CN113154538A - 一种基于壁挂式空调冷凝水的综合利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于壁挂式空调冷凝水的综合利用装置，包括回水中转模块、储水供水模块、滤网清洁模块、雾化加湿模块。本装置收集的冷凝水经过净化装置后储存于储水室，采用蠕动泵将储水室里面的冷凝水泵送到滤网清洗装置；多余的冷凝水用于超声雾化，选择性的对室内和室外进行加湿，维持室内湿度或对室外蒸发器进行冷却。该装置集成度高，能实时检测滤网的脏度程度，并利用部分收集的冷凝水清洗滤网，保持滤网的清洁度，从而降低空调使用过程中的电耗，节省能源；收集到的冷凝水的大部分雾化后又重新返还室内环境，使室内环境的湿度达到动态平衡，大量减少了冷凝水的对外排放。

Description

一种基于壁挂式空调冷凝水的综合利用装置

技术领域

本发明涉及空调冷凝水利用技术领域，具体涉及一种基于壁挂式空调冷凝水的综合利用装置技术领域。

背景技术

据国家统计局数据显示：截至2020年，我国每百户空调保有量为117.7台，其中城镇居民空调保有量已超过142台/百户，空调数量庞大。据实验数据，空调正常制冷情况下，每小时约可产生2.6kg冷凝水，冷凝水具有低硬度、低浊度、低电导率等特征，有极大利用价值，但目前空调冷凝水常被直接排放到室外，既造成浪费，也对路过的行人造成了困扰。滤网使用一定时间后会堆积灰尘，影响室内空气质量，对呼吸道产生不利的影响；当积灰过多滤网堵塞，还会使空气流动性变差、风量变小，室内循环效果变差，制冷制热蒸发器出现过载，导致耗电量的增加。同时，长时间使用空调,会导致房间内湿度降低，若室内湿度低于25%就会对人体黏膜产生不利影响，导致头晕、头痛、食欲不振、上呼吸道感染、关节酸痛等症状，俗称“空调病”。

在2007年，日本日立公司的远藤智史等人申请了对于滤网清洁装置的专利（申请号CN200910130700.1），其清洁机构只有单面毛刷，只能清洁单面滤网的灰尘，容易造成清扫不到位，造成二次污染蒸发器的问题，收集的灰尘不易排出，不能适配当前市面上已有的空调。在2018年，江苏双鹿空调器有限公司的黄俊等人发明了室外储水箱（申请号CN201820765109.8），利用管道将冷凝水收集并运送到室外储存起来，实现冷凝水的储存和再利用，由于空调内部的空间有限，其运送方式都是基于改变空调的原有形状。关于空调冷凝水的利用主要是雾化加湿和冷却室外蒸发器来节省电能。雾化主要是采用超声波雾化，在2020年，杨俊杰等人发明了基于超声波雾化的一种循环式多功能空调加湿器（申请号CN202010312209.7），装置将收集到的冷凝水进行雾化后向室内加湿，同时也指出了雾化气体重新冷凝的解决办法。目前有关于结合收集并利用空调冷凝水和清洁滤网两大功能于一体的装置还不够完善，庞大的体积也很难适应集成度极高的空调内部的复杂环境。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中针对收集并利用空调冷凝水和清洁滤网的空调机或配件有着体积庞大、效果不佳、功能单一的问题，提供了一种能够收集储存冷凝水并通过检测室内环境湿度和滤网积灰程度对室内、室外加湿和进行滤网自清洁的装置。

本发明采用的技术方案是：包括回水中转模块、储水供水模块、滤网清洁模块、雾化加湿模块、检测控制模块；

所述回水中转模块包括回水中转盒；回水中转盒利用螺栓螺母通过盒体侧边的螺纹通孔，直接与空调外壳内侧相连固定，回水中转盒的正面通孔与空调冷凝水接水盘相连，左侧通孔与室内雾化管相连通，右侧通孔通过管道与雾化室相接，底部通孔与进水蠕动泵进水管相接。

