一、空調(diào)過濾器概述
隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，特別是近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)以及控制技術(shù)、綜合布線技術(shù)等的迅速發(fā)展，使得人們對信息社會(huì)和安全舒適的生活方式的需求在不斷的增加。而目前正在興起的樓宇自動(dòng)化熱，正是適應(yīng)了這種社會(huì)信息化、生活舒適化與經(jīng)濟(jì)國際化的需要。樓宇自動(dòng)化向人 們提供全面的，高質(zhì)量的、安全、舒適、快捷的綜合服務(wù)功能，它是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶，是建筑藝術(shù)和信息技術(shù)的完美結(jié)合。空氣調(diào)節(jié)技術(shù)是樓宇自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分。
樓宇自動(dòng)化是一個(gè)熱門話題。如何在現(xiàn)有技術(shù)、產(chǎn)品的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)能滿 足具體要求的自動(dòng)化系統(tǒng)成為樓宇自動(dòng)化行業(yè)技術(shù)人員的重要研究內(nèi)容。樓宇自 動(dòng)化作為智能建筑的一個(gè)重要分支，正逐漸體現(xiàn)出它的重要性和現(xiàn)實(shí)需要性。目 前在我過對樓宇自動(dòng)化的需求越來越多，為了對樓宇自動(dòng)化有一個(gè)清楚的了解， 我們有必要對樓宇自動(dòng)化進(jìn)行充分的理解和研究。
空氣調(diào)節(jié)技術(shù)已成為我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要學(xué)科，近年來，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域和人民生活的各個(gè)方面得到了廣泛應(yīng)用?？照{(diào)即空氣調(diào)節(jié)，主要是通過一定的空調(diào)設(shè)備和調(diào)節(jié)手段對空氣進(jìn)行處理?？諝庹{(diào)節(jié)的任務(wù)就 是在任何自然環(huán)境下，將室內(nèi)空氣維持在一定的溫度、濕度、氣流速度以及一定的潔凈度。
二、空調(diào)過濾器系統(tǒng)的一般組成
為了達(dá)到空調(diào)的目的，發(fā)揮空調(diào)的作用，就必須有對空氣進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)的 措施和方法，一般的空氣調(diào)節(jié)的基本措施，要求其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成應(yīng)包括以下幾部分 。
2.1 新風(fēng)部分：?空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中必須采用一部分室外的新鮮空氣（即新風(fēng)），這部分新風(fēng)必須滿足室內(nèi)工作人員所需要的最小新鮮空氣量，因此空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)取入 量決定于空調(diào)系統(tǒng)的服務(wù)用途和衛(wèi)生要求。新風(fēng)的導(dǎo)入口一般設(shè)在周圍不受污染影響的地方。這些新風(fēng)的導(dǎo)入口和空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)管道以及新風(fēng)的濾塵裝置（新風(fēng)空氣過濾器）、新風(fēng)預(yù)熱器（又稱為空調(diào)系統(tǒng)的一次加熱器）共同組成了空調(diào) 系統(tǒng)的新風(fēng)系統(tǒng)。（具體可參考：http://www.chaopingtech.com/）
2.2 空氣的凈化部分：空調(diào)過濾器系統(tǒng)根據(jù)其用途不同，對空氣的凈化處理方式也不同。因此，在空調(diào)凈化系統(tǒng)中有設(shè)置一級(jí)初效空氣過濾器的簡單凈化系統(tǒng)，也有設(shè)置一級(jí)初效空氣過 濾器和一級(jí)中效空氣過濾器的一般凈化系統(tǒng)，還有設(shè)置一級(jí)初效空氣過濾器，一級(jí)中效空、氣過濾器和一級(jí)高效空氣過濾器的三級(jí)過濾裝置的高凈化系統(tǒng)。
2.3 空氣過濾器的熱、濕處理部分：對空氣進(jìn)行加熱、加濕和降溫、去濕，將有關(guān)的處理過程組合在一起，稱為 空調(diào)系統(tǒng)的熱濕處理部分。在對空氣進(jìn)行熱、濕處理過程中，采用表面式空氣換 熱器（在表面式換熱器內(nèi)通過熱水或水蒸氣的稱為表面式空氣加熱器，簡稱為空氣的汽水加熱器）。設(shè)置在系統(tǒng)的新風(fēng)入口，一次回風(fēng)之前的空氣加熱器稱為空 氣的一次加熱器：設(shè)置在降溫去濕之后的空氣加熱器，稱為空氣的二次加熱器：設(shè)置在空調(diào)房間送風(fēng)口之前的空氣加熱器；稱為空氣的三次加熱器。三次空氣加熱器主要起調(diào)節(jié)空調(diào)房間內(nèi)溫度的作用，，常用的熱媒為熱水或電加熱。在表面式換熱器內(nèi)通過低溫冷水或制冷劑的稱為水冷式表面冷卻器或直接蒸發(fā)式表面冷卻器，也有采用噴淋冷水或熱水的噴水室，還有采用直接噴水蒸汽的處理方法， 來實(shí)現(xiàn)空氣的熱濕處理過程。
