Техника и технологии кондиционирования воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ: «Техника и технологии кондиционирования воздуха»

Подготовил: Якимец Е.А.

Проверил: Нестеров Л.В.

МИНСК 2016



Содержание

Введение

1. История появления кондиционеров

2. Классификация кондиционеров

3. Устройство и принцип работы кондиционеров

Заключение

Список использованных источников



Введение

В средствах массовой информации часто можно встретить статьи, которые во всеуслышание заявляют о вреде кондиционеров для здоровья и загрязнения ими воздуха в помещении. Более того, их обвиняют в распространении легочной болезни, или «болезни легионеров», которая практически не поддается лечению. К этой информации, как и к любой другой, следует относиться с долей здравого смысла. Вирусы, находящиеся в окружающем воздухе, активно распространяются и без помощи кондиционеров. Если человек не находится под прямотоком холодного воздуха и периодически выключает кондиционер, то ему не грозит опасность заболеть простудой.

Никто не сможет отрицать, что пользы от этого вида техники несоизмеримо больше, чем вреда, тем более , вымышленного. Фильтры, которыми производители снабжают кондиционеры, призваны эффективно очищать воздух от загрязнений и пыли, делая его более чистым и свежим. Но необходимо помнить, что каждый фильтр имеет определенный ресурс адсорбции, после истощения которого его очищающие способности значительно снижаются. Поэтому они требуют периодической чистки или замены, которая производится силами работников уполномоченного сервис-центра. Следовательно, разговоры о том, что фильтры отдают часть адсорбированных загрязнений обратно в воздух помещения, не имеют под собой основательной почвы.Если вы выбрали сплит-систему, т.е. двухблочную систему кондиционирования, то можете услышать недоуменные вопросы обывателей, зачем же загонять грязный воздух с улицы в помещение и дышать им? Этот вопрос выдает человека, который не знаком с принципом работы сплит-системы. Внутренний блок, который размещается в помещении, захватывает воздух и направляет его по каналу на охлаждение или нагревание, в зависимости от выбранного режима. Наружный блок, который размещается за окном, призван не захватывать воздух, а охлаждать или нагревать хладагент, что поступает из внутреннего блока, и отправлять его обратно в помещение. В этом блоке расположен компрессор и вентиляторы, повышающие его производительность.

Кроме того, наружный блок через специальный слив выводит из охлажденного воздуха лишнюю влагу, делая его более легким и пригодным для дыхания. Производители требуют, чтобы кондиционер эксплуатировался в хорошо закрытом помещении, при отсутствии открытых на улицу дверей или балконов, форток и сквозняков. В этом случае кондиционер не будет тратить дополнительных усилий на поддержание постоянной температуры в воздухе и сможет периодически отключаться, рационально используя электроэнергию.

Если вас смущает тот факт, что кондиционер заставляет перемещаться по комнате один и тот же воздух, пропуская его через себя и доводя до заданной температуры, то следует изыскать возможность для периодического проветривания помещения. Оно может быть кратковременным, чтобы не нарушить баланса температуры в помещении, но при этом воздух станет чуть свежее и концентрация в нем паров углекислого газа и вредных примесей снизится. Также необходимо позаботиться о том, чтобы приточно-вытяжная вентиляция в вашем доме, которая предусмотрена в проекте на его строительство, работала качественно и безотказно. В этом случае приток воздуха с улицы будет обеспечиваться автоматически, и необходимость в проветривании пропадет сама собой. Фильтры кондиционера очистят его, а система охладит или нагреет, в зависимости от выбранного режима работы. И кондиционер станет вещью, которая приносит в дом уют и комфорт, а не распространяет болезни или наносит вред человеку.



1. История появления и развития кондиционеров

Кондиционер - это устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц.

Современное понятие «кондиционер» (от англ. air - воздух и condition - состояние) как обозначение устройства для поддержания заданной температуры в помещении, существует достаточно давно. Интересно, что впервые слово кондиционер было произнесено вслух еще в 1815 году. Именно тогда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер (Willis Carrier) собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати. «Ископаемым» предком всех современных сплит-систем и оконников может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric еще в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть по своей сути это устройство было самой настоящей сплит-системой. Однако, начиная с 1931 года, когда был синтезирован безопасный для человеческого организма фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни. Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата. Так в 1958 году японская компания Daikin предложила первый тепловой насос, тем самым, научив кондиционеры подавать в помещение не только холод, но и тепло. А еще через три года произошло событие в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха. Это начало массового выпуска сплит-систем. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера - компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях оборудованных сплит-системами намного тише, чем в комнатах, где работают оконники. Интенсивность звука уменьшена на порядок. Второй огромный плюс - это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте. Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок - кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна - различные типы внутренних блоков позволяют создавать наиболее оптимальное распределение охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения. А в 1968 году на рынке появился кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до девяти внутренних блоков различных типов. Существенным нововведением стало появление кондиционера инверторного типа. В 1981 году компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а уже в 1998 году инверторы заняли 95 % японского рынка. Ну и, наконец, последний из наиболее популярных в мире типов кондиционеров - VRV - системы были предложены в 1982 году компанией Daikin.

