Рекомендуем вам также следующие ресурсы по темам, связаным с домами - строительство, недвижимость, дизайн интерьера :




 Новостройки и новые жилищные комплексы, обзоры

 





Архитектурное бюро Глушкова
КОНДИЦИОНЕР

Кондиционер воздуха представляет собой аппарат, систему или механизм, предназначенный для отвода тепла из некоторого пространства посредством холодильного цикла. При конструировании полная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха именуется «HVAC» (Heating, Ventilation, & Air Conditioning - теплоснабжение, вентиляция и кондиционирование воздуха). Ее предназначение, в здании или автомобиле, состоит в поддержании комфорта как в теплую, так и в холодную погоду.

Холодильный цикл

 

 

Упрощенная стилизованная диаграмма холодильного цикла: 1) конденсатор; 2) терморегулирующий вентиль; 3) испаритель; 4) компрессор.

В холодильном цикле тепловой насос передает тепло от источника теплоты с более низкой температурой к радиатору с более высокой температурой. Тепло перемещалось бы в противоположном направлении в естественных условиях. Это наиболее типичный способ кондиционирования воздуха. Холодильник работает во многом таким же образом, так как он выкачивает тепло из внутреннего пространства в комнату, в которой расположен.

Этот цикл использует преимущества работы с фазовым переходом, при которой скрытая теплота высвобождается при постоянной температуре во время фазового перехода холодильного агента из жидкой фазы в газообразную, и при которой изменение давления чистого вещества также изменяет его температуру конденсации и температуру кипения.

В типичном холодильном цикле для привода компрессора используется электродвигатель. В автомобиле компрессор приводится во вращение шкивом посредством приводного ремня, связанного с коленчатым валом двигателя (похожим образом приводятся во вращение шкивы автомобильного генератора переменного тока, рулевого усилителя и т. д.). Как в машине, так и в здании для циркуляции воздуха используются вентиляторные электродвигатели. Так как испарение происходит при поглощении тепла, а конденсация - при выделении тепла, кондиционеры воздуха используют компрессор для изменения давления между двумя отделениями, и активно конденсируют и перекачивают холодильный агент по кругу. Холодильный агент накачивается в испаритель, где низкое давление вызывает превращение холодильного агента в пар, забирая тепло. В конденсаторе холодильный агент в виде пара сжимается и перекачивается через змеевик - теплообменник, конденсируясь в жидкость, отдавая тепло, поглощенное ранее из охлаждаемого пространства.

Влажность

Оборудование для кондиционирования воздуха снижает влажность воздуха, обрабатываемого системой. Относительно холодный (ниже точки росы) испарительный змеевик конденсирует водяной пар из обрабатываемого воздуха, также как холодный напиток конденсирует воду на внешней поверхности стакана. Вода стекает, удаляя водяной пар из охлаждаемого пространства и таким образом снижая относительную влажность в нем. Так как люди потеют, что обеспечивает естественнее охлаждение при испарении пота с поверхности кожи, более сухой воздух повышает комфорт. Комфортный кондиционер воздуха предназначен для поддержания относительной влажности воздуха в занимаемом пространстве в пределах 40 - 60 %. На предприятиях розничной торговли продовольственными товарами большие открытые холодильные шкафы действуют как высокоэффективные осушители.

Некоторые установки для кондиционирования воздуха осушают воздух, не охлаждая его. Их работа напоминает функционирование обычного кондиционера воздуха за исключением того, что теплообменник размещается между впускным и выпускным устройствами. В сочетании с конвекционным вентилятором они обеспечивают схожий с воздухоохладителями уровень комфорта во влажном тропическом климате при пониженном в три раза энергопотреблении. Им также отдают предпочтение те, кому доставляет неудобство сквозняк, создаваемый воздухоохладителями.

