Официальный Партнер Webasto.
+7(495)642-31-40

Кондиционирование воздуха

Кондиционирование воздуха в помещениях предусматривается для создания и поддержания в них:

  • установленных общими нормами допустимых условий воздушной среды, если для этого не подходят более простые средства.;
  • искусственных условий климата в соответствии с требованиями технологии внутри помещения или части их ;
  • оптимальных (или приближенных к ним) условий гигиены воздушной среды в промышленных помещениях, когда это оправдано в виде увеличения производительности труда;
  • оптимальных условий воздушной среды в помещениях общественных, административных и жилых зданий, а также многофункциональных.

Кондиционирование помещений для того, чтобы создать и поддерживать допускаемые или оптимальные условия воздушной среды, имеет название комфортное, а искусственное климатическое условие в соответствии с промышленными требованиями — технологическое. Кондиционирование воздуха производится определенным количеством технических решений, называемых система кондиционирования воздуха (СКВ). В комплекс СКВ входят технологические средства изготовления, смешивания и перераспределения воздуха, охлаждения, а также технические средства хладо- и теплообеспечения, автоматики, блока дистанционного управления и электронного контроля. История кондиционирования воздуха

Еще тысячи лет назад в Персии пробовали охладить воздух. Первые устройства для охлаждения воздуха были основаны на способности воды к охлаждению в сильной степени при испарении. "Кондиционер" того времени являлся собой специальной шахтой, улавливающей порывы ветра, внутри находились сосуды с порами и водой, либо была проточная вода из источника. Воздух внутри шахты понижал температуру и увлажнялся, после чего подавался в само жилое помещение. Это устройство могло работать эффективно только в условиях низкой влажности.

Например, в Индии в виде двери в летний период применялся каркас, вокруг которого была обвита кокосовая индийская пальма. Над дверью размещался сосуд, который постепенно заполнялся водой из-за движения ее по капиллярам пальмы. В определенный момент уровень воды повышался до определенного значения, сосуд переворачивался, поливая водой каркас, и возвращался в первоначальное положение. Это продолжалось беспрерывно, пока татти была жива и имела достаточную освещенность.

Но настоящая история кондиционера началась в XIX веке, когда английский ученый М. Фарадей заметил, что сжатие и переход определённого газа в жидкое состояние сопровождается процессом охлаждения. Но эти знания так и остались теоретическими - он не нашел им практического применения. А вот способ кондиционирования воздуха при помощи электричества был открыт У. Кэррьером приблизительно в 1902 г. Он же разработал первую действующую СКВ для помещения типографии в Бруклине. Для процесса печати необходимо поддерживать постоянную влажность и температуру, иначе происходит нарушение цветопередачи. Кэрриер сделал кондиционер, который понижал температуру воздуха до оптимальной температуры и снижал влажность до 50 процентов. Этот агрегат он именовал как «аппарат для обработки воздуха». Успех окрылил его и уже в 1915 году он и ещё 6 партнеров основали фирму «Garner Engineering Co.», которая позже переименована в «Carrier». На нынешний момент корпорация "Кэрриер" — один из ведущих компаний - производителей кондиционеров, она производит около двенадцати процентов от объёма производства кондиционеров в мире.

Формулировка кондиционирование воздуха принадлежит Стюарду Крамеру, который в 1906 году провел аналогию улучшения качества воздушной среды с производством кондиционного товара.

Немногим позднее дорогостоящие системы кондиционирования воздуха (СКВ) стали получать применение в коммерческих целях на рабочих местах, для увеличения производительности труда. И только потом система кондиционирования стала входить в обыденную жизнь - как атрибут для повышения комфорта в автомобилях и жилых помещениях. Автомобильные кондиционеры стали появляться первыми на американских автомобилях. 50-е года в Соединённых Штатах ознаменовались подъемом продаж кондиционеров для жилых помещенийи появились первые автокондиционеры.

