基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，在不改變空調(diào)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，添加冷凝水收集裝置、控制模塊及溫差發(fā)電供電模塊；通過利用空調(diào)自身產(chǎn)生的冷凝水，主要對(duì)空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行收集并儲(chǔ)存在聚氨酯保溫水箱中，并且通過水箱內(nèi)部的液位檢測(cè)模塊和空調(diào)壓縮機(jī)的溫度檢測(cè)模塊來控制電磁閥將保溫水箱中儲(chǔ)存的冷凝水分別利于加強(qiáng)空調(diào)冷凝器的散熱和壓縮機(jī)的降溫；而整套裝置利用冷凝器高溫端所散發(fā)的熱量與空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水制造一定的溫差，采用溫差發(fā)電組將散發(fā)的熱能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來供給裝置使用，達(dá)到裝置的無能耗運(yùn)行。有效的提高了空調(diào)的能效比，維護(hù)夏季高溫時(shí)期空調(diào)壓縮機(jī)的工作性能，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
【專利說明】基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置。
技術(shù)背景
[0002]空調(diào)是大多數(shù)家庭、商場(chǎng)、公司等場(chǎng)合的主要制冷設(shè)備。但是空調(diào)在使用過程中產(chǎn)生的很大一部分熱能和冷凝水中的能量都被浪費(fèi)掉。據(jù)統(tǒng)計(jì)在我國，建筑采暖、空調(diào)能耗均高于發(fā)達(dá)國家，其中單位面積的制冷能耗相當(dāng)于氣候相近的發(fā)達(dá)國家的2-3倍，而在夏季天氣越熱，空調(diào)電力空調(diào)負(fù)荷越大，以致夏季用電高峰出現(xiàn)季節(jié)性缺電，造成“電荒”。
[0003]從空氣調(diào)節(jié)原理可知，夏季空調(diào)送風(fēng)溫度低于新風(fēng)和回風(fēng)混合點(diǎn)的露點(diǎn)溫度，空氣中的水蒸氣就會(huì)變成冷凝水，因此只要空調(diào)制冷運(yùn)行，冷凝水就會(huì)源源不斷地產(chǎn)生。冷凝水的溫度在10°c — 15°C之間，這部分冷量完全可以利用。但目前空調(diào)冷凝水的處理方法多是在蒸發(fā)器內(nèi)放置滴水盤，通過管道直接排到室外，這種做法不僅浪費(fèi)了大量水資源和冷凝水的冷量，而且由于冷凝水中含有室內(nèi)空氣中的細(xì)菌、灰塵和雜質(zhì)等，易造成建筑污染，這與國家提倡的節(jié)能減排政策相違背。而近年來地球溫室效應(yīng)的不斷加劇，夏季室外氣溫比往年高出許多。惡劣的散熱條件使得家用空調(diào)風(fēng)冷式冷凝器的散熱能力越來越不能滿足空調(diào)的出廠設(shè)計(jì)要求(一般空調(diào)室外夏季設(shè)計(jì)溫度為35°C，如今夏季平均氣溫普遍在38°C左右，空調(diào)冷凝器散熱面積和通風(fēng)量明顯偏小)，同時(shí)惡劣的散熱條件使空調(diào)壓縮機(jī)工作能力下降，而分體式空調(diào)中壓縮機(jī)并沒有有效的散熱措施，由于壓縮機(jī)過載保護(hù)器使得空調(diào)制冷過程中未能達(dá)到用戶調(diào)定溫度而停機(jī)。近年來半導(dǎo)體溫差發(fā)電作為一種全固態(tài)能量轉(zhuǎn)化方式，無需化學(xué)反應(yīng)和流體介質(zhì)，具有無噪音、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使得民用領(lǐng)域的溫差發(fā)電技術(shù)成為了熱門的研究方向。國內(nèi)商用溫差制冷模塊的研制已經(jīng)成熟，市場(chǎng)上也逐漸出現(xiàn)民用的溫差發(fā)電產(chǎn)品，因此為空調(diào)廢熱溫差發(fā)電裝置的實(shí)現(xiàn)提供了條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)以上的現(xiàn)象，本發(fā)明提供一種基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水可利于冷凝器散熱和壓縮機(jī)降溫；同時(shí)冷凝器高溫端所散發(fā)的熱量與空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水制造一定的溫差，采用溫差發(fā)電組將散發(fā)的熱能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存，達(dá)到裝置的無能耗運(yùn)行，其具有清潔、無污染、無能耗的特點(diǎn)，符合綠色環(huán)保的要求。