空气调节系统

工作流程

一般比较合理的流程是：先使外界空气与控制温度的水充分接触，达到相应的饱和湿度，然后将这饱和空气加热使其达到所需要的温度。当某些原始空气的温度和湿度过低时，可预先进行加热或直接通入蒸汽，以保证与水接触时能变为饱和空气。

调节设备

调节设备一般包括进风和滤尘装置、通风机、管道、消毒设备、出风装置以及处理空气温度和湿度的设备(如喷雾室、洗涤室等)。对要求恒温恒湿的系统，常装有自动控制和调节的设备。空气调节应用于化学纤维、药物、橡胶、发酵、食品、纺织和精密仪器等方面，也用于居所、会场、博物馆、医院、剧院以及设备完善的交通运输工具内部等处。

发展历史

在超过一千年前，波斯已发明一种古式的空气调节系统，利用装置于屋顶的风杆，以外面的自然风穿过凉水并吹入室内，令室内的人感到凉快。

19世纪，英国科学家及发明家麦可·法拉第(Michael Faraday)，发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻，此现象出现在液化氨气蒸发时，当时其意念仍流于理论化。

1842年，佛罗里达州医生约翰·哥里(John Gorrie)以压所落成的新大楼设有中央空调。一名新泽西州Hoboken的工程师Alfred Wolff协助设计此崭新的空气调节系统，并把技术由纺织厂迁移至商业大厦，他被认为是令工作环境变得凉快的先驱之一。

1902年后期，首个现代化，电力推动的空气调节系统由韦利士·夏维兰·加利亚(1876年-1950年)发明。其设计与Wolff的设计分别在于并非只控制气温，亦控制空气的湿度以提高纽约布克林一间印刷厂的制作过程质素。此技术提供了低热度及湿度的环境，令纸张面积及油墨的排列更准确。其后，加利亚的技术开始用于在工作间以提升生产效率，开利工程公司亦在1915年成立以应付激增的需求。在逐渐发展下，空气调节开始用于提升在家居及汽车的舒适度。住宅空调系统的销量到1950年代才真正起飞。建于1906年，位于北爱尔兰贝尔法斯特的皇家维多利亚医院，在建筑工程学上具有特别意义，被称为世界首座设有空气调节的大厦。

1906年，美国北卡罗莱纳州夏洛特的Stuart W. Cramer正找寻方法增加其南方纺织厂的空气湿度。Cramer把技术命名为空气调节，并在同年将其用于专利申请中，作为水调节(water conditioning)的代替品。水调节当时是一个著名的程序，令纺织品的生产较容易。他把水汽与通风系统结合以“调节”及转变工厂里的空气，控制纺织厂中极重要的空气湿度。韦利士·加利亚使用此名称，并把它放进其1907年创办的公司名称：“美国加利亚空气调节公司” (今开利公司)。

最初的空调、电冰箱使用氨、氯甲烷之类的有毒气体。这类气体泄露后会酿成重大事故。Thomas Midgley, Jr.在1928年发明了氯氟碳气体（chlorofluorocarbon gas），并将其命名为氟利昂。这种制冷剂对人类安全得多，但是对大气臭氧层有害。氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC类冷冻剂的商标，其中每一类冷冻剂名称还包括一个数字，以表示其成分的分子组成(例如R-11, R-12, R-22, R-134)。其中，在直接蒸发式适度冷却产品领域应用最广的R-22 HCFC制冷剂将于2010年起停止用于新生产的设备中，并于2020年彻底停止使用。R-11和R-12在美国已经停产。作为替代品，一些对臭氧层无害的制冷剂已投入使用，包括商品名为“Puron”的制冷剂R-410A。

空气调节的应用

空调工程师们通常把空气调节的应用大致分为“舒适性应用”和“工艺过程性应用”。

主要分类

有舒适性空调和工艺性空调两大类，前者以室内人员为对象，创造舒适环境为目的；后者以生产工艺、机器设备或存放物品为对象，保持最适宜的室内条件为目的。

常用的空调系统，按其空气处理设备设置情况不同，可分为集中式、分散式和半集中式三种类型。

(1)集中式空调系统，特点是所有的空气处理设备，包括风机、水泵等都集中在一个空调机房内，处理后的空气经风道输送到各空调房间。集中式空调系统按其处理空气的来源，又有封闭式、直流式和混合式三种系统。

①封闭式集中空调系统也称为全循环式集中空调系统。它所处理的空气全部来自空调房间，全部空气为再循环，没有室外新鲜空气补充到系统中来。这种系统卫生条件差，但耗能量低。通常应用于人员不长期停留的库房等。