Первые автокондиционеры и холодильники были заправлены токсичными газами (аммиак, метилхлорид) поэтому иногда происходили случаи отравлений, и даже смертельных, поэтому в целях повышения безопасности в 30-х годах компания "Дженерал Электрик" произвела кондиционер, с разделенным агрегатом, где потенциально опасные части были вынесены за пределы помещения. Так появились сплит-системы.

Самый первый автомобильный кондиционер имел охлаждающую мощность 370 вт и был установлен в 1930 году на автомобиле Кадиллак. Т. Мидглей-младший решил первым в качестве заполнителя (хладагента) применять дифтормонохлорметан позже в 1928 году переименованый фреоном. И хотя это хладагент оказался безопасный для человека, но все равно оставался вредным для озона входящего в состав атмосферы. Фреон является торговой маркой корпорации Дюпон.В названии каждого заключено число число, в котором указан на молекулярный состав. На нынешний момент в автомобильные кондиционеры закачивается хладагент HCFC, по-другому R-22, но ожидается отказ от неё в изготовлении новых кондиционеров уже к 2010 году, и окончательно прекратить выпуск в 2020 году. Хладагент R-12 больше не выпускается, и есть только один способ его приобрести — это выкачать его из старого автокондиционера и очистить газ. Последняя разработкой на рынке хладагентов является R-410A - один из самых экологичных, безопасных для здоровья, и невоспламеняющийся. Последней инновацией являются так называемые инверторные системы, основанные на изменении частоты тока, подаваемого для электропитания компрессора..

Цикл охлаждения

 

 

Принципиально работа автокондиционера ничем не отличается от работы холодильника. Цикл охлаждения являет собой четырё этапа:

 

1. Циркулируя по закрытому контуру системы, движение хладагента осуществляется компрессором. Сначала из испарителя в компрессор попадает охлажденный парообразный хладагент при низком давлении. Далее он сжимается, при этом процессе возникает увеличение его давления и температуры.

2. Разогретый пар подается в конденсатор автокондиционер, где осуществляется переход в состояние жидкости под высоким давлением — п конденсация. При помощи вентилятора охлаждения избыточное тепло передается окружающей среде.

3. Следующим этапом жидкий хладагент поступает в расширительный клапан, где в процессе расширения происходит понижение его давления и температуры (происходит переход в туманообразное состояние). Регулятор потока осуществляет контроль подачи хладагента в испаритель.

4. На последнем этапе хладагент под низким давлением поступает в испаритель. Здесь начинается процесс его кипения и охлаждения, и соответственно, забора тепла от воздуха внутри помещения, превращаясь при этом в газ. Потом в виде газа хладагент возвращается обратно в компрессор и все начинается с первого цикла.

Если включить обратный цикл, то можно при помощи кондиционера нагревать воздух.

Контроль уровня влажности воздуха

 

 

 

Одной из задач кондиционера является снижение влажности воздуха. Сильно охлажденный (ниже точки росы) змеевик-испаритель конденсирует влагу содержащуюся в воздухе (также, как и сильно охлажденной предмет конденсирует влагу из воздуха на внешней стороне), которую отводит дренажная система, и соответственно понижается влажность воздуха. Для комфорта предпочтительно, чтобы воздух был сухим, так как он обеспечивает наиболее естественное охлаждение тела человека за счет потоотделения. Типичные кондиционеры могут обеспечивать содержание влаги в воздухе от 40 до 60 %. Автокондиционер со встроенным парогенератором может автоматически поддерживать заданное значение влажности в автомобиле.

 

Упомянутые выше системы охлаждения древних персов являлись испарительными охладителями. Испарительные охладители очень популярны в странах с сухим климатом, где они наиболее эффективны. Испарительный охладитель — прибор, который пропускает воздух, забираемый извн, через влажный материал. Если измерить температуру выходящего воздуха сухим термометром - она понижается. На самом же деле общее количество теплоты остается неизменным.

Системы кондиционирования при проектировании зданий и автомобилей ныне закладываются в общую концепцию.



Перейти к разделу