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，包括設(shè)在空調(diào)冷凝器殼體上端聚氨酯保溫水箱和溫差發(fā)電模塊，聚氨酯保溫水箱上端連接冷凝水進(jìn)水管，其特征在于，溫差發(fā)電模塊置于聚氨酯保溫水箱的底部，通過螺釘與空調(diào)冷凝器殼體頂蓋固定，由導(dǎo)熱片、溫差發(fā)電片、散熱翹片、電能管理模塊組成，導(dǎo)熱片與溫差發(fā)電片的高溫面相接，溫差發(fā)電片的低溫面與散熱翹片相接，溫差發(fā)電片輸出與電能管理模塊相接；聚氨酯保溫水箱的左側(cè)端通過帶有電磁閥的水管與置于外機(jī)頂蓋下5cm處的均水管連接，均水管底設(shè)為15度的均水槽，槽口緊貼冷凝器散熱翅片；聚氨酯保溫水箱的左側(cè)端通過帶有電磁閥的水管與纏繞在壓縮機(jī)上的細(xì)銅管連通，給壓縮機(jī)降溫，銅管與節(jié)水口連通。
[0006]聚氨酯保溫水箱內(nèi)還設(shè)置有液位控制模塊，采用單片機(jī)引腳電平測(cè)量法檢測(cè)冷凝水箱中液位，在水箱需監(jiān)測(cè)水位位置布置金屬導(dǎo)體并將其與單片機(jī)引腳相連，將單片機(jī)的GND接到水箱底端。當(dāng)水位到達(dá)相應(yīng)的高度時(shí)，利用水的導(dǎo)電性將相應(yīng)引腳接地，單片機(jī)觸發(fā)電平，從而實(shí)現(xiàn)固定水位的監(jiān)測(cè)。為加強(qiáng)檢測(cè)的靈敏度，可在引出的導(dǎo)線末端系上金屬塊，以增強(qiáng)在水中的電場(chǎng)，更便于引腳與地的導(dǎo)通。
[0007]電路管理模塊采用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，對(duì)測(cè)量模塊采集回的液位、溫度等信息進(jìn)行分析處理，通過芯片內(nèi)部的程序控制出水閥的開閉、電源模塊的蓄放電等系統(tǒng)的工作任務(wù)，單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置中斷，使系統(tǒng)間歇性工作，減低系統(tǒng)的耗電量。12V升壓電路利用MAX1771DC—DC轉(zhuǎn)換芯片，電路采用Buck-Boost變換器的結(jié)構(gòu)，通過芯片內(nèi)部處理器處理電壓信號(hào)，控制MOS管的開關(guān)，F(xiàn)R157作為續(xù)流二極管，由輸入輸出端的濾波電容，濾除干擾，使電路穩(wěn)定輸出12V直流電壓。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:通過利用空調(diào)自身產(chǎn)生的冷凝水，主要對(duì)空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行收集并儲(chǔ)存在聚氨酯保溫水箱中，并且通過水箱內(nèi)部的液位檢測(cè)模塊和空調(diào)壓縮機(jī)的溫度檢測(cè)模塊來控制電磁閥將保溫水箱中儲(chǔ)存的冷凝水分別利用于加強(qiáng)空調(diào)冷凝器的散熱和壓縮機(jī)的降溫；而整套裝置利用冷凝器高溫端所散發(fā)的熱量與空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水制造一定的溫差，采用溫差發(fā)電組將散發(fā)的熱能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來供給裝置使用，達(dá)到裝置的無能耗運(yùn)行。
[0009]該冷凝水回收裝置不影響空調(diào)的正常工作，對(duì)現(xiàn)有空調(diào)結(jié)構(gòu)并無改變，且該裝置便于安裝，根據(jù)不同型號(hào)的空調(diào)可設(shè)定不同的冷凝水量，可廣泛運(yùn)用于家庭、商場(chǎng)、圖書館等場(chǎng)合，因此具有良好的適應(yīng)性和推廣性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖2是溫差發(fā)電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖3是控制硬件電路設(shè)計(jì)框圖
[0013]圖4是液位檢測(cè)硬件連接簡(jiǎn)圖
