谈利用冷凝水来提高空调器能效比在专业课教学中的尝试
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摘要：专业课教学中繁杂的分析运算一直是教学中的难题.让学生参与到实际问题的分析与实施中的项目教学法不失为一个有效的解决途径。本文介绍了引领学生如何根据现有家用空调器的结构特点来利用冷凝水回淋。以达到节省能源.提高空调器的COP值的体验，融理论、实践、节能、教育为一体，取得了令人满意的教学效果.为职业学校的专业课教学提供了新的思路和方法。
关键词：空调器能效：冷凝水：专业课教学
职业学校专业课教学中那些缜密的逻辑分析和繁琐的公式计算，一直是困扰师生的提高教学效果的一大难题。让学生参与到实际问题的分析与实施的项目教学法不失为一个有效的解决途径。
能源紧缺，在炎热的夏季，人们在享受空调带来的舒适环境的同时，也增强了节能意识，如何提高空调的制冷效率，成为整个空调行业越来越重视的课题。在给学生讲《制冷与空调》节能技术一节时，我们重点讨论了高效压缩机、电机、高效热交换器和变频技术等先进技术，曾经提到一个还处于理论研究阶段、尚未应用的节能技术：利用冷凝水回淋来提高空调器能效比。而冷凝水回淋就是利用室内机吸热翅片管上的冷凝水来达到节能的目的。冷凝水越多.回淋到室外机散热片管上的水越多.水在室外机散热翅片管上汽化时带走的热量就越多，室外机散热效率就越高；通过冷凝水的回淋.空气中的水蒸气的循环过程是：水蒸气―液态水―水蒸气.即水虽然参与了空调热循环过程。却没有带走能量(回淋过程的热损失为理想状态)；而使用普通家用空调时，空气中的水蒸气的循环过程是：水蒸气一液态水一放掉.即水不但参与了空调热循环过程，还带走大量的能量。冷凝水的充分利用同时解决了空调冷凝水扰民的问题。上述可以看到，利用冷凝水回淋到室外机汽化，避免了能量的损失，提高了房间空调器的COP。对此.学生产生了极大的兴趣和热情.于是开始了利用冷凝水来提高空调器能效比的尝试。
第一步，采集第一手资料，进行理论分析。以老师办公室的格力1.5匹空调器为研究对象。通过一番采集取证得出结论如下。
以格力1.5P(制冷量为3500W)空调器进行测试，测试结果为：制冷量：3550W性能系数：2.8W／W
风量：550m3／h
除湿量：1.1kg／h
冷凝水温度：16度
此时.冷凝水放出的热量为：Q=M.Q潜热
Q=1.1kgx2256.7kJ／kg
=2482.410
其中能：(3.3-2.8)/2.8*100：M-1小时内的除湿水量
Q潜热―水的潜热
转换为制冷量为：由1kW／h=3600kJ
知制冷量：W=Q／3600=690W
假设这部分能量没有损失(理想状态)，则性能系数：
COP=制冷量／输入功率
=(3550+690)W÷1267.8W
=3.3W／W
通过理论计算可以节％=17.85％
第二步，寻求实施方案。通过上网查找及同学们的集思广益，搜集到的方法有三：
1.是把冷凝水引到室外机的顶部，直接流入室外机散热翅片。这种情况需要室外机壳体顶部增加水管接孔，以及散水器。
2.是把冷凝水引到室外机的底部。先流人室外机底盘积水槽中，然后通过水泵再把冷凝水喷洒到外机散热翅片上。这种情况需要室外机增加积水槽和水泵。
3.在冷凝器两端板上粘上3-5毫米厚的无纺布。无纺布布置在端板迎风方向的1/2或1/3面积上且位于冷凝器的内侧。利用无纺布间隙的毛细作用使冷凝水均匀地冷却整个表面。
考虑到实施的可行性大家决定采取第一个方案.即用水管把冷凝水均匀地淋到室外机散热片上。
第三步，付诸实践。从商店买来一米直径8mm的气动胶管，堵住一端.在胶管上700mm范围内每隔20mm钻一直径0.7mm的淋水孔：打开空调器室外机盖.在穿管的位置钻一直径10mm的圆孔：用细铁丝把淋水管堵塞的一端小孔朝下绑扎在散热翅片上，另一端由机盖孔穿出，连接室内机出水管；拧紧室外机上盖紧固螺丝：最后通电试机。
第四步，对比总结。装上淋水管后，空调器的启动及运行时间有所缩短.排水量0.8kg／h.水温25度.
1蒸发潜热Q1=(1.1-O.8)kgx2256.7kJ/kg=677kJ
2.传导散热Q2=M*C*T=1.1kg*4200J(kg*℃)*(25℃-16℃)=41.58kJ
式中水的比热容C=4200J／(kg*℃)，温差T=25℃-16℃=9℃
3.共散热Q=Q1+Q2=677KJ+41.58KJ=718.58kJ
折合电功率718.58／3600=200W
4.实际COP=制冷量/输入功率
=(3550+200)W÷1267.8W
=2.96W／W
5.实际节能(2.96-2.8)／2.8*100％=5.7％
第五步，结论：通过安装淋水管，可以实现空调器节能，但在实际应用中并未达到节能目标.究其原因是：1.冷凝水回淋到散热片后并未完全蒸发，影响了节能效果，多数冷凝水是一热传导的形式散热；2.冷凝水在散热片上的均匀程度和停留时间尤显不足。若采用第二种方案，效果将可能会提高。如果散热片采用水浸式，不但可以提高能效，同时还会产生大量的热水，这与空气能热水器原理不谋而合。
通过这个实验.使学生对空调器的制冷原理有了更深刻地认识，加深了对基本知识(蒸发潜热远大于比热容)的理解，进一步的深入探索又是另一片天地，顿觉豁然开朗。从而激发起大家刻苦学习、勤于实践的探索精神。书上得来终觉浅，绝知此事要躬行，在专业课教学中合理正确地引导学生参与实践，对培养学的动手、动脑、理论联系实际、独立思考解决问题的能力大有裨益，对提高课堂教学效果一种有效的教学方法。