薛天瑞

一、方案背景

在全球氣候變暖的背景下，人們的逐漸開始崇尚綠色節(jié)能的生活方式，作為一名高中學(xué)生，通過物理學(xué)的知識(shí)學(xué)習(xí)，一直在思考怎么能夠做到學(xué)以致用，想著從自己身邊的日常生活相關(guān)的方面入手，運(yùn)用高中相關(guān)知識(shí)，做個(gè)簡(jiǎn)單可行的節(jié)能實(shí)驗(yàn)。于是便計(jì)劃以家用的惠而浦3P柜機(jī)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，結(jié)合高中物理中的空氣及水的物理特性，以及熱力學(xué)方面的知識(shí)，摸索空調(diào)節(jié)能運(yùn)行的方案。

二、理論依據(jù)

物體吸熱或放熱時(shí)，只改變物體的狀態(tài)，而物體的溫度不變，這種熱量稱潛熱。是物質(zhì)分子分離與重組放出 （ 吸收 ） 的熱量 ， 它不能通過溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量 .

1kg 100℃水改變成100℃的水蒸氣需吸熱2257.2kJ

1kg 0℃水改變成0℃的水蒸氣需吸熱2501kJ

通過對(duì)上面熱力學(xué)概念的了解，我們可以推理出通過利用水的蒸發(fā)潛熱來給空調(diào)室外機(jī)降溫，效果將比空氣降溫效果來的好。

由此希望設(shè)計(jì)一款將空調(diào)冷凝進(jìn)風(fēng)由干空氣或不飽和濕空氣變成飽和濕空氣，通過水的蒸發(fā)相變吸收大量熱量，降低空氣溫度，傳熱溫差變大，提高了空調(diào)的散熱量，減少空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

濕膜裝置是將干空氣變成飽和濕空氣的手段， 室外非飽和的空氣流經(jīng)濕膜時(shí)，其將濕膜中的水分帶走，通過水的蒸發(fā)（氣化吸熱，潛熱轉(zhuǎn)換過程）實(shí)現(xiàn)空氣從非飽和向飽和濕空氣的轉(zhuǎn)換，該過程中，由于空氣中水分的蒸發(fā)，將干空氣的熱量帶走，實(shí)現(xiàn)空氣溫度的降低，而空氣的溫降幅度直接與水分的蒸發(fā)量有關(guān)，水分的蒸發(fā)量又與當(dāng)?shù)乜諝獾娘柡投龋ㄏ鄬?duì)濕度）有關(guān)，如果相對(duì)濕度越低，非飽和空氣經(jīng)過水簾后的溫降越明顯。

在空調(diào)外機(jī)加裝濕膜裝置后，水分子蒸發(fā)吸熱，空氣溫度下降，使得進(jìn)入空調(diào)冷凝器的冷卻空氣溫度下降，從而降低壓縮機(jī)的功耗。

三、第一種裝置

通過前面的理論學(xué)習(xí)和暖通知識(shí)特別是制冷原理及應(yīng)用的資料查詢，初步計(jì)劃為給空調(diào)室外機(jī)進(jìn)風(fēng)側(cè)增加濕膜，濕膜中水霧的蒸發(fā)會(huì)帶走大量的熱量，因此會(huì)降低室外機(jī)進(jìn)風(fēng)側(cè)的空氣溫度，增強(qiáng)了熱交換能力，使冷凝器內(nèi)的制冷劑蒸氣加速液化，從而達(dá)到節(jié)能的效果。應(yīng)此實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如下：

1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以自己家中空調(diào)的3P惠而浦柜式空調(diào)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象

2.濕膜裝置設(shè)計(jì)圖如下：

3.材料準(zhǔn)備： 積水盤一個(gè)，水箱一個(gè)，潛水泵一個(gè)，水管若干、濕膜2平方米，濕膜支架一套。

4.設(shè)計(jì)布局圖：

材料采購(gòu)到位后，根據(jù)設(shè)計(jì)思路，自行組裝濕膜裝置及供水裝置。根據(jù)測(cè)量結(jié)果即可分析節(jié)能效果以及投資回報(bào)。

四、第二種裝置

計(jì)劃為家用空氣凈化器增加濕膜裝置，凈化后氣流在通過出風(fēng)口的濕膜時(shí)，由于空氣流動(dòng)因素，使?jié)衲ぶ械牟糠忠簯B(tài)水汽化為水蒸氣，吸收大量熱量，從而導(dǎo)致氣流溫度下降，這樣的冷風(fēng)吹到人體，人就會(huì)感到?jīng)鲲L(fēng)習(xí)習(xí)，從而達(dá)到降溫效果。

1.以家中空氣凈化器為對(duì)象，在出風(fēng)口加裝濕膜；

2.設(shè)計(jì)布局圖：

3.以家中空氣凈化器為對(duì)象，在出風(fēng)口加裝濕膜；

4.設(shè)計(jì)布局圖：

五、總結(jié)體會(huì)

由于空氣中水分的蒸發(fā)，將干空氣的熱量帶走，實(shí)現(xiàn)空氣溫度的降低，而空氣的溫降幅度直接與水分的蒸發(fā)量有關(guān)，水分的蒸發(fā)量又與當(dāng)?shù)乜諝獾娘柡投龋ㄏ鄬?duì)濕度）有關(guān)。

通過這種簡(jiǎn)易裝置，既實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果，又鍛煉了我的動(dòng)手能力。把書本上學(xué)到的知識(shí)和原來，應(yīng)用到生活實(shí)踐中來。鞏固了學(xué)習(xí)效果，同時(shí)又極大的激發(fā)了我的學(xué)習(xí)興趣。既節(jié)約了能源，又間接的減少了碳配方。希望自己以后能夠經(jīng)常理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，回報(bào)社會(huì)。