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]在圖1、圖2所示的第一實(shí)施例中，一種基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，包括設(shè)在空調(diào)冷凝器殼體上端聚氨酯保溫水箱(4)和溫差發(fā)電模塊(5)，聚氨酯保溫水箱(4)上端連接冷凝水進(jìn)水管(3)，其特征在于，溫差發(fā)電模塊(5)置于聚氨酯保溫水箱(4)的底部，通過螺釘(12)與空調(diào)冷凝器殼體頂蓋固定，由導(dǎo)熱片(11)、溫差發(fā)電片(10)、散熱翹片(9 )、電能管理模塊組成，導(dǎo)熱片(11)與溫差發(fā)電片(10 )的高溫面相接，溫差發(fā)電片(10)的低溫面與散熱翹片(9)相接，溫差發(fā)電片(10)輸出與電能管理模塊相接；聚氨酯保溫水箱(4)的左側(cè)端通過帶有電磁閥(I)的水管與置于外機(jī)頂蓋下5cm處的均水管(2)連接，均水管(2)底設(shè)為15度的均水槽，槽口緊貼冷凝器散熱翅片；聚氨酯保溫水箱(4)的左側(cè)端通過帶有電磁閥(I)的水管與纏繞在壓縮機(jī)上的細(xì)銅管(7)連通，給壓縮機(jī)降溫，銅管(7)與節(jié)水口(8)連通。
[0016]溫差發(fā)電模塊(5)采用四片溫差發(fā)電片串聯(lián)以提高發(fā)電電壓，其中溫差發(fā)電器件選用TEP1-12646-1.5型小型高效半導(dǎo)體溫差發(fā)電片，這種新型的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(5)采用了 Bi2Te3基固溶體的熱電材料，具有優(yōu)良的耐溫性能、疲勞性能和輸出功率。同時(shí)在熱電偶的空隙之間填充了一種隔熱效果優(yōu)良的材料，提高了半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(5)的轉(zhuǎn)化效率。
[0017]在圖4所示的第二實(shí)施例中，聚氨酯保溫水箱(4)內(nèi)還設(shè)置有液位控制模塊，采用單片機(jī)引腳電平測(cè)量法檢測(cè)冷凝水箱(4)中液位，在水箱(4)需監(jiān)測(cè)水位位置布置金屬導(dǎo)體并將其與單片機(jī)引腳相連，將單片機(jī)的GND接到水箱(4)底端。當(dāng)水位到達(dá)相應(yīng)的高度時(shí)，利用水的導(dǎo)電性將相應(yīng)引腳接地，單片機(jī)觸發(fā)電平，從而實(shí)現(xiàn)固定水位的監(jiān)測(cè)。為加強(qiáng)檢測(cè)的靈敏度，可在引出的導(dǎo)線末端系上金屬塊，以增強(qiáng)在水中的電場(chǎng)，更便于引腳與地的導(dǎo)通。
[0018]利用單片機(jī)引腳電平測(cè)量法檢測(cè)冷凝水箱(4)中液位，當(dāng)水位到達(dá)相應(yīng)的2.3L處時(shí)，單片機(jī)引腳pro輸入低電平采取動(dòng)作，控制打開通向冷凝器的水閥放水，水箱(4)中的冷凝水經(jīng)不銹鋼水管流到焊接在空調(diào)外機(jī)軸流風(fēng)扇的均水管(2)槽中，均水管(2)槽口緊貼空調(diào)外機(jī)冷凝器的散熱翅片，水箱(4)中的冷凝水流向均水槽中的水溢出時(shí)，水可沿著冷凝器散熱翅片流動(dòng)以加強(qiáng)冷凝器的散熱效率來達(dá)到節(jié)能的效果。當(dāng)聚氨酯保溫水箱(4)中的水位下降到2L處時(shí)，與2L處金屬導(dǎo)體相連的Pri引腳此時(shí)輸入高電平，單片機(jī)收到信號(hào)后，控制關(guān)閉水閥，停止放水。
[0019]為提高空調(diào)壓縮機(jī)的使用壽命，維護(hù)壓縮機(jī)的正常工作，在壓縮機(jī)的頂部安裝溫度傳感器(6)來檢測(cè)壓縮機(jī)溫度，當(dāng)傳感器檢測(cè)出壓縮機(jī)溫度過高時(shí)，通過單片機(jī)控制打開通向壓縮機(jī)水閥，聚氨酯保溫水箱(4)中的冷凝水流向纏繞在壓縮機(jī)外殼的散熱饒管來給壓縮機(jī)降溫，防止壓縮機(jī)過熱而損壞，經(jīng)過饒管的冷凝水最后通過銅管末端的節(jié)水口(8)流出。
[0020]在圖3所示的第三實(shí)施例中，電路管理模塊采用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，對(duì)測(cè)量模塊采集回的液位、溫度等信息進(jìn)行分析處理，通過芯片內(nèi)部的程序控制出水閥的開閉、電源模塊的蓄放電等系統(tǒng)的工作任務(wù)，單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置中斷，使系統(tǒng)間歇性工作，減低系統(tǒng)的耗電量。12V升壓電路利用MAX1771DC—DC轉(zhuǎn)換芯片，電路采用Buck-Boost變換器的結(jié)構(gòu)，通過芯片內(nèi)部處理器處理電壓信號(hào)，控制MOS管的開關(guān)，F(xiàn)R157作為續(xù)流二極管，由輸入輸出端的濾波電容，濾除干擾，使電路穩(wěn)定輸出12V直流電壓。
