20年工程师专业解释：空调黑科技“自清洁”到底是一种什么技术？

       刚刚结束不久的AWE中国家电及消费电子博览会上，小弟看到了很多“自清洁”或“自清洗”空调，其中包括美的、海尔、格力、TCL、奥克斯等主流空调品牌，海信空调更是强调“内外机双清洗”。

空调长时间运行容易积灰，不仅影响空调的运行效率，还影响人体的健康。小弟见过很多的科普宣传：

空调不清洗，空调不清洗,吹出来的风竟使米饭变成霉米

　　

空调下放一碗米饭，3天后的结果让妻子直接吓傻……

　　

空调需要定期清洗，大家都知道。但如何清洗呢？有两种方式，一个是人工清洗，另一个就是空调“自清洗”了。

“自清洁”空调顾名思义，不需要人工手动进行清洗，而是通过技术自己进行清洗。那这个技术是什么原理呢？通过什么来实现的？

 

一：空调积灰如何形成？

    

空调的积灰主要就是换热器的粉尘和颗粒物堆积。

        换热器空气侧粉尘污垢实际上是空气中的固体悬浮颗粒物在换热器表面上的沉积。室外粉尘主要为总悬浮颗粒物( TSP)，粒径小于100μm，而其中粒径小于10μm的颗粒物又被称为PM10。室外PM10是换热器粉尘污垢的重要来源，我国大气颗粒物PM10主要来自六类源：扬尘、燃煤、工业排放、机动车排放、生物质燃烧以及二次颗粒物。室内粉尘除了颗粒物外，还包括有纤维，如衣物、纸屑和宠物皮毛等。

       粉尘一方面会在翅片及冷却盘管上进行物理沉积，另一方面在合适的条件下又会重新悬浮于气流中。附着在翅片管换热器上的粉尘粒径一般为5～100μm。而对于空气品质要求较高的飞机机舱环境，由于采用静电过滤器来减少粉尘颗粒物的浓度，沉积的粉尘粒径为超细微到直径10μm不等。相同的空调换热器在不同使用场合，其积尘的粒径分布情况也不同。通过采用微粒分析仪分别测定办公室、旅馆和餐馆内蒸发器表面粉尘的粒径分布结果表明，在这三种场合内的蒸发器表面积尘的平均粒径分别为6.6μm、20.9μm 和9.8μm，这是由于不同室内场合的换热器安装高度不一致，使得人为活动引起的悬浮颗粒物浓度在不同高度处存在差异，从而沉积的粉尘粒径也存在差异。

二：空调“自清洁”技术包括哪些？

    

实际上，从技术角度来看，空调“自清洁”（其实就是除尘）有如下4大技术点：

1、换热器前端安装过滤器。

       安装过滤器，可以在气体吹向换热器表面之前先将气体里面的粉尘颗粒吸附下来。高效过滤器不仅有助于提高空调系统的EEＲ，对于降低空气侧压降也具有明显的效果，安装有高效过滤器的换热器空气侧压降在粉尘作用下只增大6%左右，而未安装过滤器时的空气侧压降最高可增大200%。过滤器虽可以大幅降低粉尘沉积量，但长期使用变脏后会增大风机能耗，不过此时风机耗能的增加主要取决于风机性能曲线、风机系统负荷以及过滤器效率等级，受过滤器变脏的影响较小。

2、静电除尘技术。

       这项技术在空调领域尤其是在中央空调系统中也有所应用，其原理是利用高压电场形成电晕，在电晕区里的自由带电粒子吸附在颗粒物上使其带电，从而使颗粒物在电场力的作用下被吸收并沉积到收集区。对静电除尘技术的研究，目前主要集中在电除尘理论、除尘器结构、供电技术等方面，如建立粉尘静电传输模型、设计新型除尘器结构以及开发新型脉冲供电技术等。 

3、优化设计换热器结构。

      这也是提高防积灰长效性能的重要手段。然而，目前研究者对于空调换热器的设计往往都是从提高空气侧换热能力的角度出发，包括设计更复杂的翅片几何形状、加密翅片间距等，这些都会造成翅片表面更容易积灰。对于翅片管换热器的翅片结构设计需要找到防积灰能力与换热能力之间的平衡以同时满足换热器高效和长效的要求。 

4、冷膨胀。

       当翅片表面温度低于气体露点温度时会产生凝水，凝水一方面会冲刷粉尘，起到迁移粒子的作用，另一方面会改变换热器内部气流流动方式，从而改变颗粒的沉积机理。这个就是海尔等企业主要使用的除尘技术。

 

       关于空调除尘，这是一个复杂而又具有研究价值的课题，制冷换热器技术联盟也一直在做这方面的研究努力，希望能给行业带来更多的研究成果。