346 空调-空气调理

概要

空气调理是指对空气中成分的管理，如氧气浓度、氮气浓度、二氧化碳浓度、水蒸气浓度、外加成分（如香气、药物气体等）。

不同的空调目的对空气成分的要求也不同，以氧气浓度为例，舒适性空调通常要求室内空气成分与室外相近，快速恢复疲劳的空调要求氧气浓度高于自然空气，缺氧训练、谷物储存、果蔬保鲜空调可能要求氧气浓度低于自然空气等。空气调理的方式通常有新风补充和单成分补充等。

新风

由于人呼吸过程中消耗氧气、呼出二氧化碳，如果在人数较多且空间较小的空调环境（如汽车空调等）时间较长且新鲜空气补充不足时，可能使空调环境中氧气不足，二氧化碳偏高，易使人导致疲劳，因此，空调环境中需要适量的新鲜空气不断注入，通常每人每小时约需10～30立方米。

氧气、氮气制取

大量氧气和氮气制取通常采用低温空分法，即把空气降温到零下200℃左右，使空气液化，再利用氧气、氮气及其他气体沸点不同的特性把空气中的各成分分离，制取氧气、氮气、二氧化碳、惰性气体等各成分。

中小型氧气和氮气制取多采用分子筛法或膜法。分子筛法是基于分子筛对氧气和氮气吸附作用不同来制取氧气和氮气；膜法是基于氧气和氮气在膜中的透过性不同来制取。

此外，小型制氧机也可采用化学药剂反应、水电解等方式制取。

二氧化碳制取/脱除

果蔬气调长期保鲜、温室种植、细胞培养等空气调节环境中需要控制二氧化碳浓度。二氧化碳浓度控制的途径很多，如引入工业生产过程中副产二氧化碳、通过生物化学反应（微生物发酵、酸碱中和、碳酸盐分解、电化学、含碳燃料燃烧等）制取、通过活性炭或膜富集或脱除等。

香气调理

通过在空调环境中引入适宜香气成分实现特定效果，如晚间引入适宜睡眠的成分，工作或学习时引入提神的成分，休息时引入有助于恢复疲劳或身体保健的成分，会议时引入使空气清新的成分等。

空气成分优化与管理

具体空调应用时，对空气成分都存在一个较佳的成分配置，如基于果蔬长期保鲜（3～12个月）为目标的空调环境，要求的空气成分通常为氧气1%～8%，二氧化碳3%～10%，乙烯～0%，具体到某种果蔬，不但需要研究刚采摘保鲜阶段空气中各成分的最优配置，还需要研究空气成分配置随保鲜时间的及时调整等，在此基础上，采用合理的空气成分测量仪表、空气成分制取/脱除装置、适宜的控制策略等，实现空气成分的动态调理和优化。