤，浮球③會隨著水位的上升逐漸上浮，當(dāng)水位達(dá)到一定高度，橡皮塞④會被浮球（因?yàn)楦×Γ┒?，水箱⑤中的冷凝水涌至噴口⑥，通過噴口⑥均勻噴至室外機(jī)散熱片⑧上，冷凝水在散熱片上蒸發(fā)吸收大量的熱量，以達(dá)到輔助冷凝器散熱的效果。

（3）室內(nèi)機(jī)與室內(nèi)換風(fēng)風(fēng)口

將換風(fēng)口做成了和空調(diào)室內(nèi)機(jī)一樣的擺葉，不僅可以實(shí)現(xiàn)新風(fēng)的上下左右擺動吹入，讓整個房間的換風(fēng)更加徹底；還避免了因臟物進(jìn)入換風(fēng)口，影響了新風(fēng)質(zhì)量的問題，更有利于對換風(fēng)口的清洗與保養(yǎng)。同時，擺葉的設(shè)計(jì)也讓換風(fēng)口看起來更加的靈活和美觀，在具有實(shí)用價值的同時也符合了現(xiàn)代人的審美觀念。

（4）工作原理及性能分析

智能換風(fēng)系統(tǒng)采用全自動裝置，在空調(diào)的室內(nèi)外機(jī)上裝上感應(yīng)器，感應(yīng)器所反映出的數(shù)據(jù)通過放大器的放大，傳輸至控制中樞。在控制中樞中，用采集到的數(shù)據(jù)與空調(diào)設(shè)定數(shù)據(jù)（用戶在開機(jī)時所設(shè)置的溫度與濕度）進(jìn)行對比，控制系統(tǒng)就能根據(jù)室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境指標(biāo)（溫度、濕度、空氣清新度等中和指標(biāo)）的變化調(diào)節(jié)換風(fēng)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉。在換風(fēng)的時候就停止制冷，在制冷的時候就停止換風(fēng)，如此循環(huán)往復(fù)，以達(dá)到自動控制室內(nèi)環(huán)境的目的。該系統(tǒng)的智能化，省去了手動控制的麻煩，同時通過換風(fēng)系統(tǒng)與空調(diào)的交換式開啟與關(guān)閉，也節(jié)約了很大一部分的電能。

冷凝水再利用裝置，是通過將室內(nèi)機(jī)析出的冷凝水收集到冷凝水收集器內(nèi)，通過噴灑裝置將其噴灑到室外機(jī)高溫的散熱片上，通過降低冷凝器的溫度，提高了設(shè)備的使用安全系數(shù)，同時，隨著室外機(jī)空間內(nèi)溫度的降低，風(fēng)機(jī)也將自動轉(zhuǎn)動得相對緩慢，減少了風(fēng)機(jī)的工作能耗，從而節(jié)約了電能。

（5） 創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用前景

①相對現(xiàn)有家用分體式空調(diào)的閉式循環(huán)系統(tǒng)，該智能換氣系統(tǒng)有很大的優(yōu)勢，它可讓普通空調(diào)擁有像中央空調(diào)一樣的換風(fēng)技能。

② 將換風(fēng)系統(tǒng)與室外機(jī)分離安裝，可實(shí)現(xiàn)普通空調(diào)的節(jié)能減排型轉(zhuǎn)化，很具靈活性，實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性?？蓱?yīng)用于普通空調(diào)的改裝。

③設(shè)計(jì)的冷凝水再利用裝置，不僅做到了資源的合理循環(huán)利用，也大大降低了空調(diào)在使用過程中的安全隱患，同時也能節(jié)約電能。

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