所述储水供水模块包括水箱盖、储水箱、净化装置、进水蠕动泵、出水蠕动泵；水箱盖通过边缘的凸起，直接盖在储水箱上面；储水箱位于雾化室上方，四周密封；储水箱一侧内壁有水箱滑槽，通过将净化装置凸缘滑入水箱滑槽内，来实现净化装置的固定；进水蠕动泵、出水蠕动泵通过螺栓螺母以及密封垫圈分别固定在储水箱外壁上。

所述滤网清洁模块包括滤网框架、滤网、毛刷机构、紫外杀菌机构、减速电机、两位三通阀、集尘机构、丝杆传动机构、排水槽；通过将滤网框架两侧滑入空调外壳的滑槽，从而实现滤网框架的固定；通过调节阻尼铰链来改变滤网框架的开合角度，使滤网框架更容易滑入空调外壳的滑槽；滤网以粘连的方式固定在滤网框架上；毛刷机构的上、下两块毛刷外壳均通过丝杆毛刷连接结构和丝杆连接，丝杆毛刷连接结构由内部与丝杆配套的螺母和外部的可以互相滑动的通孔件组成，毛刷外壳与丝杆毛刷连接结构通过卡扣相连接，毛刷尾部通孔与两位三通阀出水孔II相接；紫外杀菌机构粘连在滤网框架内侧边；减速电机通过螺栓螺母与电机壳固定，电机壳通过卡扣与滤网框架相固定；两位三通阀通过粘连与滤网框架内侧边相固定，两位三通阀进水口与出水蠕动泵出口相接；集尘机构通过粘连固定在滤网框架上，集尘机构内部的卷筒开口与两位三通阀出水孔I相接；丝杆传动机构包括丝杆毛刷连接结构、丝杆及其两端的丝杆固定套和锥齿轮；丝杆固定套以及锥齿轮均通过轴承固定在滤网框架的轴承槽内；排水槽通过卡扣直接安装在滤网框架上。

所述雾化加湿模块包括加湿平台、电磁阀、室外雾化管、室内雾化管、雾化室；加湿平台利用螺栓螺母通过边缘的螺纹通孔固定在雾化室的底层隔板上，螺栓螺母采用密封垫圈密封；电磁阀利用螺栓螺母通过器件边缘的螺纹通孔固定在雾化室底层隔板上，螺栓螺母采用密封垫圈密封；室外雾化管与冷凝介质运输管道缠绕在一起导向室外，用扎带固定于室外机进风处；室内雾化管通过限位槽安装在空调出风口的导叶扇处。

所述检测控制模块包括水位传感器、风压变送器、湿度传感器、控制中心；水位传感器粘贴于回水中转盒的侧壁；风压变送器利用螺栓螺母通过器件边缘的螺纹通孔固定在侧边隔板上，风压变送器的两个检测端口通过管道引至滤网的两侧；湿度传感器粘贴在空调本身的内部面板上；控制中心通过螺钉固定在空调本身的内部面板上。

优选的，滤网清洁模块的滤网框架采用可折叠、易拆装的阻尼铰链设计，可以使滤网框架以不同的角度安装。

优选的，滤网清洁模块的毛刷分为上下两个对称部分，每个部分分为毛刷外壳和刷毛板两大部分。毛刷外壳为中空结构，内部设计有水的流通道路；刷毛植入在刷毛板上，刷毛板背面安装有小弹簧，刷毛板安装在毛刷外壳内，刷毛板带有刷毛的一面朝向毛刷外壳通孔，通过外壳盖子进行固定。

优选的，滤网清洁模块的集尘机构内置带有粘毛的卷筒，当毛刷运动到集尘机构的位置时，毛刷通过推动卷筒上的凸起带动卷筒转动，汇集毛刷上的灰尘，然后盒内与卷筒紧贴的两个剃齿将灰尘剥落，卷筒在弹簧的作用下回弹。