2. Классификация кондиционеров

кондиционер климатический сплит

Все кондиционеры принято разделять на три класса :

Бытовые кондиционеры -- RAC (Room Air Conditions)

Полупромышленные кондиционеры -- PAC (Packages Air Conditions)

Системы промышленного кондиционирования и вентиляции (Unitary).

В России пока не сложилось устойчивой и принятой всеми участниками рынка системы для отнесения кондиционеров к тому или иному классу.

К бытовым кондиционерам относятся оконные и мобильные кондиционеры, а также все настенные сплит и мульти-сплит системы мощностью до 8 кВт (для мульти-сплит систем имеется в виду мощность наружного блока).

К полупромышленным -- все сплит-системы канального, кассетного, напольно-потолочного и колонного типа, а также настенные сплит и мульти-сплит системы мощностью свыше 8 кВт.

К промышленным кондиционерам относятся системы чиллер-фанкойл, VRV и VRF системы, шкафные, прецизионные, крышные (руфтопы) и центральные кондиционеры.

Описание и области применения каждого класса приведены в таблице

Мощность охлаждения	Тип кондиционера	Область применения
До 7-8 кВт	Бытовые кондиционеры	Квартиры, дачи, коттеджи, магазины и офисы площадью до 100 кв.м.
От 7 до 20-25 кВт	Полупромышленные кондиционеры	Все сплит-системы и мульти-сплит системы, кроме настенных
Свыше 20-25 кВт	Промышленные кондиционеры	Элитные квартиры, коттеджи, офисы, торговые залы площадью от 100 до 300 кв.м.



Расчет мощности

Для расчета требуемой мощности охлаждения используют формулу:

Q1 = S * h * k, где

Q1 -- внешние теплопритоки (Вт), которые необходимо компенсировать с помощью кондиционера;

S -- площадь помещения (в квадратных метров);

h -- высота помещения (в метрах);

k -- коэффициент, зависящий от ориентации и размеров окон, а также других параметров. В среднем:

k = 25-30 Вт/м3 -- если окна выходят на север и/или площадь остекления невелика;

k = 30-40 Вт/м3 -- если окна выходят на запад или восток при средней площади остекления;

k = 40-45 Вт/м3 -- если окна выходят на юг (солнечную сторону) и/или окна имеют большую площадь остекления.

Коэффициент k определяется интенсивностью теплопритоков в помещение. Его значение зависит от многих параметров, в первую очередь от того, как много солнечной энергии поступает через окна. Если окна выходят на солнечную сторону и не закрыты деревьями, то теплопоступления будут высокими, а k -- большим (40 -- 45). Если же солнечный свет в комнату почти не проникает, то k будет меньше (25 -- 30). Помимо этого, на величину k влияет множество других параметров, например, если квартира расположена на последнем этаже, то при нагреве крыши в квартиру будет поступать дополнительное тепло и это приведет к увеличению k. Для более точной оценки этого коэффициента необходимо пригласить на объект специалиста.

Если в помещении находятся люди или тепловыделяющая аппаратура (компьютер, холодильник, телевизор), то к полученному значению Q1 необходимо прибавить внутренние теплопритоки (Q2). При этом считается, что человек выделяет 100Вт, компьютер или холодильник -- 300Вт. Для остальной техники тепловыделение можно принять равными 30% от паспортной мощности. Тогда:

Q = Q1 + Q2 -- суммарные теплопритоки, которые необходимо компенсировать с помощью кондиционера.

Теперь осталось только выбрать близкий по мощности кондиционер из стандартного ряда: 2.1; 2.6; 3.5; 5.2; 7.0 кВт. Эти, на первый взгляд, странные дробные числа получены переводом и округление мощностей из BTU/h в киловатты (BTU -- это Британская Тепловая Единица, 1 BTU/h = 0,2931 Вт). Поскольку первые кондиционеры появились в США, где до сих пор используется английская (дюймовая) система мер, то и мощности первых кондиционеров указывались не в киловаттах, а в BTU/h. Стандартный ряд мощностей, выраженный в BTU/h, будет выглядеть так: 7000; 9000; 12000; 18000; 24000. Большинство производителей выпускает линейки кондиционеров с мощностями, близкими к стандартному ряду, иногда добавляя модели с промежуточными мощностями (например, на 4.5 -- 4.8 кВт). При выборе кондиционера из стандартного модельного ряда допускается отклонение его мощности от расчетного значения на 10 -- 15%.

