1、.本科學年論文題 目 淺談簡易水空調的工作原理及改良 專業班級 學 號 學生姓名 指導教師 2013年12月;西安文理學院本科學年論文淺談簡易水空調的工作原理及改良摘要：通過研究本文主要向大家介紹簡易水空調的工作原理以及對改良的一些思考。目的是通過研究了解簡易水空調的工作原理。主要研究方法是上網瀏覽相關的文章和資料，結合自己學習過的熱學知識來進行研究，以達到研究的目的。在研究的過程中我發現了水空調利用地下水四季溫差小，冬暖夏涼，成本低，相對于傳統電力空調具有省電，靜音，健康友好，安裝維護成本低，針對我們國家經濟及生態環境適用性強等一系列優點。同時也發現了其用水量大，不能做到大范圍推廣等缺點。結

2、論是水空調是一種價格低，功率小，制冷快，無污染，無噪音，節約水，舒適健康的環境友好型家庭空氣溫度調節裝置，但其也有不能大范圍推廣，不能在人口密集的大城市及沙漠缺水地帶使用的缺點。關鍵詞：水空調；簡易；節能Introduction to simple working principle of air conditioning water and improvedAbstract：Through the research in this paper, we introduce simple working principle of air conditioning water. The purpo

3、se is to through the research to understand simple working principle of air conditioning water. The main research method is surfing the Internet related articles and data, combined with their learned knowledge of thermal for research, in order to achieve the purpose of the study. I found the water i

4、n the process of research of air conditioning use of groundwater in the four seasons temperature difference is small, warm in winter and cool in summer, the cost is low, compared with the traditional electric air conditioning has the province electricity, mute, health friendly, installation and main

5、tenance cost is low, in view of our country economy and ecological environment applicability and a series of advantages. Also found the need to groundwater and water consumption is big, can't do the disadvantage of a wide range of promotion. Conclusion is water air conditioner is a kind of low p

6、rice, low power, fast refrigeration, no pollution, no noise, save water, comfortable and healthy environment friendly family air temperature adjusting device, it can also have a wide range of promotion, can't and desert in the densely populated cities use the shortcomings of water scarcity areas

7、. Key words：The water of air conditioning; Simple and easy; Energy saving.1 引言 水空調是一種用水做為熱交換介質的空調，通常使用地下水或者城市自來水作為水源，用搭配風扇來進行熱量交換，對室內空氣進行降溫或者升溫。水空調是一種古老的技術，最早可以追溯到我國古代宮廷，據詩經.七月記載，3000年前的臘月，人們"二之日鑿冰沖沖，三之日納于凌陰"，所謂凌陰就是冰窖。清朝時，北京城共分四處設冰窖18座，統由工部都水司掌管，共儲冰20.57萬塊，皇室就靠這些冰塊度過炎炎夏日。這也算是水空調的雛形，但是由于古代生

8、產技術落后，致使這項技術沒有得到長足的發展。儲冰技術到了現代社會，已經不能滿足人的需要。現代水泵技術的出現，為“水空調”提供了基本的支持。它的工作原理非常簡單，是用一個小水泵抽取地下水，然后通過風扇和散熱器或冷凝器鰭片對地下水和空氣進行熱交換，替代了普通空調的壓縮機。從外觀上看，“水空調”與普通的空調沒什么區別，主要的就是它沒有室外機，裝在室外的是一個用來抽取地下水的水泵。利用了地下水常年低恒溫與地面室溫有固定的溫差，冬暖夏涼的特點。現在已經有一些高檔小區用水作為交換介質來制冷或采暖，人們看重了水空調的舒適性和健康性。在可預見的未來水空調因其各項優點一定會得到長足的發展，因為它符合節能環保的社

9、會理念，但也需要進行一些改良。2 簡易水空調的基本結構簡易水空調結構根據居住環境，所處地域可能有一定的變化。但是其基本結構大都如圖所示。圖介紹了農村地區使用的利用井底地下水進行工作的簡易家庭水空調。其基本結構主要有以下幾個關鍵部件。水泵（從水源抽取水并保證工作過程中水的流動）進水管道（配合水泵給水空調供水）冷凝器（進行熱量交換）出水管道（將抽取的水送回水源）風扇（保證空氣流動）水井（提供水源和排走廢水）機架（提供空氣進出口和對機器內部零部件的容納與固定）圖3 簡易水空調的工作原理根據上面的介紹可以大致了解簡易水空調的組成部分，根據所了解的信息結合相關文獻可以知道建議水空調的工作原理。簡易水空調

10、可以利用天然的冷水源，比如井水，山泉水，河流，湖泊，海水等作為水源。但是最為經濟有效的還是井水。在我國有很多的水井，這是一個良好的基礎條件。我國大部分地區地下水的水溫常年在20以下，江南地區的地下水常年在1820左右，再加上地下水位較高，井水可以輕易獲得，所以井水經常被選做水空調的天然冷源。有了水源以后，通過一個離心式水泵將水從水源送至冷凝器。常用的冷凝器如圖所示。圖普通的冷凝器一般用導熱性能比較好的紫銅管搭配鋁箔制作而成，具有表面積大，介質互不接觸等特點。經過水泵的推送，水會從冷凝器的銅管中流過，同時和經過風扇推動流過冷凝器翅片的空氣進行熱量的交換。在夏天，室內的空氣比較熱，而井水相對溫度就