优选的，回水中转模块的回水中转盒上同时拥有四个接口，其分别与空调的接水盘出水口、室内雾化管、雾化室出口、进水蠕动泵进水口相接。

优选的，雾化加湿模块的室内湿度阈值设计为40%~60%。

与现有技术相比，本发明的有益成果是：将废弃的冷凝水收集、净化、存储并用于清洁滤网和室内外加湿；滤网清洁模块定时完成滤网脏堵程度自检、清洁除污、烘干等工作；雾化加湿模块通过监控湿度，控制室内室外雾化进程，保证室内的湿度和降低室外蒸发器的温度；清洁机构集成度高，体积小，框架采用可折叠合页设计，不需要对原有的空调进行改动即可安装；毛刷机构内置带有弹簧的刷毛板和出水口，实现毛刷与滤网双面贴合，并润湿毛刷，提高清洁力度。

附图说明

图1为本发明实施例的回水中转盒的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的储水供水模块和雾化加湿模块的立体结构细节剖视图；

图3为本发明实施例的储水供水模块的俯视示意图;

图4为本发明实施例的滤网框架的安装结构示意图；

图5为本发明实施例的滤网清洁模块的分解立体示意图；

图6为本发明实施例的滤网清洁模块的组件示意图；

图7为本发明实施例的后视示意图；

图8为本发明实施例的滤网清洁模块的组件示意图；

图9为本发明实施例的滤网清洁模块的组件示意图。

图中标号： 10—回水中转盒、101—侧边螺纹通孔、102—正面通孔、103—左侧通孔、104—右侧通孔、105—底部通孔；21—水箱盖、22—储水箱、221—水箱滑槽、23—净化装置、231—净化装置背面凸缘、24—进水蠕动泵、25出水蠕动泵；31—滤网框架、310—阻尼铰链、311—电机壳、32—滤网、33—毛刷机构、331—毛刷外壳、332—毛刷尾部通孔、333—刷毛、334—刷毛板、335—外壳盖、 34—紫外杀菌机构、35—减速电机、36—两位三通阀、361—两位三通阀进水口、362—两位三通阀出水孔I、363—两位三通阀出水孔II、37—集尘机构、371—卷筒、372—弹簧、373—剃齿、 38—丝杆传动机构、381—丝杆毛刷连接结构、382—丝杆、383—丝杆固定套、384—锥齿轮、39—排水槽；41—加湿平台、42—电磁阀、43—室外雾化管、44—室内雾化管、45—雾化室；51—水位传感器、52—风压变送器、53—湿度传感器、54—控制中心。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出的一种基于空调冷凝水的综合利用装置的实施例结构如图2和图4所示，包括安装在空调旁边同等高度墙面上的容纳储水供水模块、雾化加模块、检测控制模块的外附壳体，以及安装在空调内机内部的滤网清洁模块和回水中转模块。

所述回水中转盒（10）通过盒体侧边的螺纹通孔（101），利用螺栓螺母直接与空调外壳内侧相连固定，回水中转盒（10）的正面通孔（102）通过硅胶软管与空调冷凝水接水盘相连。空调制冷时，空气中的水蒸气遇到表面温度低的蒸发器，液化形成冷凝水，冷凝水汇聚后滴落到接水盘内，通过管道运输暂存到回水中转盒（10）里面。水位传感器（51）粘贴于回水中转盒（10）的侧壁，进水蠕动泵（24）通过螺栓螺母以及密封垫圈分别固定在储水箱（22）外壁上，回水中转盒（10）的底部通孔（105）与进水蠕动泵（24）的进水管通过硅胶软管相接，控制中心（54）通过螺钉固定在空调本身的内部面板上。当水位传感器（51）检测回水中转盒（10）内的水位达到水位传感器（51）设定高度，水位传感器（51）发出信号并传达给控制中心（54），控制中心（54）发出信号控制进水蠕动泵（24）抽吸回水中转盒（10）里面储存的冷凝水。储水箱(22)位于雾化室（45）上方，四周密封，水箱盖(21)通过边缘凸起直接盖在储水箱（22）上面，储水箱（22）一侧内壁有水箱滑槽（221），通过将净化装置的凸缘（231）滑入水箱滑槽（221）内，来实现净化装置（23）的固定；净化装置(23)的进水口通过硅胶软管与进水蠕动泵（24）的出水口相接。进水蠕动泵（24）抽吸过来的冷凝水流进净化装置（23），净化干净后的冷凝水存储到储水箱（22）内，用来供给后续工作。

