空調廢水清潔玻璃裝置及清潔刮設計

陳然，趙澤林，李樂，于復興

（華北理工大學，河北 唐山 063210）

隨著生活水平的提升，空調普及率迅速增長。空調室內機在夏天制冷時，由于制冷劑的蒸發吸熱，蒸發器的表面溫度較低，空氣中的水蒸氣遇到冷的蒸發器，就會冷凝成為液態的水。廢水通過排水管經室外機流出，這部分水會被浪費掉。在提倡綠色生活和可持續發展的當今時代，不能只追求自身生活環境的舒適而忽略空調對環境和能源的影響，因此，針對空調進行進一步的綠色設計顯得尤為必要。

本文提供了一種利用空調廢水清潔玻璃的裝置。本裝置具有安全高效、操作方便和綠色節能的特點，可廣泛運用于普通家庭或高層建筑進行玻璃清潔，對空調綠色設計的研究具有一定價值。

1 裝置結構設計

1.1 整體結構

該裝置由廢水收集運輸裝置、光電互補驅動裝置、噴射清潔裝置組成，該裝置結構示意圖如圖1所示。

圖1 裝置結構示意圖

如圖中所示，高壓噴液嘴的數量為多個，均勻分布在各窗戶下方，本例中噴嘴的間距為20cm，依據窗戶大小設置高壓噴液嘴。高壓噴液嘴與玻璃呈43°夾角，可達到理想的噴射高度和噴射區域。玻璃清潔劑容器內放有玻璃清潔劑。

空調室外機通過室外機排水管將廢水輸送到儲水箱中，再通過電機齒輪泵將廢水增壓輸送，其動力來源為由電機齒輪泵、光電互補控制器（型號：PWM-12V/10A）太陽能板、蓄電池及空調室外機中的電源構成的光電互補驅動裝置，導向閥和支路輸水管可控制增壓后廢水的流向和通斷，廢水流入玻璃清潔劑容器會與其中的玻璃清潔劑混合，之后通過高壓噴液嘴高速射出到玻璃上，室內的人抓住清潔刮的把手移動其室內部分，通過磁鐵的吸引帶動室外部分刮板對玻璃進行清洗。

1.2 清潔刮結構

考慮到裝置的可行性和簡易性，清潔刮采用手動清潔的方式，清潔刮結構爆炸圖如圖2所示。

圖2 清潔刮結構爆炸圖

配合該空調廢水清潔玻璃裝置使用的清潔刮，清潔刮5吸附在玻璃3上。清潔刮分為窗內部分和窗外部分，窗內部分包括室內外殼和室內磁鐵兩部分，室內磁鐵一端與玻璃3接觸，另一端內嵌于室內外殼。室內外殼上設有把手。窗外部分包括室外外殼、室外磁鐵、刮板，刮板一側與玻璃接觸，另一側粘接在室外磁鐵上，室外磁鐵內嵌于室外外殼。清潔刮外形為三角形，刮板為上有多個間隔均勻與玻璃呈45°角的刮條。多個刮條有效提高刮擦的清潔度，在高壓噴液嘴噴出水或者玻璃清潔劑后，室內的人抓住清潔刮的把手移動其室內部分，通過磁鐵的吸引帶動室外部分刮板對玻璃進行清洗。

2 光電互補太陽能驅動系統

PWM光電互補控制器是用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制，這是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。以數字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統的成本和功耗。太陽能板屬于光伏設備，經過光線照射后發生光電效應可產生電流。由于材料和光線所具有的屬性和局限性，其生成的電流也是具有波動性的曲線，采用PWM型電路系統對其進行數字化調節，并加入多級充放電保護，可為負載提供穩定電流。如圖3所示。

圖3 光電互補太陽能驅動系統示意圖

該裝置所使用的光電互補控制器是對整個供電系統進行管理和控制的設備，通過采用PWM型控制電路對太陽能板產生的波動電流進行數字化調節，利用調節后的電流再對蓄電池與電機齒輪泵供電，一方面可以為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，避免蓄電池過充和過放現象，保護蓄電池；另一方面可對電機齒輪泵起到穩壓作用，為電機齒輪泵提供穩定的電流。此外，光電互補控制器可采樣分析系統的各種信號，判斷各部分的工作狀態，及時準確的發出各種指令進行系統調整，保證系統整體的安全高效運行。有太陽的時候，太陽能板直接為齒輪泵和電機以及蓄電池供電，若齒輪泵和電機不運轉，電流全部進入蓄電池。陰天的時候，蓄電池產生的電流通過控制器為齒輪泵和電機供電，太陽能蓄電池與市電互補為電機齒輪泵供電，蓄電池電量不足時，自動轉為市電為負載供電，雙重供電保障，可極大的提高用電負載的可靠性。光電互補驅動裝置實現廢水的增壓輸送。

3 結語

該裝置適用于包括高層建筑在內的多種場合，通過光電互補太陽能驅動系統對整個供電系統進行管理和控制，降低了天氣對裝置運行的影響，保證裝置整體的安全高效運行。同時，該裝置所提供的清潔玻璃的方式，在節能環保的同時也降低了人工勞動強度，保證了勞動者在清潔高層玻璃時的安全性。