空调废水清洁玻璃装置及清洁刮设计

2018-08-23陈然赵泽林李乐于复兴

中国设备工程 2018年16期

陈然，赵泽林，李乐，于复兴

（华北理工大学，河北唐山 063210）

随着生活水平的提升，空调普及率迅速增长。空调室内机在夏天制冷时，由于制冷剂的蒸发吸热，蒸发器的表面温度较低，空气中的水蒸气遇到冷的蒸发器，就会冷凝成为液态的水。废水通过排水管经室外机流出，这部分水会被浪费掉。在提倡绿色生活和可持续发展的当今时代，不能只追求自身生活环境的舒适而忽略空调对环境和能源的影响，因此，针对空调进行进一步的绿色设计显得尤为必要。

本文提供了一种利用空调废水清洁玻璃的装置。本装置具有安全高效、操作方便和绿色节能的特点，可广泛运用于普通家庭或高层建筑进行玻璃清洁，对空调绿色设计的研究具有一定价值。

1 装置结构设计

1.1 整体结构

该装置由废水收集运输装置、光电互补驱动装置、喷射清洁装置组成，该装置结构示意图如图1所示。

图1 装置结构示意图

如图中所示，高压喷液嘴的数量为多个，均匀分布在各窗户下方，本例中喷嘴的间距为20cm，依据窗户大小设置高压喷液嘴。高压喷液嘴与玻璃呈43°夹角，可达到理想的喷射高度和喷射区域。玻璃清洁剂容器内放有玻璃清洁剂。

空调室外机通过室外机排水管将废水输送到储水箱中，再通过电机齿轮泵将废水增压输送，其动力来源为由电机齿轮泵、光电互补控制器（型号：PWM-12V/10A）太阳能板、蓄电池及空调室外机中的电源构成的光电互补驱动装置，导向阀和支路输水管可控制增压后废水的流向和通断，废水流入玻璃清洁剂容器会与其中的玻璃清洁剂混合，之后通过高压喷液嘴高速射出到玻璃上，室内的人抓住清洁刮的把手移动其室内部分，通过磁铁的吸引带动室外部分刮板对玻璃进行清洗。

1.2 清洁刮结构

考虑到装置的可行性和简易性，清洁刮采用手动清洁的方式，清洁刮结构爆炸图如图2所示。

图2 清洁刮结构爆炸图

配合该空调废水清洁玻璃装置使用的清洁刮，清洁刮5吸附在玻璃3上。清洁刮分为窗内部分和窗外部分，窗内部分包括室内外壳和室内磁铁两部分，室内磁铁一端与玻璃3接触，另一端内嵌于室内外壳。室内外壳上设有把手。窗外部分包括室外外壳、室外磁铁、刮板，刮板一侧与玻璃接触，另一侧粘接在室外磁铁上，室外磁铁内嵌于室外外壳。清洁刮外形为三角形，刮板为上有多个间隔均匀与玻璃呈45°角的刮条。多个刮条有效提高刮擦的清洁度，在高压喷液嘴喷出水或者玻璃清洁剂后，室内的人抓住清洁刮的把手移动其室内部分，通过磁铁的吸引带动室外部分刮板对玻璃进行清洗。

2 光电互补太阳能驱动系统

PWM光电互补控制器是用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，这是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。太阳能板属于光伏设备，经过光线照射后发生光电效应可产生电流。由于材料和光线所具有的属性和局限性，其生成的电流也是具有波动性的曲线，采用PWM型电路系统对其进行数字化调节，并加入多级充放电保护，可为负载提供稳定电流。如图3所示。

图3 光电互补太阳能驱动系统示意图

该装置所使用的光电互补控制器是对整个供电系统进行管理和控制的设备，通过采用PWM型控制电路对太阳能板产生的波动电流进行数字化调节，利用调节后的电流再对蓄电池与电机齿轮泵供电，一方面可以为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，避免蓄电池过充和过放现象，保护蓄电池；另一方面可对电机齿轮泵起到稳压作用，为电机齿轮泵提供稳定的电流。此外，光电互补控制器可采样分析系统的各种信号，判断各部分的工作状态，及时准确的发出各种指令进行系统调整，保证系统整体的安全高效运行。有太阳的时候，太阳能板直接为齿轮泵和电机以及蓄电池供电，若齿轮泵和电机不运转，电流全部进入蓄电池。阴天的时候，蓄电池产生的电流通过控制器为齿轮泵和电机供电，太阳能蓄电池与市电互补为电机齿轮泵供电，蓄电池电量不足时，自动转为市电为负载供电，双重供电保障，可极大的提高用电负载的可靠性。光电互补驱动装置实现废水的增压输送。