摘要：随着社会经济的发展及全球气候的变暖，家用房间空调器逐渐成为很多家庭的必需品，家用房间空调器从结构形式可分为整体式空调器和分体式空调器。文章以整体式空调器为研究对象，就冷凝水的应用展开探讨。
关键词：整体式空调器；冷凝机；应用
整体式空调可以对蒸发器侧冷凝水再利用，可以同时解决空调冷凝水的污染问题。一般分体式空调器室内机产生的冷凝水只是通过简单的管路随意排放到室外，不仅污染环境，对于高层建筑，还可能影响城市建筑物外观，引起邻里纠纷。另外，全球气温的升高和城市热岛效应的存在导致空调室外机的工作环境恶劣，家用空调器的性能也因此受到了影响，若能回收空调冷凝水用于室外机的冷却，一方面解决了冷凝水随意排放引起的众多问题，另一方面改善了室内外机的换热效果，提升空调器的性能。对于整体式空调器来说，冷凝水的回收及利用比较容易实现，如果继续优化，可以进一步提升使用效果，得到很好的客户体验。
一、家用空调冷凝器运作模式
空调冷凝器的冷却模式主要包括水冷、风冷、蒸发冷却三种。现阶段家用空调为了实现水资源的集约利用，普遍还是采用了较为实用的风冷模式与蒸发冷却模式。风冷模式的冷凝作用不仅耗电量相对较大，而且自身对于灰尘颗粒等杂质的过滤效果也有待优化。而家用空调由于频繁处于高强度运作之下，所以就使得每个运作时间周期之内的冷凝水量的蒸发量相应上升，单一的蒸发冷却往往无法满足高强度之下的冷凝水的散热蒸发。这就使得蒸发式与风冷式的混合模式逐渐成为了当前家用空调冷凝水集约节能更新改进的主要途径，这种混合式的冷凝方式强化了水汽化传热的物理效用，进而明显提升改进了风冷与蒸发冷却这两种模式的传热效果。
二、整体式空调器冷凝水目前行业的利用情况
整体式空调器上，目前空调行业一般是将其自身产生的冷凝水从蒸发器侧的接水盘导向冷凝器侧，冷凝器侧设有的储水结构能使冷凝水储集到一定的水位深度以使轴流风叶的打水轮尽可能多地与冷凝水接触，当轴流风叶高速运转时，与打水轮接触的冷凝水就会随着打水轮的转动方向呈渐开线方向飞溅起来，但是，因为轴流风叶的打水轮与冷凝器的翅片是相互平行的，而无法将冷凝水直接作用于换热器翅片表而，除其部分反弹的水雾在风场的作用下吹入冷凝器中，其它大部分是在重力的作用下滴回到底盘内，或者延着隔板滑落于底盘中，因此，轴流风叶打水轮损耗了电机功率，但是作用起来的冷凝水却远远没有得到有效利用。
三、整体式空调器冷凝水应用研究
（一）试验测试装置介绍
本文空调器整机性能实验是在3匹高精度空调器焓差法实验室完成的。3匹高精度空调器焓差法实验室，由一个室内侧室和一个室外侧室组成，通过测定实验室温湿度、风量、压力以及电气性能等参数，进行空调器制冷量、制热量及其它各种性能的测试。本装置可对各种窗式、分体式、柜式、嵌入式空调器性能进行实验，还可以用于其它标准工况相关实验及扩展实验，能满足产品抽检及产品开发使用。本实验系统设备运转由可编程序控制器和触摸屏控制，实验运行的数据采集由高精度数据采集器完成，可将数据实时传送上一级计算机处理，并由计算机显示、存储和输出打印实验报告。
（二）试验测试步骤介绍
本文采用以上焓差实验室进行实验，针对整体式空调器对冷凝器水的应用进行研究，研究对空调冷凝水的应用在不同情况下对冷凝器性能的影响，进而反映在空调整机的制冷量能效比上。本文以一款WL10k窗式空调为例，首先进行有无冷凝水应用（以后简称为打水和不打水的两种状态）研究，分析比对两种状态下的能力能效差异。接着针对窗式空调器在打水状态影响因素进行分析，并通过实验验证，研究冷凝器翅片亲水性、空调打水轮结构多种参数对空调器整机的制冷量能效比的影响。
