Кондиционер появился не вчера. Еще в 1758 году Бенжамин Франклин и Джон Хадли, профессор химии Кэмбриджского университета провели эксперимент по исследованию принципа испарения воздуха как средства быстрого охлаждения предмета. Они доказали, что испарение летучих жидкостей таких как алкоголь или эфир, могут быть использованы для снижения температуры предмета ниже точки замерзания воды. Франклин сделал вывод о неограниченных возможностях своего открытия, вплоть до того что можно заморозить человека до смерти в жаркий летний день.
В 1820 году Британский ученый- изобретатель Майкл Фарадей обнаружил, что жидкий аммиак может охлаждать воздух при испарении.
В 1842 году в штате Флорида практикующий врач Джон Гори использовал компрессор для получения льда, который применил для охлаждения воздуха в палатах своего госпиталя. Он надеялся таким способом регулировать температуру целых зданий. Он представлял себе централизованное кондиционирование воздуха в городах. Хотя его изобретение часто не работало и давало течь, Гори получил патент на свое изобретение.
В 1902 году первый современный электрический воздушный кондиционер был изготовлен с целью охлаждения воздуха для промышленных нужд, а не для личного комфорта. Этот кондиционер был изобретен Виллисом Хавиландом Кариером в Сиракузах, США и опробован в типографии и обеспечил контроль не только температуры, но и влажности воздуха. По прошествии времени его кондиционеры использовались в домах и автомобилях. Продажа населению резко увеличилась в 1950.
В 1906 Стюарт В. Крамер из Северной Каролины исследовал способы добавления влаги в воздух на своей текстильной фабрике. Крамер и придумал сам термин «воздушное кондиционирование», используя его в притязании на выдачу патента, который он зарегистрировал в том же году по аналогии с «водным кондиционированием», хорошо известным в то время процессом в текстильной промышленности. Он объединил влагу с системой вентиляции, чтобы «кондиционировать» и менять воздух в помещениях, контролируя влажность так необходимую на текстильных предприятиях. Виллис Кариер заимствовал этот термин и ввел его в название своей компании – The Carrier Air Conditioning Company of America. Это испарение воды в воздух для получения охлаждающего эффекта сейчас известно как охлаждение испарением.
Цикл охлаждения
В этом цикле тепловой насос (охладитель) передает тепло от низкотемпературного теплового источника в высокотемпературный радиатор. Тепло естественно течет в обратном направлении. Это самый обычный тип воздушного кондиционирования. Так же работает и рефрижератор, когда он выкачивает тепло изнутри в то помещение, где он находится.
Для наиболее распространенного цикла охлаждения используется электрический мотор, чтобы завести компрессор. Как в автомобилях, так и в зданиях используются вентиляторные двигатели для циркуляции воздуха. Так как испарение появляется с концентрацией тепла, а конденсат возникает при освобождении тепла, воздушные кондиционеры используют компрессор, чтобы вызвать изменение в давлении между двумя отделами и активно конденсировать и закачивать охладитель. Охладитель заканчивается в охлажденный отдел (змеевик испарителя), где низкое давление заставляет охладитель испаряться в виде пара, забирая с собой тепло. В другом отделе (холодильнике), замороженный пар сжимается и выталкивается через другой теплообменник, превращаясь в жидкость и отталкивая тепло, первоначально впитанное из охлажденного пространства.
Цилиндрические разгрузочные устройства как метод регулирования нагрузки используется в промышленных кондиционерах воздуха. Они могут быть как электрическими, так и механическими.
Влажность
Оборудование для воздушного кондиционирования, как правило, понижает влажность воздуха, обработанную системой. Относительно холодный(ниже температуры таяния)
змеевик выпарного аппарата усиливает водяной пар из обработанного воздуха, почти как холодный напиток будет конденсировать воду с наружной части стекла. Вода всасывается, убирая водяной пар из охлажденного места, таким образом, понижая относительную влажность воздуха. Так как люди потеют, чтобы обеспечить естественное охлаждение посредством испарения пота с поверхности кожи, более сухой воздух (не полностью) улучшает обеспечение комфорта. Комфортный воздушный кондиционер был сконструирован для создания от сорока до шестидесяти процентов относительной влажности на занимаемой площади. В продуктовых рознично- торговых предприятиях , огромные, открытые охладительные полки действуют как высоко- эффективные осушители.