Пример

Однокомнатная квартира расположена на 5 этаже 14 этажного дома. Необходимо рассчитать мощность кондиционера для комнаты площадью 21 кв.м. с высотой потолков 2.75 м. Комната имеет большую площадь остекления и окна, выходящие на солнечную сторону. В комнате постоянно находится один человек, есть компьютер и телевизор. При этом компьютер и телевизор одновременно никогда не работают.

Расчет начнем с определения коэффициента k. Поскольку комната имеет большую площадь остекления, и окна выходят на солнечную сторону, то k принимаем равным 45. Далее находим внешние теплопритоки Q1 = 21 * 2.74 * 45 = 2.6 кВт. Внутренние теплопритоки: от одного человека -- 0.1 кВт, от компьютера или телевизора -- 0.3 кВт (по условию примера они работают только по очереди, поэтому мы учитываем мощность только одного прибора). Отсюда Q2 = 0.1 + 0.3 = 0.4 кВт. Итого, суммарные теплопритоки Q = 2.6 + 0.4 = 3.0 кВт. Ближайший по мощности кондиционеры из стандартного модельного ряда имеет мощность 2.6 кВт. Отклонение от расчетного значение составляет 13% ,что укладывается

Эксплуатация кондиционера и монтаж

Кондиционер, в отличие от другой бытовой техники, требует периодического обслуживания: чистки фильтров и теплообменников, дозаправки фреоном и т.п. Без такого обслуживания кондиционер с большой вероятностью выйдет из строя до окончания гарантийного срока, и такая неисправность не будет являться гарантийным случаем, поскольку причиной будет являться невыполнение инструкции по эксплуатации.

Монтаж (стандартный и нестандартный)

Стандартный монтаж кондиционера

Стандартный монтаж -- это наиболее простой вариант установки сплит-системы. В этом случае внутренний блок устанавливается на стене, примыкающей к окну, на расстоянии 80 - 100 см от внешней стены, наружный блок устанавливается под окном. Расстояние между потолком и внутренним блоком -- около 30 см, при этом высота потолка не должна превышать 3,5 метров.

Межблочная трасса, включающая две медные трубки (для фреона), силовой кабель и дренажный шланг прокладываются следующим образом:

Внутри помещения трасса закрывается белым пластиковым коробом, имеющим сечение 60х60 мм. Короб располагается с наклоном до 10 градусов в сторону внешней стены для слива конденсата из внутреннего блока.

Толщина внешней стены, через которую прокладывается трасса, не должна превышать 950 мм.

Снаружи здания трасса располагается вдоль стены. Крепление трассы к стене не производится (это возможно только при использовании промышленного альпиниста). Общая длина межблочной трассы не должна превышать пять метров.

Дренажный шланг для слива конденсата из внутреннего блока выводится наружу на 15 - 20 сантиметров через внешнюю стену. От внешнего блока дренаж не выводится.

Длина электрического кабеля -- до 5 метров. Кабель прокладывается в белом коробе длиной до 3 м и снабжается вилкой.

Стандартный монтаж кондиционера занимает около четырех часов. Для нормального проведения монтажных работ необходимо обеспечить свободный доступ к окну, под которым будет расположен внешний блок и возможность полного открывания этого окна, а также свободный доступ к тому месту, где будет расположен внутренний блок и коммуникации.

Нестандартный монтаж кондиционера

Под нестандартным монтажом подразумевается монтаж с учетом любых дополнительных требований. Например, наружный блок может быть установлен сбоку от окна или над окном, длина трассы может быть увеличена, а сама трасса -- спрятана в штроб (углубление в стене), коммуникации, расположенные на наружной стене могут быть закрыты декоративным коробом и т.д. Любые отклонения от стандартного монтажа приводят к удорожанию работ.

В любом случае, до начала монтажа к вам должен приехать технический специалист, который поможет вам выбрать оптимальную схему расположения блоков и коммуникаций, рассчитает точную стоимость монтажа. В цену монтажа всегда входит стоимость всех расходных материалов.

3. Устройство и принцип работы кондиционеров

Устройство. Основными узлами любого местного автономного кондиционера (как и любой холодильной машины) являются:

· Компрессор - сжимает рабочую среду - хладагент (как правило - фреон) и поддерживает его движение по холодильному контуру.

· Конденсатор - радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера - переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация). Для высокой эффективности и длительной эксплуатации преимущественно изготавливается из меди и алюминия.

