壁挂式空调加湿器的设计
日 期 2017年3月10日空气加湿器是现在人们居家办公的必需品，空气加湿器不断更新换代，技术也在不断完善和发展，本论文（设计）通过设计冷凝水收集系统、过滤储水系统、雾化发生装置三个装置，对空调冷凝水收集、过滤、杀菌再将其雾化在空调风对吹动下能更均匀等分布在室内，并能释放符合国家标准的臭氧O3），达到既节能环保又能获得舒适的室内相对湿度效果。本论文（设计）通过对冷凝水收集系统、过滤储水系统、雾化发生装置的设计与计算，以及对于具体部件的选用符合国家相关的技术标准，结合受力分析和系统的装配，完成壁挂式加湿器的总体设计并在实际使用中监测加湿与净化效果。
目录
引言 1
（一）课题背景及选题意义 1
（二）空气加湿器的发展历程 1
（三）国内外研究现况 1
（四） 壁挂式空调加湿器的结构组成及工作原理 2
（五）研究的主要目标及内容 3
一、壁挂式空调加湿器设计的总体方案 4
（一）设计任务 4
（二）设计目的 4
（三）设计步骤 4
二、工况选择与计算 4
（一）设计工况选择与计算 4
（二）工况下壁挂式空调内外机冷凝管排水量计算 4
（三）冷凝水的成分与温度分析 5
三、 雾化发生装置设计计算及受力分析 6
（一）雾化发生装置介绍 6
（二）雾化发生装置的选材 9
（三）雾化发生装置受力分析 9
（四）蜗杆副及其电机选型计算 11
（五） 超声波雾化片的设计及选型计算 15
四、过滤储水系统介绍及设计计算 16
（一）过滤储水装置的介绍 16
（二）过滤储水系统的设计计算 19
（三）臭氧发生器的设计计算及选型 20
五、冷凝水收集系统介绍与设计计算 20
（一）冷凝水收集系统介绍 20
（二）冷凝水收集系统水泵的选型说明 22
总结 24
致谢 25
参考文献 26
附件一：湿焓图 27
附件二：原壁挂式空调挡
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
风板结构设计获奖证书 28
附件三：原壁挂式空调挡风板结构设计专利书 29
引言
随着人们生活水平的提高，空调已经成为现代人居家和办公的必用电器，尤其是在夏、冬季节，空调的长时间运行会使室内空气相对湿度下降，加快人体皮肤表面水分流失，对人体健康存在隐患，所以市面上就推出了许多空气加湿器，但大部分空气加湿器均是固定在某一位置给空气加湿，空气加湿不均匀，且对水质要求较高；目前全国大部分地区空气质量都受到一定程度污染，空气中混杂许多粉尘、细菌，除非在家中安装空气净化器另外，空气中存在的粉尘、细菌等也是造成人体上呼吸道疾病的隐患；另外空调都长时间运行，产生的冷凝水的排放问题一直影响着许多邻里关系，也造成了水资源的浪费。
本论文针对上述问题设计一种节能壁挂式空调加湿器，利用收集系统对冷凝水回收，经过过滤储水系统净化并辅以臭氧（O3)杀菌，经雾化发生装置喷出，在空调风对带动下能均匀的分布在室内，提高室内空气相对湿度，由于臭氧（O3)的加入又相当于一台空气净化器，经济环保，安装简单，且设计过程清晰，可满足大众家庭需求。
（一）课题背景及选题意义
淡水资源作为基础性的自然资源和战略性经济资源，它是工农业生产最基本条件之一。目前我国水资源缺乏越来越严重，如何对水资源的重复利用是我国可持续发展的研究问题之一。空调冷凝水是空调内部温度相对较高的空气在冷凝器上冷凝成水珠的水，相对干净，但是目前对冷凝水仅仅只是排放掉，有时安装不当，冷凝水乱排还会给他人生活造成影响。
空调长时间运行会使空气干燥，所以人们在使用空调时一般会使用空气加湿器给室内空气加湿，而一般加湿器是需要另外加水，而且对水质要求较高。那为什么不能把空气中抽湿排出的水作为加湿器的水重新雾化到室内中呢？本论文就着重解决这一问题，将收集来的空调冷凝水过滤净化，利用臭氧杀菌，重新释放到室内，提高室内空气相对湿度和空气质量。
（二）空气加湿器的发展历程
我国加湿器的发展是由??简单到复杂，由模仿到自我创新的一个发展过程，在加湿器领域中，加湿器以前主要是用于工业领域，现在也慢慢用于农业领域，农业上的保湿，加湿都需要加湿器来完成农业的需要。比如一些菌类作物的种植是需要加湿器来保证场所环境的湿度，以保证该植物的正常生成。在人类生活环境的应用是由于天气干燥地区增多和空调技术的快速发展，在人类活动空间空气相对湿度较低，于是需要一种能像在工业农业上运用的加湿器一样，对人类活动空间加湿。