2.4 空氣的的輸送和分配、控制部分空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)和送、回風(fēng)管道稱為空氣的輸送部分。風(fēng)管中的調(diào)節(jié)風(fēng)閥、蝶閥、防火閥、啟動(dòng)閥及風(fēng)口等稱為空氣的分配、控制部分。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)中空 氣阻力的不同，設(shè)置風(fēng)機(jī)的數(shù)量也不同，如果空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置一臺(tái)風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)既起送風(fēng)作用，又起回風(fēng)作用的稱為單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：如果空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置兩臺(tái)風(fēng)機(jī)， 一臺(tái)為送風(fēng)機(jī)，另一臺(tái)為回風(fēng)機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)稱為雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。
2.5 空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱源空調(diào)過濾器系統(tǒng)中所使用的冷源一般分為天然冷源和人工冷源。天然冷源一般指地下深井水，人工冷源一般是指利用人工制冷方式來獲得的，它包括蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷以及蒸汽噴射式制冷等多種形式。
三、中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成。制冷系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) 提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負(fù)荷；制熱系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供用以 抵消室內(nèi)環(huán)境熱負(fù)荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要的部分，其采用 種類、運(yùn)行方式、結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)性、高效性、合理性。
中央空調(diào)過濾器系統(tǒng)
中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所 1 示:
圖 1 中央空調(diào)系統(tǒng)圖
空調(diào)用制冷技術(shù)屬于普通制冷范圍，主要是采用液體氣化制冷法。（主要是利用液體氣化過程要吸收比潛熱，而且液體壓力不同，其沸點(diǎn)也不同，壓力越低，沸點(diǎn)越低。）根據(jù)熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移的不同方式，可分為：蒸氣壓 縮式制冷、吸收式制冷。
A.蒸氣壓縮式制冷
制冷原理：氣態(tài)制冷工質(zhì)（如氟利昂）經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓氣體后進(jìn)入冷凝器，與水（空氣）進(jìn)行等壓熱交換，變成低溫高壓液態(tài)。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)干燥 過濾器去除水份、雜質(zhì)，進(jìn)入膨脹閥節(jié)流減壓，成為低溫低壓液態(tài)工質(zhì)，在蒸發(fā)器內(nèi)氣化。液體氣化過程要吸收氣化潛熱，而且液體壓力不同，其飽和溫度（沸 點(diǎn)）也不同，壓力越低，飽和溫度越低。因此，只要?jiǎng)?chuàng)造一定的低壓條件，就可以利用液體的氣化獲取所要求的低溫。依此原理，氣化過程吸取冷凍水的熱量，使冷凍水溫度降低（一般降為 7℃）。制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸取熱量，溫度升高變成過熱蒸氣，進(jìn)入壓縮機(jī)重復(fù)循環(huán)過程。蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)主要分為水冷式和風(fēng)冷式，如圖 2 和圖 3 所示。
圖 2 水冷式制冷系統(tǒng)原理圖
圖 3 風(fēng)冷式制冷系統(tǒng)原理圖
壓縮機(jī) ：制冷壓縮機(jī)是蒸氣壓縮式制冷裝置的一個(gè)重要設(shè)備。制冷壓縮機(jī)的形式很多，根據(jù)工作原理的不同，可分為兩大類：容積式制冷壓縮機(jī)和離心式制冷壓縮機(jī)。目前常用的壓縮機(jī)主要有活塞式壓縮機(jī)、渦旋式、螺桿式以及離心式壓縮機(jī)。容積式制冷壓縮機(jī)是靠改變工作腔的容積，將周期性吸入的定量氣體壓縮。 常用的容積式制冷壓縮機(jī)有往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)。
