一种新型节能水空调

    马慧 姚欢欢 单坤阳等

    摘 要：讨论了一种使用地下水作为循环以达到制冷和制热目的的新型的节能水空调。在原有水空调基础上新增温度感应系统，改进水循环系统、电路控制系统和水净化系统。使得水循环次数增加的同时，电路控制更加灵活方便，二次渗入地下的水更加干净安全，不会污染土壤而且使空调排风口保持通畅。

    关键词：温度传感器;温度感应系统;多次循环;净化系统

    随着我国科技发展和社会购买力的增强，水源热泵系统凭借其显著的节能环保特性及投资经济性的优势而具有相当大的市场潜力。当前，许多传统水空调虽具有省电、制冷快、无污染等优点，但由于用水太多，并没有在全国范围内广泛流传。本文提出了一种改进后的水空调，将进一步减少水资源的浪费，在保证舒适度的前提下循环利用地下水，达到节能减排的效用。

    1 研究内容

    主要在控制部分和水泵进行了改善并添加了水净化器。

    对于控制部分采用温控自动开关，利用温度传感器，通过温度来控制开关，从而实现在水进行循环的时候，既不进水也不排水。而当水的温度较高，无法起到制冷效果时，水不再进行循环的时候，可以同时排水和进水。

    在对水泵的改善方面，达到抽水一次而能够循环两次甚至多次的方法，水的循环回流再利用经水泵抽取的地下水经一次循环后的温度变化不会太大，通过水泵将未达到规定温度的水重新泵入进水口再次循环利用，使对水资源的使用更加高效;通过添加水净化器，利用反渗透技术将地下水进行处理，以达到水卫生的合理标准。

    2 创新点与项目特色

    2.1 创新点

    （1）温度传感器的设置——在原有的基础上加入温度传感器，通过温度传感器对水温的实时感应，有效地促进了水资源的最大化利用，从而实现了节能减排的最终目的;

    （2）温度传感器做成防水式且呈环形管状环绕在水管周围——灵敏感知水的温度，适应温度传感器所在实时的环境;

    （3）水的循环回流再利用——经水泵抽取的地下水经一次循环后的温度变化不会太大，通过水泵将未达到规定温度的水重新泵入进水口再次循环利用，使对水资源的使用更加高效;

    （4）添加水净化器——利用反渗透技术将地下水经过精细过滤、颗粒活性炭过滤、压缩活性炭过滤等处理，以达到水卫生的合理标准。

    2.2 项目特色

    对于像工厂车间、超市、火车站等人流量较大，制冷空间大的封闭场所，使用新型水空调省电且制冷效果好。对于像网吧这种空间狭小、室内空气流通效果差的场所，使用水空调在制冷的同时还增加了空气的流通，同时不容易得空调病。对于注重养生与环保的人群来说，新型节能空调对身体健康有很大的益处。

    3 技术路线、拟解决的问题及预期成果

    3.1 控制设置部分

    采用温控自动开关，利用温度传感器，通过温度来控制开关。

    电路系统的组成部件主要有：温度控制器、热保护器、主控开关、运转电容器，风扇电动机的运转电容器等被固定在控制盒内。

    在水空调中将一个温度传感器安置在排水的水管中;两个串联的开关，一个单向开关安置在进水的水管中，一个单刀双掷开关安置在排水的水管中，当排水管中水的温度未达到设定的温度时，排水的开关呈关闭状态，进水的开关也呈关闭状态，水将进行循环使用;当排水管中水的温度达到设定的温度时，排水的开关将打开，同样地，进水的开关也打开，而循环的开关将关闭。此控制实现了在水进行循环的时候，既不进水也不排水;而当水的温度较高，无法起到制冷效果时，水不再进行循环的时候，可以同时排水和进水。

    考虑到室内温度和空调机身温度以及水的温度这三者之间存在一定的區别，又由于该节水空调主要是通过水的温度来控制开关，所以将温度传感器做成环形管状环绕在排水管内部，使它能较为灵敏地感知水的温度，以此来控制开关，决定水的排出与否。

    考虑到成本、感应效果、存放环境等多方面的问题，在四种主要传感器（热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器）中选择热电偶温度传感器。它的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。而且制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。

    考虑到传热效果的问题，虽然热电偶温度传感器灵敏度高，但是对微小的温度变化不易觉察，所以应在感温表面涂上导热硅脂或其它性能类似的导热介质。

    考虑到水管中潮湿的环境，因此将传感器做成防水式的同时，应在制作材料中加入干燥物质。

    3.2 外部设计部分

    开通两个相近的地下水管道，一个为地下水抽离管道，一个为地下水回流管道，同时在其上方建立两个一立方米的小型水库，作为地下水传输的中间枢纽，并在水库中安装过滤网对地下水做第一遍处理。

    3.3 内部设计部分

    （1）在水空调内安装水净化器，利用反渗透技术将地下水经过精细过滤、颗粒活性炭过滤、压缩活性炭过滤等处理，以达到水卫生的合理标准。

    （2）在水空调内部按照物理线路工作原理将线路分为两大主线 ，一条为冷风线路，一条为热风线路，通过线路切换开关控制。

    4 总结

    总的来说，此项目运用物理学、热学、电学的知识，结合现代的节能减排的发展趋势，提出了一种较好的节水节电办法，具有广阔的市场价值与应用价值。

    参考文献：

    [1]刘巍.通风空调节能减排技术的探讨[J].应用科技，2017（21）.

    [2]牛俊江.通风空调节能减排技术探析[J].环保节能，2016（05）.

    [3]李春青.浅析通风空调节能减排技术[J].建筑与结构设计， 2016（18）.

    作者简介：马慧（1997-），女，山东滨州人，本科在读，研究方向：测绘工程。