如图4所示，将滤网框架（31）两侧滑入空调外壳的滑槽，实现滤网框架（31）的固定，通过调节阻尼铰链（310）来改变滤网框架（31）的开合角度，使滤网框架（31）更容易滑入空调外壳的滑槽，滤网（32）通过粘连固定在滤网框架（31）上，风压变送器（52）通过器件边缘的螺纹通孔利用螺栓螺母固定在侧边隔板上，风压变送器（52）的两检测端口通过硅胶管道引至滤网（32）的两侧，出水蠕动泵（25）通过螺栓螺母以及密封垫圈分别固定在储水箱（22）外壁上。空调使用一定时间后，滤网（32）积灰后，风压变送器（52）检测到滤网（32）的脏堵程度大于设定值，发送信号给控制中心（54），控制出水蠕动泵（25）抽出储水箱（22）里面储存的冷凝水。两位三通阀（36）通过粘连与滤网框架（31）内侧边相固定，两位三通阀进水口（361）与出水蠕动泵（25）相接，集尘机构（37）通过粘连固定在滤网框架（31）上，集尘机构（37）内部的卷筒（371）开口与两位三通阀出水孔I（362）相接，毛刷尾部通孔（332）与两位三通阀出水孔II（363）相接。出水蠕动泵（25）抽出储水箱（22）里面的冷凝水通过两位三通阀出水孔I（362）供给滤网清洁模块的上下集尘机构（37），通过两位三通阀出水孔II（363）供给滤网清洁模块的上下毛刷机构（33）。

如图6所示毛刷机构（33）分为上下两面，整体分为毛刷外壳（331）、毛刷尾部通孔（332）、刷毛（333）、刷毛板（334）和外壳盖（335）。毛刷外壳（331）为中空结构，内部设计有水的流通道路；刷毛（333）植入在刷毛板（334）上，刷毛板（334）背面安装有小弹簧，刷毛板安装在毛刷外壳（331）内，刷毛板（334）带有刷毛的一面朝向毛刷外壳（331）的通孔，通过外壳盖（335）固定。如图5所示丝杆传动结构（38）包括丝杆毛刷连接结构（381）、丝杆（382）及其两端的丝杆固定套（383）和锥齿轮（384）；丝杆固定套（383）以及锥齿轮（384）均通过轴承固定在滤网框架（31）的轴承槽内。减速电机（35）通过螺栓螺母与电机壳（311）固定，电机壳（311）通过卡扣与滤网框架（31）相固定。当出水蠕动泵（25）开始工作的同时，控制中心（54）同时控制减速电机（35）开启，通过锥齿轮（384）传动带动丝杆（382）旋转。毛刷机构（33）的上、下两块毛刷外壳（331）均通过丝杆毛刷连接结构（381）和丝杆（382）连接，丝杆毛刷连接结构（381）内部为与丝杆配套的螺母，外体为两个可以互相滑动的通孔件，毛刷外壳（331）与丝杆毛刷连接结构（381）通过卡扣相连接，丝杆旋转，丝杆毛刷连接结构（381）带动毛刷机构（33）来回往复运动。两位三通阀出水孔II（363）给毛刷尾部通孔（332）供水，水流过毛刷内部的中空水路，充满整个刷毛板（334）和外壳盖（335）间的空间，进而润湿粘在刷毛板（334）上的刷毛（333）。润湿后的刷毛（333）来回往复清洁滤网（32）。

