車載空調(diào)冷凝水與空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計

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1、車載空調(diào)冷凝水與空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計 車載空調(diào)冷凝水與空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計 2019/09/10 摘要：針對車載空調(diào)冷凝水利用不足與車內(nèi)空氣質(zhì)量差的問題，本系統(tǒng)以STC89C52單片機為核心，采用太陽能發(fā)電的電力系統(tǒng)，通過收集并處理車載空調(diào)冷凝水，然后利用其進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)與散熱片冷卻清洗，實現(xiàn)冷凝水再利用并增強空調(diào)制冷效果。同時空氣檢測與凈化模塊相配合，可有效提高車內(nèi)空氣質(zhì)量。系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容主要包括冷凝水收集處理與水位控制模塊、冷凝水再利用模塊、車內(nèi)空氣凈化模塊以及太陽能供電模

2、塊。結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有顯著節(jié)能效果與經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞：車載空調(diào)；冷凝水再利用；太陽能；濕度調(diào)節(jié)；空氣凈化 引言 目前，車載空調(diào)冷凝水缺乏有效管理和利用，通常直接排放到車外部；空調(diào)在使用時易導(dǎo)致空氣干燥、外機散熱片升溫；加之車輛行駛時空間封閉，導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量不佳。基于上述問題，本項目設(shè)計了車載空調(diào)冷凝水再利用與車內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)。 1系統(tǒng)總體方案設(shè)計 本系統(tǒng)通過多晶硅太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能并儲存到鉛蓄電池中，為整個系統(tǒng)提供電源；當(dāng)車載空調(diào)啟動時會產(chǎn)生冷凝水，首先由導(dǎo)管將空調(diào)冷凝水引流至收集水箱內(nèi)消毒殺菌后

3、儲存，再由STC89C52單片機控制水泵A抽水經(jīng)霧化處理后噴灑到空調(diào)外機散熱片上，實現(xiàn)對散熱片冷卻與清洗功能。當(dāng)溫濕度傳感器DHT11監(jiān)測到車內(nèi)濕度低于40%的預(yù)定值時，單片機同時控制水泵B抽水經(jīng)霧化處理后對車內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)車內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器MQ135監(jiān)測到有害氣體超過固定值時，單片機控制等離子凈化器，以改善車內(nèi)空氣質(zhì)量。 2冷凝水收集處理與水位控制模塊設(shè)計 該模塊由冷凝水收集箱、紫外線殺菌燈、水位傳感器以及導(dǎo)水管組成。冷凝水收集箱從上至下分別設(shè)有進(jìn)水口、排水口A、排水口B以及溢水口，箱體的側(cè)部有高、低水位標(biāo)志，腔內(nèi)設(shè)有浮板和兩個水位傳感器，且內(nèi)壁涂有保溫隔

4、熱層和豎直布置的定位棱，冷凝水收集箱三維結(jié)構(gòu)如圖1。浮板與水箱內(nèi)腔水平截面形狀相適應(yīng)并設(shè)有透水孔，浮板邊緣處設(shè)有進(jìn)排水避讓缺口141、定位缺口142及傳感器避讓缺口143，浮板通過定位缺口142與冷凝水收集箱的定位棱相配合。當(dāng)浮板在冷凝水收集箱的內(nèi)腔中隨液面同步升降時，可以通過進(jìn)排水、水位傳感器避讓缺口避開冷凝水收集箱的進(jìn)水口和排水口與水位傳感器。浮板平面結(jié)構(gòu)如圖2?？照{(diào)冷凝水由導(dǎo)管引流通過進(jìn)水口進(jìn)入收集箱，頂部置由紫外線殺菌燈進(jìn)行消毒處理后儲存。根據(jù)水位高度確定上限水位與下限水位，劃分三個區(qū)間：高水位區(qū)間、正常工作區(qū)間與低水位區(qū)間。對應(yīng)三種工作狀態(tài)，即正常抽水、應(yīng)急抽水及停止抽水。利用水位傳

5、感器檢測液面水位高度，水位工作控制如表1。 3冷凝水再利用模塊設(shè)計 針對收集并處理后的空調(diào)冷凝水，該模塊按功能上分成兩部分進(jìn)行再利用。空調(diào)外機散熱片冷卻與清洗模塊：STC89C52單片機控制水泵A抽水，經(jīng)過超聲波霧化器處理后，由水噴頭直接噴灑在空調(diào)外機散熱片處，實現(xiàn)對散熱片的降溫與清洗功能，并增強制冷效果。車內(nèi)空氣濕度調(diào)節(jié)模塊：采用溫濕度傳感器(DHT11)實時監(jiān)測車內(nèi)的溫濕度，設(shè)定調(diào)節(jié)閾值為40%的濕度，當(dāng)濕度低于40%且實際水位處在正常工作區(qū)間時，水泵B啟動抽水工作，經(jīng)霧化后對車內(nèi)空氣進(jìn)行加濕。 4車內(nèi)空氣凈化模塊設(shè)計 針對車

6、內(nèi)封閉環(huán)境造成的空氣質(zhì)量不佳的問題，車內(nèi)空氣凈化模塊以STC89C52單片機為核心，當(dāng)監(jiān)測到車內(nèi)的有害氣體達(dá)到一定的濃度值時，STC89C52單片機控制等離子凈化器對車內(nèi)空氣進(jìn)行凈化處理。監(jiān)測端采用空氣質(zhì)量傳感器MQ135和顯示電路LCD1602，用來監(jiān)測并顯示有害氣體濃度值。凈化端采用等離子凈化器，有效降低車內(nèi)的懸浮顆粒物濃度。 5太陽能供電模塊設(shè)計 該供電模塊由多晶硅太陽能板、太陽能控制器、12V鉛蓄電池及DC-DC降壓模塊組成。太陽能電池板收集太陽能轉(zhuǎn)化成電能，通過太陽能控制器儲存到鉛蓄電池內(nèi)部，鉛蓄電池為水泵A、B供電；通過DC-DC降壓模塊將12V電壓

7、轉(zhuǎn)化成5V，為STC89C52單片機供電。 6結(jié)語 本項目組通過構(gòu)建實驗平臺，進(jìn)行了仿真實驗，最終完成實物制作，系統(tǒng)整體實物圖如圖3。經(jīng)調(diào)試驗證，系統(tǒng)可實現(xiàn)設(shè)計功能，滿足節(jié)能減排要求。冷凝水經(jīng)霧化處理噴灑在散熱片上，可以起到降溫與清洗作用，同時增強空調(diào)制冷效果。本系統(tǒng)通過對車載空調(diào)冷凝水的收集處理，實現(xiàn)節(jié)約成本廢水再利用，對環(huán)境改善和資源循環(huán)具有促進(jìn)作用。 參考文獻(xiàn) [1]張東放.空調(diào)冷凝水的分析和再利用[J].暖通與空調(diào),2010,38(5):75-77. [2]魏燕,胡永海.空調(diào)冷凝水作為飲用水的回收利用[J].節(jié)能,2008(3):41-43. [3]張麗潔,楊晚生.空調(diào)系統(tǒng)冷凝水的回收利用分析[J].暖通與空調(diào),2011,39(8):14-29. [4]張雅君,朱娟娟,孫麗華.空調(diào)冷凝水作為水資源回收利用研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程,2017,35(6):142-145. [5]丁勇,史麗莎.分體式空調(diào)冷凝水回用節(jié)能潛力分析[J].建筑節(jié)能,2016,44(11):97-101.