空氣調節系統

kōng qì tiáo jié air conditioning 一般比較合理的流程是:先使外界空氣與控制温度的水充分接觸，達到相應的飽和濕度，然後將這飽和空氣加熱使其達到所需要的温度。當某些原始空氣的温度和濕度過低時，可預先進行加熱或直接通入蒸汽，以保證與水接觸時能變為飽和空氣。

一　調節設備一般包括進風和濾塵裝置、通風機、管道、消毒設備、出風裝置以及處理空氣温度和濕度的設備(如噴霧室、洗滌室等)。對要求恆温恆濕的系統，常裝有自動控制和調節的設備。空氣調節應用於化學纖維、藥物、橡膠、發酵、食品、紡織和精密儀器等方面，也用於居所、會場、博物館、醫院、劇院以及設備完善的交通運輸工具內部等處。

有舒適性空調和工藝性空調兩大類，前者以室內人員為對象，創造舒適環境為目的；後者以生產工藝、機器設備或存放物品為對象，保持最適宜的室內條件為目的。

在超過一千年前，波斯已發明一種古式的空氣調節系統，利用裝置於屋頂的風杆，以外面的自然風穿過涼水並吹入室內，令室內的人感到涼快。[1]

19世紀，英國科學家及發明家麥可·法拉第(Michael Faraday)，發現壓縮及液化某種氣體可以將空氣冷凍，此現象出現在液化氨氣蒸發時，當時其意念仍流於理論化。

1842年，佛羅里達州醫生約翰·哥里(John Gorrie)以壓所落成的新大樓設有中央空調。一名新澤西州Hoboken的工程師Alfred Wolff協助設計此嶄新的空氣調節系統，並把技術由紡織廠遷移至商業大廈，他被認為是令工作環境變得涼快的先驅之一。

1902年後期，首個現代化，電力推動的空氣調節系統由韋利士·夏維蘭·加利亞(1876年-1950年)發明。其設計與Wolff的設計分別在於並非只控制氣温，亦控制空氣的濕度以提高紐約布克林一間印刷廠的製作過程質素。此技術提供了低熱度及濕度的環境，令紙張面積及油墨的排列更準確。其後，加利亞的技術開始用於在工作間以提升生產效率，開利工程公司亦在1915年成立以應付激增的需求。在逐漸發展下，空氣調節開始用於提升在家居及汽車的舒適度。住宅空調系統的銷量到1950年代才真正起飛。建於1906年，位於北愛爾蘭貝爾法斯特的皇家維多利亞醫院，在建築工程學上具有特別意義，被稱為世界首座設有空氣調節的大廈。

1906年，美國北卡羅萊納州夏洛特的Stuart W. Cramer正找尋方法增加其南方紡織廠的空氣濕度。Cramer把技術命名為空氣調節，並在同年將其用於專利申請中，作為水調節(water conditioning)的代替品。水調節當時是一個著名的程序，令紡織品的生產較容易。他把水汽與通風系統結合以“調節”及轉變工廠裏的空氣，控制紡織廠中極重要的空氣濕度。韋利士·加利亞使用此名稱，並把它放進其1907年創辦的公司名稱：“美國加利亞空氣調節公司” (今開利公司)。

最初的空調、電冰箱使用氨、氯甲烷之類的有毒氣體。這類氣體泄露後會釀成重大事故。Thomas Midgley, Jr.在1928年發明了氯氟碳氣體（chlorofluorocarbon gas）， 並將其命名為氟利昂。 這種製冷劑對人類安全得多，但是對大氣臭氧層有害。 氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC類冷凍劑的商標，其中每一類冷凍劑名稱還包括一個數字，以表示其成分的分子組成(例如R-11, R-12, R-22, R-134)。其中，在直接蒸發式適度冷卻產品領域應用最廣的R-22 HCFC製冷劑將於2010年起停止用於新生產的設備中，並於2020年徹底停止使用。R-11和R-12在美國已經停產。作為替代品，一些對臭氧層無害的製冷劑已投入使用， 包括商品名為“Puron”的製冷劑R-410A。

空調工程師們通常把空氣調節的應用大致分為“舒適性應用”和“工藝過程性應用”。

常用的空調系統，按其空氣處理設備設置情況不同，可分為集中式、分散式和半集中式三種類型。

(1)集中式空調系統，特點是所有的空氣處理設備，包括風機、水泵等都集中在一個空調機房內，處理後的空氣經風道輸送到各空調房間。集中式空調系統按其處理空氣的來源，又有封閉式、直流式和混合式三種系統。

①封閉式集中空調系統也稱為全循環式集中空調系統。它所處理的空氣全部來自空調房間，全部空氣為再循環，沒有室外新鮮空氣補充到系統中來。這種系統衞生條件差，但耗能量低。通常應用於人員不長期停留的庫房等。