（三）国内外研究现况
目前加湿器根据工作原理分类有：超声波加湿器、纯净型加湿器、电加热式加湿器、浸入式电极加湿器、冷雾加湿器。其中运用最多且效果最好的是超声波加湿器，本设计采用的也是超声波加湿器原理，原因在于相对于其他加湿器，超声波加湿器采用每秒200万次的超声波高频震荡，将水雾化为1微米到5微米的超微粒子和负氧离子，负氧离子，达到均匀加湿，能清新空气，增进健康。
而像纯净型加湿器是利用分子筛蒸发技术，除去水中的钙、镁离子。通过水幕洗涤空气，给空气加湿，再经风动装置将湿润洁净的空气送到室内，从而提高环境湿度和洁净度。但是缺点在于消耗功率大，噪音大。电加热式加湿器加湿是水蒸汽，消耗功率大不适宜夏天使用；浸入电极式加湿器原理也是将水转化为水蒸气只是加热原理与电加热式加湿器不同；冷雾加湿器利用风扇强制空气通过吸水介质时与水接触、交换来增加空气的相对湿度，但是加湿量低，噪声大不适宜居家环境。
现有加湿器均是采用外加水源加湿，对水质的要求各有不同，有的要求纯净水或白开水，也有仅要求自来水，水质直接影响加湿效果和空气质量，因此还有二次污染的隐患。另外目前加湿器的使用没有固定摆放位置，水雾排放口长期处在一个位置，不利于水雾对充分扩散，加湿效果因人而异，不一定理想。
（四） 壁挂式空调加湿器的结构组成及工作原理
图01 空调加湿器结构图
工作原理：本加湿器的工作原理就是将壁挂式空调外排的水收集起来经过滤消毒再由雾化发生装置喷出，但在空调制冷和制热时运行方式有所不同，下面简单作介绍：
制冷时：壁挂式空调在制冷时，冷凝水从室内机的排水管排出，在排水管中间接入2（制冷时冷凝水收集器）此时冷凝水通过2进入3（过滤储水系统），经过杀菌消毒，并混入一定浓度的臭氧输送到1（雾化发生装置）经空调风均匀的扩散到空气中。
制热时：壁挂式空调再制热时，冷凝水从室外机排出，经管道流入4（制热时冷凝水收集器）将4装满后多余的水会通过6（排水管）排出；4中装满水会由3（过滤储水系统）中的水泵吸入3中，其中水泵的吸水管5是插在室内机本来的排水管与外面的4相连的，7就是原先室内机排水管；当水泵把4中的水吸入3中，过滤并杀菌消毒，再输送到1中，经空调风均匀的扩散到空气中。
目录
引言 1
（一）课题背景及选题意义 1
（二）空气加湿器的发展历程 1
（三）国内外研究现况 1
（四） 壁挂式空调加湿器的结构组成及工作原理 2
（五）研究的主要目标及内容 3
一、壁挂式空调加湿器设计的总体方案 4
（一）设计任务 4
（二）设计目的 4
（三）设计步骤 4
二、工况选择与计算 4
（一）设计工况选择与计算 4
（二）工况下壁挂式空调内外机冷凝管排水量计算 4
（三）冷凝水的成分与温度分析 5
三、 雾化发生装置设计计算及受力分析 6
（一）雾化发生装置介绍 6
（二）雾化发生装置的选材 9
（三）雾化发生装置受力分析 9
（四）蜗杆副及其电机选型计算 11
（五） 超声波雾化片的设计及选型计算 15
四、过滤储水系统介绍及设计计算 16
（一）过滤储水装置的介绍 16
（二）过滤储水系统的设计计算 19
（三）臭氧发生器的设计计算及选型 20
五、冷凝水收集系统介绍与设计计算 20
（一）冷凝水收集系统介绍 20
（二）冷凝水收集系统水泵的选型说明 22
总结 24
致谢 25
参考文献 26
附件一：湿焓图 27
附件二：原壁挂式空调挡
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
风板结构设计获奖证书 28
附件三：原壁挂式空调挡风板结构设计专利书 29
引言
随着人们生活水平的提高，空调已经成为现代人居家和办公的必用电器，尤其是在夏、冬季节，空调的长时间运行会使室内空气相对湿度下降，加快人体皮肤表面水分流失，对人体健康存在隐患，所以市面上就推出了许多空气加湿器，但大部分空气加湿器均是固定在某一位置给空气加湿，空气加湿不均匀，且对水质要求较高；目前全国大部分地区空气质量都受到一定程度污染，空气中混杂许多粉尘、细菌，除非在家中安装空气净化器另外，空气中存在的粉尘、细菌等也是造成人体上呼吸道疾病的隐患；另外空调都长时间运行，产生的冷凝水的排放问题一直影响着许多邻里关系，也造成了水资源的浪费。
