一類新型家用節能裝置

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能的生活方式，作為一名高中學生，通過物理學的知識學習，一直在思考怎么能夠做到學以致用，想著從自己身邊的日常生活相關的方面入手，運用高中相關知識，做個簡單可行的節能實驗。于是便計劃以家用的惠而浦3P柜機為實驗對象，結合高中物理中的空氣及水的物理特性，以及熱力學方面的知識，摸索空調節能運行的方案。

二、理論依據

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

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

通過對上面熱力學概念的了解，我們可以推理出通過利用水的蒸發潛熱來給空調室外機降溫，效果將比空氣降溫效果來的好。

由此希望設計一款將空調冷凝進風由干空氣或不飽和濕空氣變成飽和濕空氣，通過水的蒸發相變吸收大量熱量，降低空氣溫度，傳熱溫差變大，提高了空調的散熱量，減少空調壓縮機運行時間，從而達到節能的目的。

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濕膜時，其將濕膜中的水分帶走，通過水的蒸發（氣化吸熱，潛熱轉換過程）實現空氣從非飽和向飽和濕空氣的轉換，該過程中，由于空氣中水分的蒸發，將干空氣的熱量帶走，實現空氣溫度的降低，而空氣的溫降幅度直接與水分的蒸發量有關，水分的蒸發量又與當地空氣的飽和度（相對濕度）有關，如果相對濕度越低，非飽和空氣經過水簾后的溫降越明顯。

在空調外機加裝濕膜裝置后，水分子蒸發吸熱，空氣溫度下降，使得進入空調冷凝器的冷卻空氣溫度下降，從而降低壓縮機的功耗。

三、第一種裝置

通過前面的理論學習和暖通知識特別是制冷原理及應用的資料查詢，初步計劃為給空調室外機進風側增加濕膜，濕膜中水霧的蒸發會帶走大量的熱量，因此會降低室外機進風側的空氣溫度，增強了熱交換能力，使冷凝器內的制冷劑蒸氣加速液化，從而達到節能的效果。應此實驗方案設計如下：

1.實驗對象，以自己家中空調的3P惠而浦柜式空調為實驗對象

2.濕膜裝置設計圖如下：

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

4.設計布局圖：

材料采購到位后，根據設計思路，自行組裝濕膜裝置及供水裝置。根據測量結果即可分析節能效果以及投資回報。

四、第二種裝置

計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口的濕膜時，由于空氣流動因素，使濕膜中的部分液態水汽化為水蒸氣，吸收大量熱量，從而導致氣流溫度下降，這樣的冷風吹到人體，人就會感到涼風習習，從而達到降溫效果。

1.以家中空氣凈化器為對象，在出風口加裝濕膜；

2.設計布局圖：

3.以家中空氣凈化器為對象，在出風口加裝濕膜；

4.設計布局圖：

五、總結體會

由于空氣中水分的蒸發，將干空氣的熱量帶走，實現空氣溫度的降低，而空氣的溫降幅度直接與水分的蒸發量有關，水分的蒸發量又與當地空氣的飽和度（相對濕度）有關。

通過這種簡易裝置，既實現了節能效果，又鍛煉了我的動手能力。把書本上學到的知識和原來，應用到生活實踐中來。鞏固了學習效果，同時又極大的激發了我的學習興趣。既節約了能源，又間接的減少了碳配方。希望自己以后能夠經常理論聯系實際，學以致用，回報社會。