②直流式集中空调系统，也称为全新风式集中空调系统，它所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，使用后全部排出到室外。其处理空气的耗能量大。这种空调系统应用于室内空气不宜循环的建筑物中，如放射性及散发大量有害物的实验室、车间等。

③混合式集中空调系统，是前两种系统的混合，既使用一部分室内再循环空气，又使用一部分室外新鲜空气。这种系统既能满足卫生要求，又经济合理，应用广泛。

(2)半集中式空调系统

这种系统除设有集中空调机房外还在空调机房间内设有二次空气处理设备。半集中式空调系统最常用的类型是风机盘管机组，由多排称作盘管的翼片管热交换器和风机组成的。与集中空调系统不同，它采用就地处理回风的方式，由风机驱动室内空气流过盘管进行冷却除湿或加热，再送回室内。

(3)全分散式空调系统，也称为局部空调。局部空调机组又称为空调器。它是把空气处理设备、冷热源(制冷机组和电加热)等整体地组合在一个箱体里，其特点是结构紧凑、体积小、安装简便、节省大量风道、使用灵活。结构上分为整体式与分体式两种。整体式已不常用。

空调工程中使用的制冷机有压缩式、吸收式和蒸汽喷射式三种，其中以压缩式制冷机的应用最为广泛。

压缩式制冷机是由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等四个主要部件所组成，并用管道连接，构成一个封闭的循环系统。制冷剂在制冷系统中历经蒸发、压缩、冷凝和节流等四个热力过程。如此不断循环，实现室内空气降温的目的。

使用功率

空调设备的功率在美国通常用一个专业名词“冷吨”来表达. 一“冷吨”的定义为：冷却一“短吨” （ short ton，等于 2000 磅或者907千克)的冰用24小时的时间来溶解所需要的制冷功率。它等于12,000 英热单位/小时 或 3510 瓦。民宅(独立别墅式建筑)的中央空调系统通常容量为1到5冷吨。

在汽车里空调需要消耗交直流系统转换中大约5马力(4千瓦)的功率。

隔热

隔热可减低空气调节系统所需要的能量。较厚的墙、反射性的屋顶物料、窗帘及建筑物隔邻的树木，皆可减低系统的能源需求，耗用较少电费。

设备设计

图书馆空调设备

图书馆空调设备因为必须顾虑到保存藏书的品质，所以必须兼顾空气中的湿度与温度。一般而言，高温高湿时会加速纤维氧化分解，也会增加霉菌等微生物的活性而危害纸张，因此温度20℃、湿度50﹪为书籍理想保存条件。

各国系统

家居空气调节系统在东亚地区的国家最为常见与普及，包括日本、韩国、中国内地大城市、香港及台湾等。由于夏季气候炎热，而生活水平亦较高，空气调节成为一种生活必需品。日本及邻近地区制造的空调系统多数为窗口式（窗型）或分体式（分离式），以分体式较为先进及昂贵。随着生活水平的提升，空调在热带气候的东南亚地区如马来西亚、新加坡与菲律宾等地亦逐渐普及。

在美国，家居空调系统在东岸及南部较为常见，部分地区的普及程度与东亚地区不遑多让。中央空调系统在美国较常见，并成为佛罗里达州新建住宅的非正式标准。

在欧洲，家居空调系统则较为罕见，部分原因是欧洲较为温和的气候及社会原因，如西班牙人传统上会进行午睡(siesta)，及到法国渡过漫长的暑假；但世界气候暖化的现象可能令空调系统更为普及。住宅、老人院及医疗设施皆欠缺空调设备，可能是欧洲在2003年热浪侵袭中造成35,000人死亡的原因之一。

健康影响

虽然空气调节的其中一个用途是净化空气，例如加入空气过滤器以防止致敏源进入一个封闭的环境，以避免过敏反应，但空气调节也被认为会引起哮喘(vasomotor asthma或vasomotor rhinitis)，是在转换气压或气温的情况下通常会引起的反应。

另外，由于空气调节带来的人造环境，部分人，尤其是一些喜欢适应环境的人，并不喜欢空气调节，而把它与都市化及城市的过份产生热量扯上关系。

知名品牌

* AEG

* Aircon

* American Standard Companies

* Ariagel

* Bryant

* 开利

* Coleman Company

* Crafft

* 大金

* 荏原

* 通用电器

* Goettl

* Goodman

* Lennox

* Rheem

* Ruud

* Thermo King

* Trane

* Videocon International

* Voltas

* Waterloo Air Products Ltd.

* YORK

* LG

* 富士通

* 三菱电机

* 三菱重工

* 日立

* 松下

* 东芝

* 三洋

* 格力

* 海信

* 海尔