新型节能环保型空调辅助装置系统

张彤彤 孟祥忠 罗昌潋 吴思璇 高盼 李龙

摘要：随着人们对空调要求的提高，我们提出了一套新型智能换气节能环保空调系统，该系统弥补了传统空调不能换风的设计缺陷，更适合人们的生活需求。通过在室外设计一个换风扇，将室外的新鲜空气通过换风管道引入到室内的出风口，完成对新风的引入，同时，把冷凝水进行回收再利用，利用蒸发散热降低冷凝器温度，提高制冷效率。该设计具有极强的灵活性和经济适用性，既不影响原有空调的运行，也可对传统空调进行改装，使其也拥有新型换气系统，还可达到引入新风，改善室内空气质量的目的。

关键词：节能减排 智能自动控制 换风系统 能源利用 冷凝水再利用

中图分类号： TB6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（B）-00

1、 研制背景

随着社会的发展，经济条件的提高，空调的使用变得越来越广泛，人们对空调的要求自然也越来越高。目前的家用分体式空调是闭式系统，无新风的引入，所以人们极易患因无新风引入的“空调综合症”，处在一种对人体来说极不舒适的环境中。对于这一系列的问题，该新型智能换气系统，它不仅可以解决换风问题，还可以让普通家庭享受到换风系统所带来的新风享受。通过电路的控制，可以自动控制换风系统的开启与关闭，实现控制的智能化。通过换风系统不仅可以引入更加新鲜的空气，还可以降低室内的温度，减少空调的制冷能耗，达到节约能源的目的。

2、设计方案

2.1 电路控制系统

此系统采用全自动装置，在空调的室内外机上装上感应器，感应器所反映出的数据通过放大器的放大，传输至控制中枢。在控制中枢中，用采集到的数据与空调设定数据（用户在开机时所设置的温度与湿度）进行对比，控制系统就能根据室内环境和室外环境指标（温度、湿度、空气清新度等中和指标）的变化调节换风系统和制冷系统的开启与关闭。在换风的时候就停止制冷，在制冷的时候就停止换风，如此循环往复，以达到自动控制室内环境的目的。

图1 电路控制系统图 图2 室外换气扇与空调室外机

2.2 机械部分

（1）室外换气扇与空调室外机

该机械设计部分如图2所示，左部的箱体为换风系统的室外换风扇，其上连接的管道与室内的风口相连通；右部的箱体为空调的室外机，其上连接的管道与空调的室内机相连通。换气扇就是在普通风扇电机上加了一组正负相反接线，通过切换开关改变电源接入电机的接线组实现风扇的反转，这样风扇就可以切换进行进、排气来更换房间空气，以达到换风的目的。

图3 室内机与换风风口 图4 冷凝水收集器及喷洒器

（2）冷凝水收集器

该机械设计部分如图4所示，为了能够合理的利用冷凝水，在空调室外机的上部增设了一个专门用于收集冷凝器的水箱，通过喷洒装置将冷凝水喷洒到高温的冷凝器上，辅助冷凝器散热，降低冷凝器的温度。通过降低了冷凝器的温度，提高了设备的使用安全系数，同时，随着室外机风扇的转动变得相对缓慢，也节约了很大一部分的电能。

冷凝水收集装置的设计如图4，其工作原理：室内机①产生的冷凝水，通过管②流至室外机散热片上部的小水箱⑤，浮球③会随着水位的上升逐渐上浮，当水位达到一定高度，橡皮塞④会被浮球（因为浮力）而拉起，水箱⑤中的冷凝水涌至喷口⑥，通过喷口⑥均匀喷至室外机散热片⑧上，冷凝水在散热片上蒸发吸收大量的热量，以达到辅助冷凝器散热的效果。

（3）室内机与室内换风风口

将换风口做成了和空调室内机一样的摆叶，不仅可以实现新风的上下左右摆动吹入，让整个房间的换风更加彻底；还避免了因脏物进入换风口，影响了新风质量的问题，更有利于对换风口的清洗与保养。同时，摆叶的设计也让换风口看起来更加的灵活和美观，在具有实用价值的同时也符合了现代人的审美观念。

（4）工作原理及性能分析

智能换风系统采用全自动装置，在空调的室内外机上装上感应器，感应器所反映出的数据通过放大器的放大，传输至控制中枢。在控制中枢中，用采集到的数据与空调设定数据（用户在开机时所设置的温度与湿度）进行对比，控制系统就能根据室内环境和室外环境指标（温度、湿度、空气清新度等中和指标）的变化调节换风系统和制冷系统的开启与关闭。在换风的时候就停止制冷，在制冷的时候就停止换风，如此循环往复，以达到自动控制室内环境的目的。该系统的智能化，省去了手动控制的麻烦，同时通过换风系统与空调的交换式开启与关闭，也节约了很大一部分的电能。

冷凝水再利用装置，是通过将室内机析出的冷凝水收集到冷凝水收集器内，通过喷洒装置将其喷洒到室外机高温的散热片上，通过降低冷凝器的温度，提高了设备的使用安全系数，同时，随着室外机空间内温度的降低，风机也将自动转动得相对缓慢，减少了风机的工作能耗，从而节约了电能。

（5） 创新点及应用前景

①相对现有家用分体式空调的闭式循环系统，该智能换气系统有很大的优势，它可让普通空调拥有像中央空调一样的换风技能。

② 将换风系统与室外机分离安装，可实现普通空调的节能减排型转化，很具灵活性，实用性和经济性。可应用于普通空调的改装。

③设计的冷凝水再利用装置，不仅做到了资源的合理循环利用，也大大降低了空调在使用过程中的安全隐患，同时也能节约电能。

参考文献

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