【摘 要】本设计产品高效水冷风扇，是一种在现有的工业用风扇的基础上，通过与雾化器、潜水泵、水阀等，创新性的组合在一起，在一些高温地区，可以高效迅速降低空气温度。高效水冷风扇可以使水在旋转碟和雾粒喷散装置作用下，利用离心力产生超微小的雾滴，极大地提高了蒸发表面积；雾滴通过强力风扇吹出的气流，极大地提高了液体表面风速，加快气体分子的扩散，因此水的蒸发量大大提高，水在蒸发过程中吸收热量，降低温度，同时可以提高空气相对湿度，减少粉尘，净化空气。
【关键词】雾化器；高效降温；环境消毒；绿色低能耗
传统空调能耗大、运行费用高，这就在一定程度上限制了购量。然而高效水冷风扇，体现了节能、人性、美观、环保等特性，为电子、纺织、制鞋、塑胶、机械车间、卷烟厂、现代家君、办公室、超市、医院、娱乐场、候车室等环境的通风降温提供了完美的解决方案。
高效水冷风扇成本低廉，降温效果突出，风力强劲，可以在工业（比如皮革厂、纺织厂）、农业（比如农业大棚、植物园）、畜牧业（如动物园、养鸡场）、餐饮业（如露天餐厅）等各行各业应用，主要起到迅速降温、消毒作用。由于其成本低廉、性能卓越，所以其发展前景应该很好，可以大力推广使用。
主要创新点如下：
（1）将水泵、雾化盘与风扇本体电路分离，可以实现分控，更加人性化；
（2）利用旋转碟和雾粒喷散装置，可以将水分解成细腻的雾气；
（3）用电系统耗电都很低，降温效果和质量很好的空调相当，大大降低了能耗；
（4）水的温度可以通过加冰等各种措施随意调节，还可以加入消毒液，对植物园、动物园、农业大棚等进行消毒处理。
1 总体结构设计
本设计主要由雾化器、潜水泵、水阀、上水管、回流管、工业风扇、电容、接线器、工业风扇控制开关等几大部分组成。
各部分实物图如图1：
图1 水冷风扇各组件
2 各组成部分的选用及介绍
2.1 雾化器的选用及介绍
2.1.1 工作原理
主要由超声波发生器、水位控制器、电源电路等几部分组成。超声波发生器主要由三极管VT1构成，VT1及其外围元件组成电容三点式LC振荡器，B是超声波换能器，其固有频率fc=1.65MHz，电容C1、C2决定振荡幅度，其固有频率略低于fc，L1、 C2为正反馈元件，其固有频率略高于fc，VD5为VT1的保护二极管。
电路如图2所示。
由于雾化时B浸在水中，水位控制器由VT2、VT3等元器件构成，作用是：
（1）为振荡电路提供基极偏置电流[1]；
（2）当水位低于设定值时，使振荡器停振，起保护作用。VT2、VT3接成复合管，通过L3、R3向VT1提供基极偏置电流，L3为高频扼流线圈，阻止超声波信号进入水位控制电路。调整R1的阻值，可改变VT1的基极电流，从而控制整机的工作电流。a、b为水位控制线，平时浸没在水中。雾化器正常工作时，若水位下降到一定限度，a、b脱离水面，VT2、VT3便截止，水位控制器停止向VT1提供基极电流，整机停止工作[2]。
图2 雾化器电路图
2.2 潜水泵的选用及介绍
2.2.1 参数选择（DC50系列 尺寸100mm×84mm×64mm）
电压范围：DC5v-24v； 扬程范围：1.55m-13m； 流量范围：1030-3600L/H
2.2.2 特点
①寿命超长，无需保养，体积小效率高，功耗低；
②电机的定子和电路板部分采用环氧树脂灌封并与转子完全隔离，解决了电机式直流水泵长期潜水产生的漏水问题，可以水下安装而且完全防水；
③同一电压可以做出很多种参数，比如24V水泵可以做成扬程2米，也可以做成扬程7米。水泵可以宽电压运行，比如24V的水泵可以在电压24V以下运行。
④三相直流水泵具有叶轮转子卡死保护，反接保护，过载保护，过流保护，无冲击，启动功耗小。
2.2.3 微型水泵示意图
根据需求，由于水冷风扇对水量要求不是十分大，我们选择DC50系列潜水泵，示意图如图3：
图3 微型潜水泵示意图
2.3 上水管、回流管设计
2.3.1 材料选取
上水管、回流管用普通水管，在五金店购买。上水管内径4mm，回流管选用直径较大，为6mm。
2.3.2 水管组装
①上水管有两根，最下面的一根下端与潜水泵快接口相连，上端连接水阀，上面的那根上水管下端连接水阀，上端连接雾化器快接口；
②回流管上端与雾化器盘口相连，防止水雾滴堆积，影响电机正常运作，下端我们在设计时候，将其连接至水槽，对水进行循环利用，体现本作品绿色节约的主题。
2.4 工业风扇的选取
工业风扇具体参数：
风扇规格：650mm（26英寸）；电压：220V；频率：50 HZ 或者 60 Hz；
总功率： ≦260W （60赫兹）；摇头角度：90度；仰俯角度：±8度；
噪音：56-66 dB。
3 高效水冷风扇特点
3.1 高效水冷风扇与中央空调机，冷风机相比的优点：
①喷雾降温风扇是利用水蒸发制冷，送风距离远、风量大，能使封闭式的场所温度分布均匀，兼具过滤功能；
②喷雾降温风扇使用寿命比传统中央空调长一倍，总体故障率低，设备保养简单方便；
③喷雾降温风扇比传统冷风机可更有效的增加环境湿度，降低环境温度；
④水的温度可以通过加冰等各种措施随意调节，还可以加入消毒液，对植物园、动物园、农业大棚等进行消毒处理。
4 总结
高效水冷风扇是利用超声波雾化原理，使水在旋转碟和雾粒喷散装置的作用下，利用离心力使得超微小的雾滴达到 10微米，因此极大地提高了蒸发表面积；雾滴通过气流由风扇吹，也就是说极大地提高了液体表面风速，加快气体分子的扩散。因此水的蒸发量大大提高，在水的汽化过程中吸收热量，降低温度、提高空气相对湿度。
该种风扇主要特点是绿色节能、降温消毒效果好，在实际生活中可以大力推广使用。
【参考文献】
[1]黄迪明.软件技术基础[M].成都：高等教育出版社，电子科技大学出版社，2006，12.
[2]丁兰.用低功率微波热雾化器与十字交叉气动雾化器作为ICP-AES进样装置的比较[J].高等学校化学学报，2010，10.
[责任编辑：曹明明]
