一类新型家用节能装置

薛天瑞

一、方案背景

在全球气候变暖的背景下，人们的逐渐开始崇尚绿色节能的生活方式，作为一名高中学生，通过物理学的知识学习，一直在思考怎么能够做到学以致用，想着从自己身边的日常生活相关的方面入手，运用高中相关知识，做个简单可行的节能实验。于是便计划以家用的惠而浦3P柜机为实验对象，结合高中物理中的空气及水的物理特性，以及热力学方面的知识，摸索空调节能运行的方案。

二、理论依据

物体吸热或放热时，只改变物体的状态，而物体的温度不变，这种热量称潜热。是物质分子分离与重组放出 （ 吸收 ） 的热量 ， 它不能通过温度计进行测量 .

1kg 100℃水改变成100℃的水蒸气需吸热2257.2kJ

1kg 0℃水改变成0℃的水蒸气需吸热2501kJ

通过对上面热力学概念的了解，我们可以推理出通过利用水的蒸发潜热来给空调室外机降温，效果将比空气降温效果来的好。

由此希望设计一款将空调冷凝进风由干空气或不饱和湿空气变成饱和湿空气，通过水的蒸发相变吸收大量热量，降低空气温度，传热温差变大，提高了空调的散热量，减少空调压缩机运行时间，从而达到节能的目的。

湿膜装置是将干空气变成饱和湿空气的手段， 室外非饱和的空气流经湿膜时，其将湿膜中的水分带走，通过水的蒸发（气化吸热，潜热转换过程）实现空气从非饱和向饱和湿空气的转换，该过程中，由于空气中水分的蒸发，将干空气的热量带走，实现空气温度的降低，而空气的温降幅度直接与水分的蒸发量有关，水分的蒸发量又与当地空气的饱和度（相对湿度）有关，如果相对湿度越低，非饱和空气经过水帘后的温降越明显。

在空调外机加装湿膜装置后，水分子蒸发吸热，空气温度下降，使得进入空调冷凝器的冷却空气温度下降，从而降低压缩机的功耗。

三、第一种装置

通过前面的理论学习和暖通知识特别是制冷原理及应用的资料查询，初步计划为给空调室外机进风侧增加湿膜，湿膜中水雾的蒸发会带走大量的热量，因此会降低室外机进风侧的空气温度，增强了热交换能力，使冷凝器内的制冷剂蒸气加速液化，从而达到节能的效果。应此实验方案设计如下：

1.实验对象，以自己家中空调的3P惠而浦柜式空调为实验对象

2.湿膜装置设计图如下：

3.材料准备： 积水盘一个，水箱一个，潜水泵一个，水管若干、湿膜2平方米，湿膜支架一套。

4.设计布局图：

材料采购到位后，根据设计思路，自行组装湿膜装置及供水装置。根据测量结果即可分析节能效果以及投资回报。

四、第二种装置

计划为家用空气净化器增加湿膜装置，净化后气流在通过出风口的湿膜时，由于空气流动因素，使湿膜中的部分液态水汽化为水蒸气，吸收大量热量，从而导致气流溫度下降，这样的冷风吹到人体，人就会感到凉风习习，从而达到降温效果。

1.以家中空气净化器为对象，在出风口加装湿膜；

2.设计布局图：

3.以家中空气净化器为对象，在出风口加装湿膜；

4.设计布局图：

五、总结体会

由于空气中水分的蒸发，将干空气的热量带走，实现空气温度的降低，而空气的温降幅度直接与水分的蒸发量有关，水分的蒸发量又与当地空气的饱和度（相对湿度）有关。

通过这种简易装置，既实现了节能效果，又锻炼了我的动手能力。把书本上学到的知识和原来，应用到生活实践中来。巩固了学习效果，同时又极大的激发了我的学习兴趣。既节约了能源，又间接的减少了碳配方。希望自己以后能够经常理论联系实际，学以致用，回报社会。