空調箱過濾器監測與效能優化

王永全

（廈門煙草工業有限責任公司，福建 廈門 361000）

1 背景

為了阻攔空調箱回風粉塵、新風粉塵，一般在空調箱中設置有粗效過濾器，視過濾等級需求，設置中效、高效過濾器。過濾器的效率有記重效率、計數效率、比色效率。工程應用較多的是計數效率。隨著過濾粉塵的增多，過濾器的終阻力增大，風機壓頭損失亦大，將嚴重影響空調的運行能耗，是空調節能研究的重點之一。在過濾器上聚集的灰塵和換熱器表面形成的污垢不僅滋生繁衍細菌，污染送風，使通風量減少，而且會影響末端設備的使用壽命和換熱效率，最終降低空氣調節效果。因為過濾器阻力的變化，空調的送風氣流會也會跟著變化，影響空調的溫濕度控制和節能運行。

2 過濾器能效分析

新裝的過濾器，空氣的空隙率較大，過濾阻力小，經過過濾器的空氣流通量大，此時，過濾的效果相對較差。隨著過濾器的持續過濾，空氣中的粉塵將不斷填充過濾中的空隙，過濾器的空隙變小，過濾器阻力將快速變大，過濾效率變高，過濾器阻力隨運行時間變化如圖1 所示。在過濾器阻力增加到初始值的2 倍時，送風量減少約10%。當系統風量減少10%時，送風帶入室內冷、熱量會減少8%，會對空調房間溫度產生明顯影響。如果不及時清洗過濾器，空調系統的運行隨時會出現室內溫度超出空調精度允許范圍的情況。所以，當系統風量減少10%時為更換過濾器最佳時機。

圖1 過濾器阻力隨時間變化示意圖

為滿足生產車間對空氣潔凈度的要求，煙廠空調都裝有過濾單元，通常有粗效、中效、高效過濾器。其中，初效過濾器為尼龍絲帶材質，過濾器的初始阻力大約為50Pa，高效過濾器采用高效過濾濾筒，過濾器的初始阻力大約為270Pa。過濾器在凈化空氣的同時，也對空氣流動產生較大的阻力，隨著過濾器集塵量的增加，阻力也會增大。為了維持同樣的送風風量，必然消耗更多的電能。保持過濾器工作時較小的阻力，經常清洗或更換過濾器，有利于降低空調總體能耗。

通過監測過濾器兩側的壓差參數，可以隨時掌握過濾器的阻力變化，提示相關人員或啟動自動清洗機構對過濾器進行及時清洗，長期地維持過濾器阻力在較低水平。

3 過濾器的測試與分析

3.1 過濾器的測試

過濾器的測試，可以在過濾器的進風側和出風側安裝在線壓差計，觀察空調運行過程中過濾器的壓差情況。可以在空調箱的斷面上安裝風量計，通過風量計對風量的測量，得到空調風量的變化情況。通過電表對送、回風電機的用電情況實時計量。如果有必要，也可利用粉塵計數法，對過濾空氣潔凈度進行計量。

3.2 過濾器能效分析

根據現有數據可得知，3 ～4 月共更換四次高效過濾器。在更換初效過濾器時系統風量已經減少16%～26%，這極大影響了空氣品質。當送風量減少10%時，初效壓差為540Pa左右。雖然影響系統送風量還有表冷器、加熱器等結垢產生阻力的因素，但初效過濾器對其影響占90%以上，這樣我們忽略其他因素的影響。所以，當高效壓差達到540Pa 前更換初效過濾器，保證空調效果的同時，減輕了灰塵對加熱器的污染，降低了運行費用。

4 改進措施

4.1 在線監控、及時清潔

當系統風量減少10%時，如果不及時清洗過濾器，空調系統的運行隨時會出現室內溫度超出空調精度允許范圍的情況。所以，當系統風量減少10%時為更換過濾器最佳時機。根據測試數據可以算出，當初效壓差在540Pa 時，系統送風量會減少近10%，此時，應更換初效過濾器。

4.2 多級過濾

粗效過濾器的過濾壓差下，容塵量大且便宜。通過合理確定過濾器終阻力、提高預過濾器的過濾等級可以達到提高高效過濾器使用壽命，節約空調系統運行費用的目的。在空調箱的中效或高效過濾器之前設置粗效過濾器。空調中的大顆粒粉塵將在粗效過濾段被有效攔截，減小了中、高效過濾器的臟堵，延長了中效、高效過濾器的清潔間隔。

4.3 在線清潔系統

在空調箱內設置過濾器在線自清潔系統。當系統檢測到空調過濾器的過濾壓差超過設定值時，啟動過濾器在線自清潔系統，在不停機的情況下，對空調過濾器進行自清潔。目前，空調過濾器在線自清潔系統主要有壓縮空氣反吹、高壓水沖洗、負壓抽吸除塵等方式。

5 結語

經過測試研究，得出當過濾壓差較初始壓差增大一倍時，需進行過濾器的清潔，否則，將影響空調的溫濕度穩定和增加空調的能耗。可以增設空調粗效過濾段進行多級過濾，減少中效、高效過濾器的清潔間隔。可以在空調箱上增設相關監測儀器，監測空調的風量、風壓、過濾壓差、電機電流等參數，隨時監控空過過濾器的臟堵情況，并采用過濾器在線自清潔系統及時對空調過濾器進行清潔，從而保證空調溫濕度的穩定和節能運行。