Холодильные агенты

Фреон («Freon») - это торговое наименование семейства хладагентов-галогеноалканов, производимых компанией Дюпон (DuPont) и другими компаниями. Эти хладагенты широко используются из-за их превосходной устойчивости и безопасности. К сожалению, существует много доказательств того, что эти хлоросодержащие хладагенты достигают верхних слоев атмосферы при их утечке. Если холодильный агент достигает стратосферы, то ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает связь углерод-хлор, образуя радикал хлора. Эти атомы хлора катализируют распад озона и его превращение в двухатомную молекулу кислорода, что приводит к истощению озонового слоя, защищающего земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Каждый радикал хлора остается активным катализатором до тех пор, пока не соединится с другим радикалом хлора, создавая стабильную молекулу и прерывая цепную реакцию. Использование фреоновых хладагентов (CFC), включая R-11 и R-12, постепенно сокращается. Новые и более экологически безопасные хладагенты, такие как гидрохлорофторуглероды (HCFC) (R-22, используемый сегодня в большинстве домов) и гидрофторуглероды (HFC) (R-134a, используемый в большинстве автомобилей), заменили большую часть используемых фреоновых холодильных агентов. Использование гидрохлорофторуглеродов, в свою очередь, постепенно сокращается в соответствии с Монреальским протоколом (Montreal Protocol), и они заменяются гидрофторуглеродами, такими как R-410A, не содержащими хлора.

Типы оборудования для кондиционирования воздуха

Установки для оконных или стенных проемов

Многие традиционные кондиционеры в домах и других зданиях представляют собой одиночные устройства прямоугольной формы, используемые для охлаждения всей квартиры, дома или другого строения или их части. Гостиницы часто используют автономные местные системы кондиционирования (PTAC - Packaged Terminal Air Conditioner), сочетающие в одном устройстве подогрев и кондиционирование воздуха. Кондиционерам требуется доступ к охлаждаемому внутреннему пространству и радиатор; обычно для охлаждения конденсатора используется наружный воздух. По этой причине одиночные кондиционеры размещаются в оконных или стенных проемах; к этому типу относятся и портативные кондиционеры. Установки, предназначенные для размещения в оконных и стенных проемах, имеют вентиляционные отверстия как снаружи, так и внутри здания, поэтому воздух может подаваться как внутрь, так и наружу вентилятором установки. Органы управления расположены внутри помещения.

Большой дом или здание может нуждаться в нескольких подобных устройствах. Хотя каждая комната теоретически может охлаждаться своим собственным кондиционером, это было бы более затратно по сравнению с центральным кондиционированием .

Испарительные охладители

В очень сухом климате испарительные охладители (или «болотные охладители») широко используются для повышения комфорта в жаркую погоду. Этот тип охладителей является основным в Иране, располагающем самым большим среди всех стран мира парком этих устройств, поэтому иногда их называют «персидскими охладителями». Испарительный охладитель - это устройство, которое пропускает наружный воздух через влажную прокладку, например, большую губку, смоченную водой. Теплосодержание входящего воздуха, измеренное сухим термометром, т. е. сухое тепло, снижается. Полное теплосодержание (сухое тепло + скрытое тепло) входящего воздуха при этом не изменяется. Некоторая часть сухого тепла входящего воздуха преобразуется в скрытое тепло при испарении воды с влажной прокладки охладителя. Если входящий воздух достаточно сухой, то в результате может быть обеспечен приемлемый уровень комфорта. Охладители этого типа дешевле и более надежны и просты в обслуживании.

Похожий тип охладителя, использующий лед для большего эффекта, был запатентован Джоном Горри (John Gorrie) из города Апалачикола (Apalachicola) во Флориде в 1842 году. Он использовал это устройство для охлаждения пациентов в своем госпитале для больных малярией.

Абсорбционные холодильные установки

Существует родственный более сложный процесс, называемый абсорбционное охлаждение, в котором для охлаждения используется тепло. На первом этапе трехступенчатый абсорбционный охладитель сначала осушает воздух, разбрызгивая морскую воду или соляной раствор. Соляной раствор осмотически поглощает водяной пар из воздуха. На втором этапе в воздухе разбрызгивается вода, охлаждая его при испарении. В заключение для контроля влажности воздух пропускается через брызги соляного раствора. Соляной раствор восстанавливается при дистилляции. Эта система используется в некоторых госпиталях, потому что при применении фильтров восстановительная дистилляция при достаточно высокой температуре уничтожает патогены в воздухе.

В некоторых зданиях для выработки электричества используются газовые турбины. Достаточно горячие отработавшие газы этих турбин используются для функционирования абсорбционных холодильных установок, вырабатывающих холодную воду. Холодная вода затем проходит через радиаторы в воздуховодах системы жидкостного охлаждения. Двойное использование энергии, для выработки электричества и охлаждения, делает эту технологию привлекательной при соответствующих местных ценах на топливо и коммунальные услуги. Производство тепла, энергии и холода в одной системе известно как тригенерация.