離心式制冷壓縮機(jī)：是靠離心力的作用，連續(xù)地將所吸入的氣體壓縮。這種壓 縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)高，制冷能力大。目前，國外空調(diào)用氟利昂離心式制冷壓縮機(jī)的單機(jī)制冷量高達(dá) 30000kw。
B.制冷劑制冷
制冷劑是制冷裝置中進(jìn)行制冷循環(huán)的工作物質(zhì)，其工作原理是制冷劑在蒸發(fā) 器內(nèi)吸收被冷卻物質(zhì)的熱量而蒸發(fā)，在冷凝器中將所吸收的熱量傳給周圍的空氣 或者水，而被冷卻為液體，往復(fù)循環(huán)，借助于狀態(tài)的變化來達(dá)到制冷的作用。常用制冷劑有氨（R717）、氟利昂（R22、R134a、R404A 等）。載冷劑是一種中間物質(zhì)，如常用的空調(diào)冷凍水，其在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻降溫， 然后遠(yuǎn)距離輸送，來冷卻需要被冷卻的物體。目前常用的載冷劑有水，它只能用于高于 0 ℃的條件，當(dāng)要求低于 0 ℃時(shí)。一般采用鹽水，如：氯化鈉或者氯化 鈣水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有機(jī)化合物的水溶液。
吸收式制冷是液體氣化的一種形式，它和蒸氣壓縮式制冷一樣，是利用液態(tài) 制冷劑在低溫低壓下氣化以達(dá)到制冷的目的。所不同的是：蒸氣壓縮式制冷是靠 消耗機(jī)械功（或電能）使熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移，而吸收式制冷則是靠消耗熱能來完成這種非自發(fā)過程的。制冷原理：圖4 表示出吸收式制冷機(jī)主要由四個(gè)交換設(shè)備組成，即發(fā)生器、 冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器，它們組成兩個(gè)循環(huán)環(huán)路：制冷劑循環(huán)與吸收劑循環(huán)。左半部是制冷劑循環(huán)，屬逆循環(huán)，由冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器組成。高壓氣態(tài) 制冷劑在冷凝器中向冷凝器中向冷卻介質(zhì)放熱被凝結(jié)為液態(tài)后，經(jīng)節(jié)流裝置減壓 降溫進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器內(nèi)，該液體被氣化為低壓氣態(tài)，同時(shí)吸取被冷卻介質(zhì) 的熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這些過程與蒸氣壓縮式制冷完全相同。右半部為吸收劑循環(huán)（圖中的點(diǎn)畫線部分），屬正循環(huán)，主要由吸收器、發(fā)生器和溶液泵組成，相當(dāng)于蒸氣壓縮式制冷的壓縮機(jī)。在吸收器中，用液態(tài)吸收劑不斷吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生 的低壓氣態(tài)制冷劑，以達(dá)到維持蒸發(fā)器內(nèi)低壓的目的；吸收劑吸收制冷劑蒸氣而 形成的制冷劑-吸收劑溶液，經(jīng)溶液泵升壓后進(jìn)入發(fā)生器；在發(fā)生器中該溶液被 加熱、沸騰，其中沸點(diǎn)低的制冷劑氣化形成高壓氣態(tài)制冷劑，進(jìn)入冷凝器液化， 而剩下的吸收劑溶液則返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑。
圖 4吸收式制冷機(jī)
吸收式制冷機(jī)中的吸收劑通常并不是單一物質(zhì)，而是以二元溶液的形式參與循環(huán)的，吸收劑溶液與制冷劑—吸收劑溶液的區(qū)別只在于前者所含沸點(diǎn)較低的制 冷劑量比后者少，或者說前者所含制冷劑的濃度比后者低。二元溶液通常有溴化鋰水溶液、氨水溶液等。
四、中央空調(diào)過濾器系統(tǒng)已成為現(xiàn)代建筑的重要部分，是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象，也是建筑智能化系統(tǒng)主要的管理內(nèi)榮之一。現(xiàn)代建筑中的空調(diào)及其自動(dòng)控制 系統(tǒng)的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，智能建筑的重要功能之一就是為人們 提供一個(gè)舒適的生活與工作環(huán)境，而這一功能主要是通過空調(diào)及其控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的;其次，空調(diào)系統(tǒng)又是整個(gè)建筑最主要的耗能系統(tǒng)之一，有統(tǒng)計(jì)資料表明， 空調(diào)系統(tǒng)的耗能已占到建筑總耗能的 40%左右，通過樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，對降低費(fèi)用、提高效益是非常重要的；另外，由于在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn) 行過程中，控制系統(tǒng)必須進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，所以空調(diào)控制系統(tǒng)的配置與功能相對而言是整個(gè)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)要求比較高的一部分。