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（三）试验测试结果与分析
1.窗式空调打水与不打水结果对比分析
对以上提出的WL10k窗式空调进行打水和不打水两种运行状态的制冷测试，以验证冷凝水冷却冷凝器的效果。打水状态下，同比制冷量提升5.11%，EER提升11.19%，环保节能效果提升明显。可以得到整机在打水的状态下取得良好的系统效果，首先通过打水取得良好的冷凝效果，降低了运行功率。同时通过降低冷凝温度，提升制冷能力，制冷能力提升，能够进一步增加冷凝水量，取得良好的系统性能较佳的良性循环。
2.冷凝器翅片亲水性对打水窗式空调能效影响分析
对于打水窗机来说，冷凝器翅片的表面涂层是对水雾换热效果有影响的，本文选择不同能力段的窗机，分别采用非亲水翅片和亲水翅片的冷凝器，做同状态下的性能测试对比，WL10k，WL12k，WT15k，WT18k，WT22k共5款打水窗机，对应的容量为10000/12000/15000/18000/22000Btu/h。每款2台都做不同翅片对比测试，得出亲水翅片对比非亲水翅片的制冷量百分比、功率百分比、EER百分比。结果可知，制冷量百分比和EER百分比基本都低于100%，制冷量最低接近98%，EER最低接近96%；而功率百分比几乎全部高于100%，在102%内。这说明，采用亲水翅片的性能会差于非亲水性能，制冷量和EER差约2%和4%以内。从以上的结果可以得到整机打水的状态下冷凝器采用非亲水翅片取得更好的系统效果，主要是采用非亲水翅片时，当冷凝水通过打水轮均布在冷凝器上时，由于翅片亲水性较差，不疏水，使得冷凝水能够充分的与翅片接触，取得较好的换热效果。而采用亲水翅片则取得相反的效果，不利于换热。
3.空调打水轮结构对打水窗式空调能效影响分析
为了进一步深入研究影响打水效果的因素，本文还分别研究了整体式空调器外侧风叶打水圈的安装位置对整机能力能效的影响，以便通过结构优化设计，得到更佳的打水效果，从而提升整机的能力能效。由于外侧风叶在工作时高速转动，因此一般在设计时需要考虑相对运动的部件与固定部件要留有合适的安全距离，以免产生碰撞。就安全的角度方面考虑，间隙相对越大越好，但考虑到其打水的需要，有必要研究其间隙对打水能力能效的影响。分别验证风轮打水圈离底盘间隙5mm、8mm、12mm、15mm的状态下的制冷量、功率、能效比结果。从以上结果可知，打水圈距离底盘间隙越小，得到更优的打水效果，从而得到更佳的能力能效。主要影响的原因是当底盘间隙越小，有效打水时间提前，从而获得更佳的打水平衡点，同时可以通过间隙减少，减少底盘存水量，降低冷凝水的打水温度。但考虑到运行的安全性，一般选择较为安全且能效较好的距离。本文产品最终选择了8mm的间隙，两者均达到较好状态。
总之，通过试验分析，对整体式空调器而言，冷凝水应用时可得出如下结论：（1）打水相比不打水，同比制冷量提升5.11%，EER提升11.19%，环保节能效果提升明显。（2）冷凝器采用亲水翅片的性能会差于非亲水翅片的性能，制冷量和EER分别差约2%和4%以内。（3）打水圈与底盘间隙越小，能力能效取得的效果更好，但结构碰撞风险加大，本文推荐8mm间隙。
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论文作者:杨少杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/18
标签：空调器论文; 打水论文; 冷凝器论文; 冷凝水论文; 空调论文; 效果论文; 翅片论文; 《基层建设》2018年第17期论文;