超声波雾化空调冷凝水冷却换热器装置的研究★

沈达 罗卫东 刘晶茹* 王晶

(大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁大连 116023)

鉴于空调使用逐步增多，有关空调冷凝水的问题日趋严重，通过实验设计了一套回收利用空调冷凝水的系统，以空调外室机板型散热片为例，室内机产生的冷凝水经过连接管进入空调外挂机内安置的小型超声波雾化器中。根据雾化器陶瓷板固有的震荡作用，以及通过陶瓷板超声波震荡把冷凝水转化为雾化水和极细小水珠的原理，把雾化器出气口连接到空调外室机板型散热片上;转化为雾化水和极细的小水珠后的冷凝水均匀喷洒到散热片表面上，冷凝水气化时可以带走散热片以及散热片周围大部分热量。加之水比热容较大，同时也可以吸收大量热，加快了散热片热交换速度，同时压缩机排气压力减小，制冷剂流量增加，制冷能力增加，从而通过提高制冷效率降低风机转数和运行时间达到节电的目的。

1 研究背景

空调运行可产生大量的冷凝水，在家用空调集中的地方，对这部分冷凝水集中收集加以利用，具有很好的市场前景。目前将空调冷凝水作水源有:可作为冷却水塔补充水，作为卫生用水;作为绿化灌溉用水或饮用水等。基于应用不同，处理方法也各异。采用冷凝水砂滤等除去冷凝水中所含的杂质后可以将冷凝水处理成为饮用水，可采用活生碳吸附、膜滤或者过滤棒过滤等方法。还可以将冷凝水作为冷却塔补充水，在水中添加化学阻垢剂，同时补充新鲜水和排放部分含盐量高的冷却水，空调冷凝水作冷却水塔的补充水能很有效地减少积垢，便于冷却系统的维护。同时，卫生间需要的大量的冲厕用水，冲厕用水水质要求不高，达到中水排放标准即可。因此，空调冷凝水也可以作为卫生用水。

2 设计原理

超声波雾化器的原理是采用高频电子震荡电路，通过换能片产生的超声波能量直接作用于水，而水在强烈的超声空化作用下被雾化。雾化颗粒均匀在5 μm左右，单位雾化量的能耗指标降至最低。雾化的微细水颗粒，经过独特的风道均匀吹送至空调外机散热片，水雾粒子与散热片进行热交换，达到降温的目的(超声波雾化器对水质有一定要求，软化水能大大增加雾化器的使用寿命，而空调冷凝水的低钙镁离子含量正好符合这一要求。对于冷凝水的温度低的特点，也正好增加了雾化器的出雾量)。

利用超声波雾化器来对空调外机进行降温，使水更容易气化，加之水比热容较大，可以吸收大量热，降低了散热器自身温度，同时压缩机排气压力减小，制冷剂流量增加，制冷能力增加，从而通过提高制冷效率达到节电的目的，见图1。

3 实验结果

经过试验检测，在未加雾化装置时，风机出口温度约为60℃，经过雾化水喷洒后风机出风口温度降低至56℃，雾化水在经过散热片和外挂机风机时将散热片与散热片周围环境温度降低，加快热交换速度，从而提高制冷效率。在一个10 m2的空间内，将室温从29℃降低至20℃，空调需要工作55 min，但是加装雾化装置后，同等条件下52 min即可实现。大致节约50 W/h～60 W/h。室内外温差越大，运行时间差距越大(变频空调可以延长停机时间，节电效果应该更明显)。

图1 超声波雾化器原理图

4 创新特色

1)对外挂机安装高度没有要求，柜式空调或挂式空调均可使用。2)改装方便，对老旧楼房已有空调可以进行改装。3)每家独立安装，可以根据家庭空调使用时间以及品牌不同，能耗不同安装不同功率雾化器进行冷凝水收集散热节能。4)成本低。可以被广大消费者接受。5)超声波雾化器工作噪声小，对人生活无影响，不会造成噪声污染。6)从根本上解决了空调冷凝水带来的邻里矛盾，以及沿街商贩与行人间的社会问题。

5 应用前景

随着人们生活水平的提高，空调走进了家家户户，对冷凝水的处理也变得尤为重要，我们所设计的冷凝水回收系统不仅解决了冷凝水的排放与回收，并且利用冷凝水对空调外挂机进行降温，达到了节能效果。整个处理系统工作稳定，超声波加湿器耗能低且成本低，所达到的节能效果好，提高了系统的经济效益，且系统所需的空间较小可被空调厂家加入到空调系统中，改造成本低，易被消费者所接受。化害为利，符合国家所提倡的节能环保要求。

［1］刘汉法.家庭电子［Z］.2004.

［2］中国科技新闻学会.中国科技信息［M］.北京:中国科学院出版社，2003.