空调箱过滤器监测与效能优化

王永全

（厦门烟草工业有限责任公司，福建 厦门 361000）

1 背景

为了阻拦空调箱回风粉尘、新风粉尘，一般在空调箱中设置有粗效过滤器，视过滤等级需求，设置中效、高效过滤器。过滤器的效率有记重效率、计数效率、比色效率。工程应用较多的是计数效率。随着过滤粉尘的增多，过滤器的终阻力增大，风机压头损失亦大，将严重影响空调的运行能耗，是空调节能研究的重点之一。在过滤器上聚集的灰尘和换热器表面形成的污垢不仅滋生繁衍细菌，污染送风，使通风量减少，而且会影响末端设备的使用寿命和换热效率，最终降低空气调节效果。因为过滤器阻力的变化，空调的送风气流会也会跟着变化，影响空调的温湿度控制和节能运行。

2 过滤器能效分析

新装的过滤器，空气的空隙率较大，过滤阻力小，经过过滤器的空气流通量大，此时，过滤的效果相对较差。随着过滤器的持续过滤，空气中的粉尘将不断填充过滤中的空隙，过滤器的空隙变小，过滤器阻力将快速变大，过滤效率变高，过滤器阻力随运行时间变化如图1 所示。在过滤器阻力增加到初始值的2 倍时，送风量减少约10%。当系统风量减少10%时，送风带入室内冷、热量会减少8%，会对空调房间温度产生明显影响。如果不及时清洗过滤器，空调系统的运行随时会出现室内温度超出空调精度允许范围的情况。所以，当系统风量减少10%时为更换过滤器最佳时机。

图1 过滤器阻力随时间变化示意图

为满足生产车间对空气洁净度的要求，烟厂空调都装有过滤单元，通常有粗效、中效、高效过滤器。其中，初效过滤器为尼龙丝带材质，过滤器的初始阻力大约为50Pa，高效过滤器采用高效过滤滤筒，过滤器的初始阻力大约为270Pa。过滤器在净化空气的同时，也对空气流动产生较大的阻力，随着过滤器集尘量的增加，阻力也会增大。为了维持同样的送风风量，必然消耗更多的电能。保持过滤器工作时较小的阻力，经常清洗或更换过滤器，有利于降低空调总体能耗。

通过监测过滤器两侧的压差参数，可以随时掌握过滤器的阻力变化，提示相关人员或启动自动清洗机构对过滤器进行及时清洗，长期地维持过滤器阻力在较低水平。

3 过滤器的测试与分析

3.1 过滤器的测试

过滤器的测试，可以在过滤器的进风侧和出风侧安装在线压差计，观察空调运行过程中过滤器的压差情况。可以在空调箱的断面上安装风量计，通过风量计对风量的测量，得到空调风量的变化情况。通过电表对送、回风电机的用电情况实时计量。如果有必要，也可利用粉尘计数法，对过滤空气洁净度进行计量。

3.2 过滤器能效分析

根据现有数据可得知，3 ～4 月共更换四次高效过滤器。在更换初效过滤器时系统风量已经减少16%～26%，这极大影响了空气品质。当送风量减少10%时，初效压差为540Pa左右。虽然影响系统送风量还有表冷器、加热器等结垢产生阻力的因素，但初效过滤器对其影响占90%以上，这样我们忽略其他因素的影响。所以，当高效压差达到540Pa 前更换初效过滤器，保证空调效果的同时，减轻了灰尘对加热器的污染，降低了运行费用。

4 改进措施

4.1 在线监控、及时清洁

当系统风量减少10%时，如果不及时清洗过滤器，空调系统的运行随时会出现室内温度超出空调精度允许范围的情况。所以，当系统风量减少10%时为更换过滤器最佳时机。根据测试数据可以算出，当初效压差在540Pa 时，系统送风量会减少近10%，此时，应更换初效过滤器。

4.2 多级过滤

粗效过滤器的过滤压差下，容尘量大且便宜。通过合理确定过滤器终阻力、提高预过滤器的过滤等级可以达到提高高效过滤器使用寿命，节约空调系统运行费用的目的。在空调箱的中效或高效过滤器之前设置粗效过滤器。空调中的大颗粒粉尘将在粗效过滤段被有效拦截，减小了中、高效过滤器的脏堵，延长了中效、高效过滤器的清洁间隔。

4.3 在线清洁系统

在空调箱内设置过滤器在线自清洁系统。当系统检测到空调过滤器的过滤压差超过设定值时，启动过滤器在线自清洁系统，在不停机的情况下，对空调过滤器进行自清洁。目前，空调过滤器在线自清洁系统主要有压缩空气反吹、高压水冲洗、负压抽吸除尘等方式。

5 结语

经过测试研究，得出当过滤压差较初始压差增大一倍时，需进行过滤器的清洁，否则，将影响空调的温湿度稳定和增加空调的能耗。可以增设空调粗效过滤段进行多级过滤，减少中效、高效过滤器的清洁间隔。可以在空调箱上增设相关监测仪器，监测空调的风量、风压、过滤压差、电机电流等参数，随时监控空过过滤器的脏堵情况，并采用过滤器在线自清洁系统及时对空调过滤器进行清洁，从而保证空调温湿度的稳定和节能运行。