如图8所示，集尘机构（37）内置带有粘毛的卷筒（371）、弹簧（372）和剃齿（373），当毛刷机构（33）清洁滤网（32）后，运动到集尘机构（37）所处的位置时，通过毛刷机构（33）的边缘推动卷筒（371）上的凸起带动卷筒（371）转动，卷筒（371）带有粘毛，从而汇集毛刷机构（33）上清洁滤网时附着的灰尘，然后卷筒（371）旋转，与其紧贴的两个剃齿（373）将卷筒（371）上的灰尘剥落，卷筒（371）在弹簧（372）的作用下回弹，同时两位三通阀出水孔I（362）给滤网清洁模块的上下集尘机构（37）供水，配合剃齿（373）冲落灰尘并冲洗洁净毛刷，污水流至集尘机构（37）下方的排水槽（39），汇集流进管道，排放到下水道。紫外杀菌机构（34）粘连在滤网框架（31）内侧。清洁工作完成后，控制中心（54）控制打开紫外杀菌机构（34）以及空调的制热功能，开始对空调内部进行杀菌和烘干。所述雾化室（45）位于储水箱（22）的正下方，电磁阀（42）利用螺栓螺母通过器件边缘的螺纹通孔固定在雾化室（45）底层隔板上，螺栓螺母采用密封垫圈密封；雾化室（45）和储水箱（22）通过电磁阀（42）连通。当进水蠕动泵（24）工作时，控制中心（54）计时器记录进水蠕动泵（24）的工作时间，当运行时间超设定值时，连通储水箱（22）和雾化室（45）的电磁阀（42）打开。加湿平台（41）利用螺栓螺母通过边缘的螺纹通孔固定在雾化室（45）的底层隔板上，螺栓螺母采用密封垫圈密封，水流入雾化室（45）后，加湿平台（41）开始工作，流入的水变成雾化气体，雾化气体充满整个雾化室（45）。所述室外雾化管（43）与冷凝介质运输管道缠绕在一起导向室外，用扎带固定于室外机进风处，室内雾化管（44）通过限位槽安装在空调出风口的导叶扇处，湿度传感器(53)粘贴在空调本身的内部面板上，回水中转盒（10）的左侧通孔（103）与室内雾化管（44）相连通，右侧通孔（104）通过管道与雾化室（45）相连通。当湿度传感器(53)检测室内湿度值低于设定值时，雾化室（45）内的雾化气体经管道流进回水中转盒右侧通孔（104），再流过室内雾化管（44）给室内加湿；当室内湿度高于设定值时，雾化室（45）内的雾化气体直接流经室外雾化管（43），喷淋在室外冷凝器上，给其降温。