Некоторые кондиционеры сушат воздух без охлаждения. Так работает нормальный кондиционер, за исключением что теплообменник (устройство для передачи тепла от одной текучей среды (флюида) к другой без возможности для их смешения) расположен между приемным отверстием и вытяжкой. В соединении с конвекционным течением воздуха вентиляторов, они достигают схожего уровня комфорта также как и охладитель воздуха во влажных тропических климатах, но только расходуют около одной трети энергии. Они также предпочтительны для тех, кто находит тягу, создаваемую воздушными вентиляторами неудобными.
Виды оборудований воздушного кондиционирования
Оконные и сквозные установки
Воздушные кондиционеры призваны обеспечить нормальную влажность воздуха, понизить температуру воздуха, если очень жарко и обогреть помещение, если очень холодно. Охлаждение происходит за счет использования простого цикла охлаждения описанного далее.
Комнатные воздушные кондиционеры выпускаются в двух модификациях: единичный и запакованный терминал КТВК (комплексный терминал воздушного кондиционирования) системы, Единичные системы, обыкновенные комнатные воздушные кондиционеры, занимают место в окне или проеме в стене, с внутренним контролем. Внутренний воздух охлаждается, когда дует вентилятор выше испарителя. Снаружи воздух нагревается, когда дует второй вентилятор над конденсатором. В этом процессе, тепло уходит из комнаты и разряжается в окружающую среду. Большой дом или здание может иметь несколько таких единиц, позволяющих каждой комнате охлаждаться отдельно. КТВК системы также известны как настенные сплит системы воздушного кондиционирования или системы, не имеющие выводного протока. КТВК системы, которые часто используются в отелях имеют два отдельных сегмента: парообразующий сегмент на внешнем, а конденсирующий – на внутреннем, с проходящими трубами через стену и соединяющими их. Это уменьшает внутреннюю площадь основания системы и позволяет каждой комнате быть отрегулированной автономно. КВТК системы могут быть приспособлены для обеспечения тепла в холодную погоду, также напрямую посредством использования электрической полосы, газа или другого обогревателя, или за счет перестановки охлаждающего потока для обогрева интерьера и тяги тепла из наружного воздуха, преобразовывая кондиционер воздуха в тепловой насос. В то время как, кондиционирование воздуха обеспечивает максимальную гибкость, охлаждение многих комнат, как правило, более дорого обходится, чем центральное кондиционирование воздуха.
Парообразующие вентиляторы
О очень засушливых климатических районах, парообразующие вентиляторы очень популярны за их улучшение комфорта в период жаркой погоды. Этот тип вентиляторов является доминирующим в Иране, который имеет наибольшее их количество, чем любая другая страна в мире, поэтому их еще называют «Персидскими». Парообразующий вентилятор это устройство, которое затягивает наружный воздух сквозь влажную прокладку, подобно огромной губке пропитанной водой. Теплосодержание входящего воздуха, измеряемое термометром, сокращается. Оно (теплосодержание плюс скрытая теплота) входящего воздуха остается неизменным. Некоторая часть теплосодержания входящего воздуха превращается в скрытую теплоту посредством испарения воды во влажные прокладки вентиляторов. Если входящий воздух достаточно сухой, результаты могут быть довольно успешными; парообразующие вентиляторы зависят от наружного воздуха проходимого через прокладки вентилятора, которые охлаждают воздух то того как он достигнет внутренней части дома сквозь систему воздуховодов; охлажденный наружный воздух должен иметь возможность для проталкивания более теплого воздуха внутри дома через проем вытяжки, чем является открытая дверь или окно.
Такие вентиляторы стоят меньше и механически просты для понимания и в обслуживании.
Ранний прототип вентилятора, использующего лед для дальнейшего эффекта, был запатентован Джонам Гори в 1842 году, штат Флорида. Он использовал устройство для охлаждения больных в его малярийном госпитале.
Портативные воздушные кондиционеры
Портативные воздушные кондиционеры, (или ПВК) являются переносными и могут быть использованы для охлаждения определенной комнаты в доме, они не требуют постоянной установки. Теплый воздух в комнате затягивается внутрь через впускное отверстие на воздушном кондиционере. Воздух циркулирует через него и охлаждается с помощью змеевика выпарного аппарата с охладителем, протекающим сквозь них, а потом выдувается через выход. Остаточный жаркий воздух в кондиционере вытесняется и выходит сзади через вытяжное устройство. Все портативные воздушные кондиционеры нуждаются в вытяжном устройстве для вентиляции.