Центральное кондиционирование

Центральное кондиционирование, часто называемое «central air» в США или «air-con» в Великобритании - это система кондиционирования воздуха, которая использует воздуховоды для подачи охлажденного и/или осушенного воздуха в две и более комнаты или использует трубы для подачи охлажденной воды к теплообменникам в двух и более комнатах, и не включается в стандартную электрическую розетку.

В типичной сплит-системе конденсатор и компрессор располагаются в наружном блоке, испаритель смонтирован во внутреннем блоке кондиционера. В мобильных системах все компоненты размещены в одном наружном блоке, который может быть установлен на полу или на потолке.

Система центрального кондиционирования функционирует как обычный кондиционер, но имеет несколько дополнительных преимуществ:

центральное кондиционирование в отеле Хилтон, Дюссельдорф, © фото: Сирус

 

При включенном аппарате для кондиционирования воздуха комнатный воздух всасывается из различных частей здания через обратные воздуховоды. Этот воздух проходит через фильтр, удаляющий частицы пыли из воздуха. Сложные фильтры могут также хорошо удалять и микроскопические загрязняющие агенты из воздуха. Отфильтрованный воздух направляется к каналам подачи воздуха, по которым подается обратно в комнаты. При включенном кондиционере этот цикл непрерывно повторяется.
Так как аппарат для центрального кондиционирования воздуха располагается снаружи дома, то создаваемый внутри помещения уровень шума ниже, чем при использовании свободностоящих кондиционеров.

Термостат

Термостаты управляют функционированием HVAC (Heating, Ventilation, & Air Conditioning - теплоснабжение, вентиляция и кондиционирование воздуха) систем, включая систему отопления или охлаждения для поддержания заданной температуры в здании . Обычно системы отопления и охлаждения имеют раздельные системы управления (даже в случае совместного использования термостата), поэтому управление температурой в помещении одностороннее. Это означает, что в холодную погоду здание, внутри которого слишком жарко, не будет охлаждаться термостатом. Термостаты могут также быть включены в состав систем управления потреблением энергии, в которых потребители энергосистемы общего пользования могут полностью управлять потреблением энергии. К тому же растущее число энергосистем общего пользования делает доступным устройство, которое будучи профессионально установленным, будет управлять или ограничивать мощность системы HVAC во время пиковых нагрузок для того, чтобы избежать аварийного отключения энергосистемы. Пользователю оказывается некоторый кредит доверия, что стимулирует пользователей приобретать самые эффективные термостаты.

Возможности оборудования

Мощность оборудования для кондиционирования воздуха в США часто оценивается в «тоннах охлаждения» («tons of refrigeration»). Тонна охлаждения определяется как охлаждающая способность одной короткой тонны (2000 фунтов или 907 килограмм) тающего льда в течение 24 часов. Это эквивалентно 12 000 британских тепловых единиц (BTU) в час или 3517 ватт.  Системы центрального кондиционирования жилых зданий обычно имеют мощность от 1 до 5 тонн (от 3 до 20 киловатт).

Использование электрических/компресcионных устройств для кондиционирования предъявляет в теплую погоду большие требования к электрической сети, когда большая часть установок работает с большой нагрузкой. Во время ликвидации последствий случившейся в 2003 году в Северной Америке аварии энергосистемы местных жителей попросили отключить их кондиционеры. Во время пиковой нагрузки часто требуется включение в работу дополнительных электростанций, обычно дорогостоящих пиковых электростанций. Проведенный в 1995 году мета-анализ исследований различных коммунальных предприятий показал, что в среднем кондиционере теряется 40 % подводимой энергии Эта энергия теряется в форме тепла, которое должно быть откачано. Это представляет большие возможности по снижению потребности в новых электростанциях и экономии энергии.

 






Скрыть комментарии (0)

Чтобы оставлять комментарии, нужно зарегистрироваться
« КОНКА (ПОЛУКУПОЛ), термин, плюс статья Делаем ремонт в условиях финансового кризиса. КОННОТАЦИЯ »
Не нашли ответ на свой вопрос? Специалисты на нашем форуме помогут!



 Cерии домов в Москве и области
Конструктивизм зданий
Планировки двухкомнатных квартир
Новостройки и ЖК