本论文针对上述问题设计一种节能壁挂式空调加湿器，利用收集系统对冷凝水回收，经过过滤储水系统净化并辅以臭氧（O3)杀菌，经雾化发生装置喷出，在空调风对带动下能均匀的分布在室内，提高室内空气相对湿度，由于臭氧（O3)的加入又相当于一台空气净化器，经济环保，安装简单，且设计过程清晰，可满足大众家庭需求。
（一）课题背景及选题意义
淡水资源作为基础性的自然资源和战略性经济资源，它是工农业生产最基本条件之一。目前我国水资源缺乏越来越严重，如何对水资源的重复利用是我国可持续发展的研究问题之一。空调冷凝水是空调内部温度相对较高的空气在冷凝器上冷凝成水珠的水，相对干净，但是目前对冷凝水仅仅只是排放掉，有时安装不当，冷凝水乱排还会给他人生活造成影响。
空调长时间运行会使空气干燥，所以人们在使用空调时一般会使用空气加湿器给室内空气加湿，而一般加湿器是需要另外加水，而且对水质要求较高。那为什么不能把空气中抽湿排出的水作为加湿器的水重新雾化到室内中呢？本论文就着重解决这一问题，将收集来的空调冷凝水过滤净化，利用臭氧杀菌，重新释放到室内，提高室内空气相对湿度和空气质量。
（二）空气加湿器的发展历程
我国加湿器的发展是由??简单到复杂，由模仿到自我创新的一个发展过程，在加湿器领域中，加湿器以前主要是用于工业领域，现在也慢慢用于农业领域，农业上的保湿，加湿都需要加湿器来完成农业的需要。比如一些菌类作物的种植是需要加湿器来保证场所环境的湿度，以保证该植物的正常生成。在人类生活环境的应用是由于天气干燥地区增多和空调技术的快速发展，在人类活动空间空气相对湿度较低，于是需要一种能像在工业农业上运用的加湿器一样，对人类活动空间加湿。
（三）国内外研究现况
目前加湿器根据工作原理分类有：超声波加湿器、纯净型加湿器、电加热式加湿器、浸入式电极加湿器、冷雾加湿器。其中运用最多且效果最好的是超声波加湿器，本设计采用的也是超声波加湿器原理，原因在于相对于其他加湿器，超声波加湿器采用每秒200万次的超声波高频震荡，将水雾化为1微米到5微米的超微粒子和负氧离子，负氧离子，达到均匀加湿，能清新空气，增进健康。
而像纯净型加湿器是利用分子筛蒸发技术，除去水中的钙、镁离子。通过水幕洗涤空气，给空气加湿，再经风动装置将湿润洁净的空气送到室内，从而提高环境湿度和洁净度。但是缺点在于消耗功率大，噪音大。电加热式加湿器加湿是水蒸汽，消耗功率大不适宜夏天使用；浸入电极式加湿器原理也是将水转化为水蒸气只是加热原理与电加热式加湿器不同；冷雾加湿器利用风扇强制空气通过吸水介质时与水接触、交换来增加空气的相对湿度，但是加湿量低，噪声大不适宜居家环境。
现有加湿器均是采用外加水源加湿，对水质的要求各有不同，有的要求纯净水或白开水，也有仅要求自来水，水质直接影响加湿效果和空气质量，因此还有二次污染的隐患。另外目前加湿器的使用没有固定摆放位置，水雾排放口长期处在一个位置，不利于水雾对充分扩散，加湿效果因人而异，不一定理想。
（四） 壁挂式空调加湿器的结构组成及工作原理
图01 空调加湿器结构图
工作原理：本加湿器的工作原理就是将壁挂式空调外排的水收集起来经过滤消毒再由雾化发生装置喷出，但在空调制冷和制热时运行方式有所不同，下面简单作介绍：
制冷时：壁挂式空调在制冷时，冷凝水从室内机的排水管排出，在排水管中间接入2（制冷时冷凝水收集器）此时冷凝水通过2进入3（过滤储水系统），经过杀菌消毒，并混入一定浓度的臭氧输送到1（雾化发生装置）经空调风均匀的扩散到空气中。
制热时：壁挂式空调再制热时，冷凝水从室外机排出，经管道流入4（制热时冷凝水收集器）将4装满后多余的水会通过6（排水管）排出；4中装满水会由3（过滤储水系统）中的水泵吸入3中，其中水泵的吸水管5是插在室内机本来的排水管与外面的4相连的，7就是原先室内机排水管；当水泵把4中的水吸入3中，过滤并杀菌消毒，再输送到1中，经空调风均匀的扩散到空气中。
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