[0021]本發(fā)明工作時(shí)，聚氨酯保溫水箱(4)底座用螺釘(12)連接的高效導(dǎo)熱底座可將冷凝器高溫段的熱量傳遞至聚氨酯保溫水箱(4)內(nèi)的溫差發(fā)電片下端面，與溫差發(fā)電片上端相接觸的的高效散熱翅片通過與聚氨酯保溫水箱(4)中低溫冷凝水的接觸來維持溫差發(fā)電片上端面的低溫。這樣則溫差發(fā)電片組兩面就可維持較大溫差，由賽貝克效應(yīng)溫差發(fā)電片可產(chǎn)生電能經(jīng)穩(wěn)壓電路及儲(chǔ)能電路存儲(chǔ)于蓄電池中供給裝置的控制部分使用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，包括設(shè)在空調(diào)冷凝器殼體上端聚氨酯保溫水箱和溫差發(fā)電模塊，聚氨酯保溫水箱上端連接冷凝水進(jìn)水管，其特征在于，溫差發(fā)電模塊置于聚氨酯保溫水箱的底部，通過螺釘與空調(diào)冷凝器殼體頂蓋固定，由導(dǎo)熱片、溫差發(fā)電片、散熱翹片、電能管理模塊組成，導(dǎo)熱片與溫差發(fā)電片的高溫面相接，溫差發(fā)電片的低溫面與散熱翹片相接，溫差發(fā)電片輸出與電能管理模塊相接；聚氨酯保溫水箱的左側(cè)端通過帶有電磁閥的水管與置于外機(jī)頂蓋下5cm處的均水管連接，均水管底設(shè)為15度的均水槽，槽口緊貼冷凝器散熱翅片；聚氨酯保溫水箱的左側(cè)端通過帶有電磁閥的水管與纏繞在壓縮機(jī)上的細(xì)銅管連通，給壓縮機(jī)降溫，銅管與節(jié)水口連通；所述聚氨酯保溫水箱內(nèi)還設(shè)置有液位控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，其特征在于:溫差發(fā)電模塊采用四片溫差發(fā)電片串聯(lián)提高發(fā)電電壓，其中溫差發(fā)電器件選用TEP1-12646-1.5型小型高效半導(dǎo)體溫差發(fā)電片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，其特征在于:液位控制模塊采用單片機(jī)引腳電平測(cè)量法檢測(cè)冷凝水箱中液位，在水箱需監(jiān)測(cè)水位位置布置金屬導(dǎo)體并將其與單片機(jī)引腳相連，將單片機(jī)的GND接到水箱底端；水位到達(dá)相應(yīng)的高度時(shí)，利用水的導(dǎo)電性將相應(yīng)引腳接地，單片機(jī)觸發(fā)電平，從而實(shí)現(xiàn)固定水位的監(jiān)測(cè)；為加強(qiáng)檢測(cè)的靈敏度，在引出的導(dǎo)線末端系上金屬塊，增強(qiáng)在水中的電場(chǎng)，便于引腳與地的導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，其特征在于:電路管理模塊采用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，對(duì)測(cè)量模塊采集回的液位、溫度等信息進(jìn)行分析處理，通過芯片內(nèi)部的程序控制出水閥的開閉、電源模塊的蓄放電的工作任務(wù)，單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置中斷，使系統(tǒng)間歇性工作，減低系統(tǒng)的耗電量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫差供能的新型空調(diào)冷凝水回收利用裝置，其特征在于:壓縮機(jī)的頂部安裝有溫度傳感器，用于檢測(cè)壓縮機(jī)溫度，當(dāng)傳感器檢測(cè)出壓縮機(jī)溫度過高時(shí)，通過單片機(jī)控制打開通向壓縮機(jī)水閥，聚氨酯保溫水箱中的冷凝水流向纏繞在壓縮機(jī)外殼的散熱銅管來給壓縮機(jī)降溫，防止壓縮機(jī)過熱而損壞，經(jīng)過饒管的冷凝水最后通過銅管末端的節(jié)水口流出。
【文檔編號(hào)】H02N11/00GK103486713SQ201310436925
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】謝勇, 茍利軍, 牛燦, 王杜, 李寧, 雷康, 劉博 , 張漪 , 肖華 申請(qǐng)人:謝勇, 茍利軍, 牛燦, 王杜, 李寧, 雷康, 劉博 , 張漪 , 肖華