陳然，趙澤林，李樂，于復(fù)興

（華北理工大學(xué)，河北 唐山 063210）

隨著生活水平的提升，空調(diào)普及率迅速增長(zhǎng)。空調(diào)室內(nèi)機(jī)在夏天制冷時(shí)，由于制冷劑的蒸發(fā)吸熱，蒸發(fā)器的表面溫度較低，空氣中的水蒸氣遇到冷的蒸發(fā)器，就會(huì)冷凝成為液態(tài)的水。廢水通過(guò)排水管經(jīng)室外機(jī)流出，這部分水會(huì)被浪費(fèi)掉。在提倡綠色生活和可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，不能只追求自身生活環(huán)境的舒適而忽略空調(diào)對(duì)環(huán)境和能源的影響，因此，針對(duì)空調(diào)進(jìn)行進(jìn)一步的綠色設(shè)計(jì)顯得尤為必要。

本文提供了一種利用空調(diào)廢水清潔玻璃的裝置。本裝置具有安全高效、操作方便和綠色節(jié)能的特點(diǎn)，可廣泛運(yùn)用于普通家庭或高層建筑進(jìn)行玻璃清潔，對(duì)空調(diào)綠色設(shè)計(jì)的研究具有一定價(jià)值。

1 裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 整體結(jié)構(gòu)

該裝置由廢水收集運(yùn)輸裝置、光電互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)裝置、噴射清潔裝置組成，該裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 裝置結(jié)構(gòu)示意圖

如圖中所示，高壓噴液嘴的數(shù)量為多個(gè)，均勻分布在各窗戶下方，本例中噴嘴的間距為20cm，依據(jù)窗戶大小設(shè)置高壓噴液嘴。高壓噴液嘴與玻璃呈43°夾角，可達(dá)到理想的噴射高度和噴射區(qū)域。玻璃清潔劑容器內(nèi)放有玻璃清潔劑。

空調(diào)室外機(jī)通過(guò)室外機(jī)排水管將廢水輸送到儲(chǔ)水箱中，再通過(guò)電機(jī)齒輪泵將廢水增壓輸送，其動(dòng)力來(lái)源為由電機(jī)齒輪泵、光電互補(bǔ)控制器（型號(hào)：PWM-12V/10A）太陽(yáng)能板、蓄電池及空調(diào)室外機(jī)中的電源構(gòu)成的光電互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)裝置，導(dǎo)向閥和支路輸水管可控制增壓后廢水的流向和通斷，廢水流入玻璃清潔劑容器會(huì)與其中的玻璃清潔劑混合，之后通過(guò)高壓噴液嘴高速射出到玻璃上，室內(nèi)的人抓住清潔刮的把手移動(dòng)其室內(nèi)部分，通過(guò)磁鐵的吸引帶動(dòng)室外部分刮板對(duì)玻璃進(jìn)行清洗。

1.2 清潔刮結(jié)構(gòu)

考慮到裝置的可行性和簡(jiǎn)易性，清潔刮采用手動(dòng)清潔的方式，清潔刮結(jié)構(gòu)爆炸圖如圖2所示。

圖2 清潔刮結(jié)構(gòu)爆炸圖

配合該空調(diào)廢水清潔玻璃裝置使用的清潔刮，清潔刮5吸附在玻璃3上。清潔刮分為窗內(nèi)部分和窗外部分，窗內(nèi)部分包括室內(nèi)外殼和室內(nèi)磁鐵兩部分，室內(nèi)磁鐵一端與玻璃3接觸，另一端內(nèi)嵌于室內(nèi)外殼。室內(nèi)外殼上設(shè)有把手。窗外部分包括室外外殼、室外磁鐵、刮板，刮板一側(cè)與玻璃接觸，另一側(cè)粘接在室外磁鐵上，室外磁鐵內(nèi)嵌于室外外殼。清潔刮外形為三角形，刮板為上有多個(gè)間隔均勻與玻璃呈45°角的刮條。多個(gè)刮條有效提高刮擦的清潔度，在高壓噴液嘴噴出水或者玻璃清潔劑后，室內(nèi)的人抓住清潔刮的把手移動(dòng)其室內(nèi)部分，通過(guò)磁鐵的吸引帶動(dòng)室外部分刮板對(duì)玻璃進(jìn)行清洗。

2 光電互補(bǔ)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

PWM光電互補(bǔ)控制器是用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制，這是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。太陽(yáng)能板屬于光伏設(shè)備，經(jīng)過(guò)光線照射后發(fā)生光電效應(yīng)可產(chǎn)生電流。由于材料和光線所具有的屬性和局限性，其生成的電流也是具有波動(dòng)性的曲線，采用PWM型電路系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化調(diào)節(jié)，并加入多級(jí)充放電保護(hù)，可為負(fù)載提供穩(wěn)定電流。如圖3所示。

圖3 光電互補(bǔ)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖

該裝置所使用的光電互補(bǔ)控制器是對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制的設(shè)備，通過(guò)采用PWM型控制電路對(duì)太陽(yáng)能板產(chǎn)生的波動(dòng)電流進(jìn)行數(shù)字化調(diào)節(jié)，利用調(diào)節(jié)后的電流再對(duì)蓄電池與電機(jī)齒輪泵供電，一方面可以為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，避免蓄電池過(guò)充和過(guò)放現(xiàn)象，保護(hù)蓄電池；另一方面可對(duì)電機(jī)齒輪泵起到穩(wěn)壓作用，為電機(jī)齒輪泵提供穩(wěn)定的電流。此外，光電互補(bǔ)控制器可采樣分析系統(tǒng)的各種信號(hào)，判斷各部分的工作狀態(tài)，及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)出各種指令進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，保證系統(tǒng)整體的安全高效運(yùn)行。有太陽(yáng)的時(shí)候，太陽(yáng)能板直接為齒輪泵和電機(jī)以及蓄電池供電，若齒輪泵和電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，電流全部進(jìn)入蓄電池。陰天的時(shí)候，蓄電池產(chǎn)生的電流通過(guò)控制器為齒輪泵和電機(jī)供電，太陽(yáng)能蓄電池與市電互補(bǔ)為電機(jī)齒輪泵供電，蓄電池電量不足時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為市電為負(fù)載供電，雙重供電保障，可極大的提高用電負(fù)載的可靠性。光電互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)廢水的增壓輸送。

3 結(jié)語(yǔ)

該裝置適用于包括高層建筑在內(nèi)的多種場(chǎng)合，通過(guò)光電互補(bǔ)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，降低了天氣對(duì)裝置運(yùn)行的影響，保證裝置整體的安全高效運(yùn)行。同時(shí)，該裝置所提供的清潔玻璃的方式，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)也降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了勞動(dòng)者在清潔高層玻璃時(shí)的安全性。