以上具体实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对具体实施方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于壁挂式空调冷凝水的综合利用装置，其特征在于：包括回水中转模块、储水供水模块、滤网清洁模块、雾化加湿模块、检测控制模块；所述回水中转模块包括回水中转盒（10）；回水中转盒（10）利用螺栓螺母通过盒体侧边螺纹通孔（101），直接与空调外壳内侧相连固定，回水中转盒（10）的正面通孔（102）与空调冷凝水接水盘相连，左侧通孔（103）与室内雾化管（44）相连通，右侧通孔（104）通过管道与雾化室（45）相接，底部通孔（105）与进水蠕动泵（24）进水管相接；所述储水供水模块包括水箱盖（21）、储水箱（22）、净化装置（23）、进水蠕动泵（24）、出水蠕动泵（25）；水箱盖(21)通过边缘的凸起，直接盖在储水箱（22）上面；储水箱(22)位于雾化室（45）上方，四周密封；储水箱（22）一侧内壁有水箱滑槽（221），通过将净化装置背面凸缘（231）滑入水箱滑槽（221）内，来实现净化装置（23）的固定；进水蠕动泵（24）、出水蠕动泵（25）通过螺栓螺母以及密封垫圈分别固定在储水箱（22）外壁上；所述滤网清洁模块包括滤网框架（31）、滤网（32）、毛刷机构（33）、紫外杀菌机构（34）、减速电机（35）、两位三通阀（36）、集尘机构（37）、丝杆传动机构（38）、排水槽（39）；通过将滤网框架（31）两侧滑入空调外壳的滑槽，实现滤网框架（31）的固定；通过调节阻尼铰链（310）来改变滤网框架（31）的开合角度，使滤网框架（31）更容易滑入空调外壳的滑槽；滤网（32）以粘连的方式固定在滤网框架（31）上；毛刷机构（33）的上、下两块毛刷外壳（331）均通过丝杆毛刷连接结构（381）和丝杆（382）连接，丝杆毛刷连接结构（381）由内部与丝杆配套的螺母和外部的可以互相滑动的通孔件组成，毛刷外壳（331）与丝杆毛刷连接结构（381）通过卡扣相连接，毛刷尾部通孔（332）与两位三通阀出水孔II（363）相接；紫外杀菌机构（34）粘连在滤网框架（31）内侧边；减速电机（35）通过螺栓螺母与电机壳（311）固定，电机壳（311）通过卡扣与滤网框架（31）相固定；两位三通阀（36）通过粘连与滤网框架（31）内侧边相固定，两位三通阀进水口（361）与出水蠕动泵（25）出口相接；集尘机构（37）通过粘连固定在滤网框架（31）上，集尘机构（37）内部的卷筒（371）开口与两位三通阀出水孔I（362）相接；丝杆传动机构（38）包括丝杆毛刷连接结构（381）、丝杆（382）及其两端的丝杆固定套（383）和锥齿轮（384）；丝杆固定套（383）以及锥齿轮（384）均通过轴承固定在滤网框架（31）的轴承槽内；排水槽（39）通过卡扣直接安装在滤网框架（31）上；所述雾化加湿模块包括加湿平台（41）、电磁阀（42）、室外雾化管（43）、室内雾化管（44）、雾化室（45）；加湿平台（41）利用螺栓螺母通过边缘的螺纹通孔固定在雾化室（45）的底层隔板上，螺栓螺母采用密封垫圈密封；电磁阀（42）利用螺栓螺母通过器件边缘的螺纹通孔固定在雾化室（45）底层隔板上，螺栓螺母采用密封垫圈密封；室外雾化管（43）与冷凝介质运输管道缠绕在一起导向室外，用扎带固定于室外机进风处；室内雾化管（44）通过限位槽安装在空调出风口的导叶扇处；所述检测控制模块包括水位传感器（51）、风压变送器（52）、湿度传感器（53）、控制中心（54）；水位传感器（51）粘贴于回水中转盒（10）的侧壁；风压变送器（52）利用螺栓螺母通过器件边缘的螺纹通孔固定在侧边隔板上，风压变送器（52）的两个检测端口通过管道引至滤网（32）的两侧；湿度传感器(53)粘贴在空调本身的内部面板上；控制中心（54）通过螺钉固定在空调本身的内部面板上。

2.根据权利要求1所述的基于壁挂式空调冷凝水的综合利用装置，其特征在于：所述滤网清洁模块的滤网框架（31）采用可折叠、易拆装的阻尼铰链（310）设计，可以使滤网框架（31）以不同的角度安装；滤网清洁模块的毛刷机构（33）分为上下两个对称部分，每个部分分为毛刷外壳（331）、毛刷尾部通孔（332）、刷毛（333）、刷毛板（334）和外壳盖（335）；毛刷外壳（331）为中空结构，内部设计有水的流通道路；刷毛（333）植入在刷毛板（334）上，刷毛板（334）背面安装有小弹簧，刷毛板安装在毛刷外壳（331）内，刷毛板（334）带有刷毛的一面朝向毛刷外壳（331）的通孔，通过外壳盖（335）进行固定；所述滤网清洁模块的集尘机构（37）内置带有粘毛的卷筒（371），当毛刷机构（33）运动到集尘机构（37）的位置时，毛刷机构（33）通过推动卷筒上的凸起带动卷筒（371）转动，汇集毛刷机构（33）上的灰尘，然后盒内与卷筒（371）紧贴的两个剃齿（373）将灰尘剥落，卷筒（371）在弹簧（372）的作用下回弹；所述回水中转模块的回水中转盒（10）上同时拥有四个接口，其分别与空调的接水盘出水口、室内雾化管（44）、雾化室（45）出口、进水蠕动泵（24）进水口相接。

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