Центральный кондиционер
Центральное воздушное кондиционирование - это система кондиционирования, которая использует воздуховоды для распределения охлажденного или сухого воздуха в одной более комнатах, или использует трубы для распределения охлажденной воды для нагревания теплообменников, которые не подсоединены в стандартную штепсельную розетку.
С типичной сплит - системой (раздельная система отопления и вентиляции), конденсатор и компрессор расположены снаружи кондиционера; выпарной аппарат устанавливается в воздушном манипуляторе.
С упакованной системой, все компоненты расположены в единственном внешнем кондиционере, который может быть помещен как на землю, так и на крышу.
Центральный кондиционер представляет собой регулярный воздушный кондиционер, но с наличием нескольких преимуществ:
1. Когда аппарат для кондиционирования воздуха включен, комнатный воздух втягивается с различных частей здания через обратные воздуховоды (системы отопления). Этот воздух проталкивается сквозь фильтр, где убираются частицы пыли и пуха. Современные фильтры могут убирать микроскопические загрязнители воздуха. Отфильтрованный воздух направляется по воздуховоду, который возвращает его назад в комнаты. Пока работает кондиционер, цикл повторяется постоянно.
2. Так как кондиционер (с вентилятором и компрессором) располагается вне дома, он обеспечивает более низкий шумовой фон, чем свободно стоящий воздушный кондиционер.
Какие домашние кондиционеры воздуха предпочитают в мире
Домашнее кондиционирование преобладает повсеместно в развивающейся Азии и в странах Среднего Востока и территориях, таких как Япония, Тайвань, Южная Корея, Сингапур, Гонконг, Израиль и странах Персидского залива , таких как Бахрейн, Кувейт и Объединенные Арабские Эмираты. Кондиционеры особенно применяются в Сингапуре, Гонконге, вследствие того что большая часть населения проживает в маленьких высотных зданиях. В этих городах с высокими летними температурами и высоким стандартом жизни кондиционирование воздуха считается не роскошью, а частью повседневной жизни. Кондиционеры японских марок являются оконными или сплит системами, последние наиболее современные и дорогие. В Израиле предпочитают сплит системы. Кондиционирование приобретает все большую популярность в связи с улучшением уровня жизни, в таких тропических странах как Таиланд, Индия, Малайзия и Филиппины. В Индонезии кондиционирование считается обязательным в каждом доме из-за очень сильной жары. В США домашнее кондиционирование преобладает на юго-западе и на Восточном побережье, которое получило такую же распространенность, как и восточная Азия. Центральное кондиционирование наиболее типично для США, и является стандартом во всех новых зданиях в большинстве штатов.
В Канаде домашнее кондиционирование менее распространено, чем в восточной Азии и США. Кондиционеры устанавливают в районе Великих Озер в южном Онтарио и Квебеке, где особенно высокий уровень влажности. В то время как оконные и сплит системы популярны в этих районах, центральное кондиционирование широко распространено в западной Канаде. Практически все дома в этой части Канады имеют встроенное газовое отопление, которое упрощает установку центрального кондиционирования. Большинство современных городских высотных зданий имеют центральное кондиционирование и эта услуга сравнительно дешевая для потребителя. В то время как энергия сравнительно дешевая в Канаде, большие размеры средних канадских домов и холодные зимы делают обогрев и охлаждение самой дорогой статьей расхода в домашнем хозяйстве. Канадские лета очень жаркие, но не достигают опасных пределов, характерных для США и Азии. В связи с этим многие канадцы, особенно в старых домах предпочитают отказаться от воздушного кондиционирования, заменив его простыми вентиляторами и парообразующими. В стороне от побережья воздушное кондиционирование считается чем- то неестественным, несмотря на то, что вся энергия в канадские дома поступает от гидро и атомных станций. Существует большое количество современных «зеленых» технологий, включая геотермальное охлаждение и так называемую, «Таронто» систему, которая охлаждает офисные башни, используя холодную воду из озера Онтарио.
В Европе домашнее кондиционирование менее популярно, частично из-за высокой стоимости энергоносителей и комфортных летних температур, а также оно считается вредным для окружающей среды. Южные европейские страны, такие как Греция, наоборот распространяют кондиционирование повсеместно. Отсутствие кондиционирования в местах проживания, домов престарелых, госпиталях определяется как дополнительный фактор, содействующий преждевременной смерти почти тридцати пяти тысяч человек – в основном в Германии, Франции и Италии, где наблюдалась необыкновенная жара в последние годы.
[url=http://www.gammaklimata.ru]Климатические системы[/url]
