一種新型節能水空調

馬慧 姚歡歡 單坤陽等

摘 要：討論了一種使用地下水作為循環以達到制冷和制熱目的的新型的節能水空調。在原有水空調基礎上新增溫度感應系統，改進水循環系統、電路控制系統和水凈化系統。使得水循環次數增加的同時，電路控制更加靈活方便，二次滲入地下的水更加干凈安全，不會污染土壤而且使空調排風口保持通暢。

關鍵詞：溫度傳感器;溫度感應系統;多次循環;凈化系統

隨著我國科技發展和社會購買力的增強，水源熱泵系統憑借其顯著的節能環保特性及投資經濟性的優勢而具有相當大的市場潛力。當前，許多傳統水空調雖具有省電、制冷快、無污染等優點，但由于用水太多，并沒有在全國范圍內廣泛流傳。本文提出了一種改進后的水空調，將進一步減少水資源的浪費，在保證舒適度的前提下循環利用地下水，達到節能減排的效用。

1 研究內容

主要在控制部分和水泵進行了改善并添加了水凈化器。

對于控制部分采用溫控自動開關，利用溫度傳感器，通過溫度來控制開關，從而實現在水進行循環的時候，既不進水也不排水。而當水的溫度較高，無法起到制冷效果時，水不再進行循環的時候，可以同時排水和進水。

在對水泵的改善方面，達到抽水一次而能夠循環兩次甚至多次的方法，水的循環回流再利用經水泵抽取的地下水經一次循環后的溫度變化不會太大，通過水泵將未達到規定溫度的水重新泵入進水口再次循環利用，使對水資源的使用更加高效;通過添加水凈化器，利用反滲透技術將地下水進行處理，以達到水衛生的合理標準。

2 創新點與項目特色

2.1 創新點

（1）溫度傳感器的設置——在原有的基礎上加入溫度傳感器，通過溫度傳感器對水溫的實時感應，有效地促進了水資源的最大化利用，從而實現了節能減排的最終目的;

（2）溫度傳感器做成防水式且呈環形管狀環繞在水管周圍——靈敏感知水的溫度，適應溫度傳感器所在實時的環境;

（3）水的循環回流再利用——經水泵抽取的地下水經一次循環后的溫度變化不會太大，通過水泵將未達到規定溫度的水重新泵入進水口再次循環利用，使對水資源的使用更加高效;

（4）添加水凈化器——利用反滲透技術將地下水經過精細過濾、顆粒活性炭過濾、壓縮活性炭過濾等處理，以達到水衛生的合理標準。

2.2 項目特色

對于像工廠車間、超市、火車站等人流量較大，制冷空間大的封閉場所，使用新型水空調省電且制冷效果好。對于像網吧這種空間狹小、室內空氣流通效果差的場所，使用水空調在制冷的同時還增加了空氣的流通，同時不容易得空調病。對于注重養生與環保的人群來說，新型節能空調對身體健康有很大的益處。

3 技術路線、擬解決的問題及預期成果

3.1 控制設置部分

采用溫控自動開關，利用溫度傳感器，通過溫度來控制開關。

電路系統的組成部件主要有：溫度控制器、熱保護器、主控開關、運轉電容器，風扇電動機的運轉電容器等被固定在控制盒內。

在水空調中將一個溫度傳感器安置在排水的水管中;兩個串聯的開關，一個單向開關安置在進水的水管中，一個單刀雙擲開關安置在排水的水管中，當排水管中水的溫度未達到設定的溫度時，排水的開關呈關閉狀態，進水的開關也呈關閉狀態，水將進行循環使用;當排水管中水的溫度達到設定的溫度時，排水的開關將打開，同樣地，進水的開關也打開，而循環的開關將關閉。此控制實現了在水進行循環的時候，既不進水也不排水;而當水的溫度較高，無法起到制冷效果時，水不再進行循環的時候，可以同時排水和進水。

考慮到室內溫度和空調機身溫度以及水的溫度這三者之間存在一定的區別，又由于該節水空調主要是通過水的溫度來控制開關，所以將溫度傳感器做成環形管狀環繞在排水管內部，使它能較為靈敏地感知水的溫度，以此來控制開關，決定水的排出與否。

考慮到成本、感應效果、存放環境等多方面的問題，在四種主要傳感器（熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器（RTD）和IC溫度傳感器）中選擇熱電偶溫度傳感器。它的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。而且制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過程。

考慮到傳熱效果的問題，雖然熱電偶溫度傳感器靈敏度高，但是對微小的溫度變化不易覺察，所以應在感溫表面涂上導熱硅脂或其它性能類似的導熱介質。

考慮到水管中潮濕的環境，因此將傳感器做成防水式的同時，應在制作材料中加入干燥物質。

3.2 外部設計部分

開通兩個相近的地下水管道，一個為地下水抽離管道，一個為地下水回流管道，同時在其上方建立兩個一立方米的小型水庫，作為地下水傳輸的中間樞紐，并在水庫中安裝過濾網對地下水做第一遍處理。

3.3 內部設計部分

（1）在水空調內安裝水凈化器，利用反滲透技術將地下水經過精細過濾、顆粒活性炭過濾、壓縮活性炭過濾等處理，以達到水衛生的合理標準。

（2）在水空調內部按照物理線路工作原理將線路分為兩大主線 ，一條為冷風線路，一條為熱風線路，通過線路切換開關控制。

4 總結

總的來說，此項目運用物理學、熱學、電學的知識，結合現代的節能減排的發展趨勢，提出了一種較好的節水節電辦法，具有廣闊的市場價值與應用價值。

參考文獻：

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作者簡介：馬慧（1997-），女，山東濱州人，本科在讀，研究方向：測繪工程。