②直流式集中空調系統，也稱為全新風式集中空調系統，它所處理的空氣全部來自室外，室外空氣經處理後送入室內，使用後全部排出到室外。其處理空氣的耗能量大。這種空調系統應用於室內空氣不宜循環的建築物中，如放射性及散發大量有害物的實驗室、車間等。

③混合式集中空調系統，是前兩種系統的混合，既使用一部分室內再循環空氣，又使用一部分室外新鮮空氣。這種系統既能滿足衞生要求，又經濟合理，應用廣泛。

(2)半集中式空調系統

這種系統除設有集中空調機房外還在空調機房間內設有二次空氣處理設備。半集中式空調系統最常用的類型是風機盤管機組，由多排稱作盤管的翼片管熱交換器和風機組成的。與集中空調系統不同，它採用就地處理迴風的方式，由風機驅動室內空氣流過盤管進行冷卻除濕或加熱，再送回室內。

(3)全分散式空調系統，也稱為局部空調。局部空調機組又稱為空調器。它是把空氣處理設備、冷熱源(製冷機組和電加熱)等整體地組合在一個箱體裏，其特點是結構緊湊、體積小、安裝簡便、節省大量風道、使用靈活。結構上分為整體式與分體式兩種。整體式已不常用。

空調工程中使用的製冷機有壓縮式、吸收式和蒸汽噴射式三種，其中以壓縮式製冷機的應用最為廣泛。

壓縮式製冷機是由製冷壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器等四個主要部件所組成，並用管道連接，構成一個封閉的循環系統。製冷劑在製冷系統中歷經蒸發、壓縮、冷凝和節流等四個熱力過程。如此不斷循環，實現室內空氣降温的目的。

空調設備的功率在美國通常用一個專業名詞“冷噸”來表達. 一“冷噸”的定義為：冷卻一“短噸” （ short ton，等於 2000 磅或者907 千克）的冰用24小時的時間來溶解所需要的製冷功率。它等於12,000 英熱單位/小時 或 3510 瓦。 民宅(獨立別墅式建築)的中央空調系統通常容量為1到5冷噸。

在汽車裏空調需要消耗交直流系統轉換中大約5馬力(4千瓦)的功率。

隔熱可減低空氣調節系統所需要的能量。較厚的牆、反射性的屋頂物料、窗簾及建築物隔鄰的樹木，皆可減低系統的能源需求，耗用較少電費。

圖書館空調設備因為必須顧慮到保存藏書的品質，所以必須兼顧空氣中的濕度與温度。一般而言，高温高濕時會加速纖維氧化分解，也會增加黴菌等微生物的活性而危害紙張，因此温度20℃、濕度50﹪為書籍理想保存條件。

家居空氣調節系統在東亞地區的國家最為常見與普及，包括日本、韓國、中國內地大城市、香港及台灣等。由於夏季氣候炎熱，而生活水平亦較高，空氣調節成為一種生活必需品。日本及鄰近地區製造的空調系統多數為窗口式（窗型）或分體式（分離式），以分體式較為先進及昂貴。隨着生活水平的提升，空調在熱帶氣候的東南亞地區如馬來西亞、新加坡與菲律賓等地亦逐漸普及。

在美國，家居空調系統在東岸及南部較為常見，部分地區的普及程度與東亞地區不遑多讓。中央空調系統在美國較常見，併成為佛羅里達州新建住宅的非正式標準。

在歐洲，家居空調系統則較為罕見，部分原因是歐洲較為温和的氣候及社會原因，如西班牙人傳統上會進行午睡(siesta)，及到法國渡過漫長的暑假；但世界氣候暖化的現象可能令空調系統更為普及。住宅、老人院及醫療設施皆欠缺空調設備，可能是歐洲在2003年熱浪侵襲中造成35,000人死亡的原因之一。

雖然空氣調節的其中一個用途是淨化空氣，例如加入空氣過濾器以防止致敏源進入一個封閉的環境，以避免過敏反應，但空氣調節也被認為會引起哮喘(vasomotor asthma或vasomotor rhinitis)，是在轉換氣壓或氣温的情況下通常會引起的反應。

另外，由於空氣調節帶來的人造環境，部分人，尤其是一些喜歡適應環境的人，並不喜歡空氣調節，而把它與都市化及城市的過份產生熱量扯上關係。

* AEG

* Aircon

* American Standard Companies

* Ariagel

* Bryant

* 開利

* Coleman Company

* Crafft

* 大金

* 荏原

* 通用電器

* Goettl

* Goodman

* Lennox

* Rheem

* Ruud

* Thermo King

* Trane

* Videocon International

* Voltas

* Waterloo Air Products Ltd.

* YORK

* LG

* 富士通

* 三菱電機

* 三菱重工

* 日立

* 松下

* 東芝

* 三洋

* 格力

* 海信

* 海爾