11、很低，進過熱量交換的過程使室內的空氣溫度下降，達到了制冷的目的。在冬天室內的空氣溫度又很低，相對來說，井水的溫度比寒冷的室溫高不少。利用熱交換過程，又可以提高室內溫度。對于井水來說，一年四季的溫度變化并不明顯，變化的只是井水和室溫的溫度差。總的來說就是自然界中各種不同形式的能量都能夠從一種形式轉換到另一種形式，由一個系統傳遞給另一個系統，在轉化和傳遞過程中總能量守恒1。4 簡易水空調的局限性空調的室內舒適性是根據人體的舒適需求，同時兼顧地區，經濟性和節能要求。目前我國舒適性空調室內設計參數基本都根據設計規范的國家標準或部頒標準。如辦公室一直沿用辦公建筑設計規范（JG67-89）規定的室內溫度2

12、628，相對濕度小于65旅游旅館建筑熱工與空氣調節能設計標準（GB50189-93）規定商場室內溫度為25，相對濕度小于等于65等2-8；目前已經運行的空調建筑室內設計參數均低于規范要求的數值9。簡易水空調充分利用了自然資源，節約了電力，給人們的生活帶來了良好體驗。但是由于其構造與所需交換介質的原因不能在所有地區安裝和使用。其具有一定的局限性和適用范圍。比如在大中城市中，私自打井是被禁止的。因此，對于個人而言，安裝水冷空調便不太現實。如果用自來水，不僅成本高，而且效果不好。另外一個方面是傳統水空調在工作時候，水流的速度會很快，這樣一來會造成用水量大幅增加，而且抽取的水沒有得到充分的利用。由于水

13、的比熱容很大，而且在水空調中流動速度很快，這樣一來會造成進水口和出水口的水溫幾乎沒有太大的變化，造成了浪費。與此同時，在炎熱的夏季，由于地下水和室內氣溫存在較大的溫差，室內空氣在流經冷凝器翅片的時候會在冷凝器表面形成冷凝水，這會使室內的空氣變得潮濕，影響了人們的舒適性。人的舒適感是由溫度，濕度，二氧化碳含量，空氣清新程度等共同決定的。其中溫度和濕度是最基本的。也就是說，空調最基本的任務是保證房間的空氣濕度和溫度，夏季舒適的室內空氣溫度是2428，相對濕度也維持在4060。 5 對簡易水空調的改進建議 結合研究，我們可以提出以下幾點來進行對簡易水空調的簡單改進： 利用多級降溫排除濕度過大問題。多

14、級水空調是在底部的入風口處安裝一個冷凝器，讓空氣進入空調即被制冷，到了空調的中部再經過2-3道冷凝器依次次制冷，達到多次將空氣制冷的效果。2 利用多級冷凝水循環解決水汽凝結的問題。 水汽凝結是一個具有危害性的問題，不僅會損壞機器內部結構，縮短機器的壽命，同時過多的水汽也會使人體感到不適同時也會對室內的家具造成損壞。預防水汽凝結可以讓多個冷凝器之間的水循環流動，可以將最先引入的水通入最后一級冷凝器。然后經過交換后推入倒數第二級冷凝器，以此類推。這樣做的好處是在空氣最先進入水空調時所觸及的是一個與室溫相差不大的冷凝結構，不至于因為猛然間經歷很大的溫差而迅速凝結出水珠。多級緩慢降溫保證了降溫的理想效

15、果，同時也避免了水汽凝結的現象。 利用小功率低速抽水馬達降低流速。由于傳統水泵的存在，水流的流速太快，以至于在交換系統中停留的時間過短，以至于在多級冷凝水循環過程中不能形成前后級水溫差，同時也不利于水資源的合理利用。我們可以用小功率的低速抽水馬達進行供水工作，以解決這些問題。6 結論 進過這次研究，我了解了傳統簡易水空調的工作原理。發現了它的優點，也了解了它的缺點。同時對它的改良提出了自己的思考。在研究的過程中，我查閱了大量相關的資料，充分利用了互聯網的便捷和我校圖書館的優質資源。最終得到了這些成果。通過研究我知道了傳統簡易水空調具有價格低，功率小，制冷快，無污染，無噪音，節約水，舒適健康和環境友好的優點。同時也存在用水量大，容易產生冷凝水導致空氣潮濕等問題。歸根結底簡易水空調的工作機理就是利用地下水和室溫的差值通過冷凝器的作用和室內空氣進行充分熱交換制冷或升溫室內空氣的過程。通過自己的思考我提出了用 利用多級降溫排除濕度過大問題。2 利用多級冷凝水循環解決水汽凝結的問題。 利用小功率低速抽水馬達降低流速。這三個建議對傳統水空調進行簡單改進，從而更好地為人民服務。參考文獻1 黃淑清, 聶宜如,申先甲. 熱學教程（第三版）M