· Испаритель - радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение). Также в основном изготавливается из меди и алюминия.

· ТРВ (терморегулирующий вентиль) - трубопроводный дроссель, который понижает давление фреона перед испарителем.

· Вентиляторы - создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

· Существуют следующие виды фильтров: воздушный электростатический и угольный (дезодорирующий). Воздушный - мелкая металлическая сетка, защищающая наши легкие и теплообменник от пыли и механических примесей. Этот фильтр не требует замены - его достаточно помыть в теплой воде или пропылесосить. Благодаря электростатическому заряду он удерживает мелкие заряженные частицы, пыльцу, микроорганизмы. И, наконец, угольный (карбоновый) фильтр устраняет табачный дым, запахи и наиболее мелкие частицы пыли величиной до 0,0001 мм.

Наружный блок состоит из следующих узлов:

1. Вентилятор - создает поток воздуха, обдувающего конденсатор. В недорогих моделях имеет только одну скорость вращения. Такой кондиционер может стабильно работать в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также во всех полупромышленных кондиционерах, вентилятор имеет 2 - 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку.

2. Конденсатор - радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона. Продуваемый через конденсатор воздух, соответственно, нагревается.

3. Компрессор - сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Бывает поршневого или спирального (scroll) типа. Поршневые компрессоры дешевле, но менее надежны, чем спиральные, особенно в условиях низких температур наружного воздуха.

4. Плата управления - как правило, устанавливается только на инверторных кондиционерах. В не инверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке, поскольку перепады температуры и влажности снижают надежность электронных компонентов.

5. Четырехходовой клапан - устанавливается в реверсивных (тепло - холод) кондиционерах. В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона. При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный - на охлаждение.

6. Штуцерные соединения - к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки (на рис. показано место расположения).

7. Фильтр фреоновой системы - устанавливается перед входом компрессора и защищает его от медной крошки и других мелких частиц, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера. Разумеется, если монтаж выполнен с нарушением технологии и в систему попало большое количество мусора, то фильтр не сможет его задержать.

8. Защитная быстросъемная крышка - закрывает штуцерные соединения и клеммник, используемый для подключения электрических кабелей. В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммник, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Внутренний блок состоит из следующих узлов:

1. Передняя панель - представляет собой пластиковую решетку, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (чистки фильтров и т.п.).

2. Фильтр грубой очистки - представляет собой пластиковую сетку и предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных и т.п. Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить не реже двух раз в месяц.

3. Фильтр тонкой очистки - бывает различных типов: угольный (удаляет неприятные запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль) и т.п. Наличие или отсутствие фильтров тонкой очистки никакого влияния на работу кондиционера не оказывает.

4. Вентилятор - предназначен для циркуляции очищенного и охлажденного либо подогретого воздуха в помещении, имеет 3 - 4 скорости вращения.

5. Испаритель - радиатор, в котором происходит нагрев холодного фреона и его испарение. Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.

6. Горизонтальные жалюзи - регулируют направление воздушного потока по вертикали. Эти жалюзи имеют электропривод и их положение может регулироваться с пульта дистанционного управления. Кроме этого, жалюзи могут автоматически совершать колебательные движения для равномерного распределения воздушного потока по помещению.

7. Индикаторная панель - на передней панели кондиционера установлены индикаторы (светодиоды), показывающие режим работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.

8. Вертикальные жалюзи - служат для регулировки направления воздушного потока по горизонтали. В бытовых кондиционерах положение этих жалюзи можно регулировать только вручную. Возможность регулировки с пульта ДУ есть только в некоторых моделях элитных кондиционеров.

9. Поддон для конденсата (на рисунке не показан) - расположен под испарителем и служит для сбора конденсата (воды, образующейся на поверхности холодного испарителя). Из поддона вода выводится наружу через дренажный шланг.

10.Плата управления (на рисунке не показана) - обычно располагается с правой стороны внутреннего блока. На этой плате размещен блок электроники с центральным микропроцессором.

11.Штуцерные соединения (на рисунке не показаны) - расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Принцип работы. Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, ТРВ и др.) и испаритель соединены тонкостенными медными трубками (в последнее время иногда и алюминиевыми) и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент. (Традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла, однако в соответствии с международными соглашениями производство и использование старых сортов, разрушающих озоновый слой, постепенно прекращается).

В процессе работы кондиционера происходит следующее. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3-5 атмосфер и температурой 10-20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15-25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до 70-90°C, после чего поступает в конденсатор (на примере R22).

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.

На выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10-20°C выше температуры атмосферного (наружного) воздуха. Из конденсатора теплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль (ТРВ), который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе ТРВ давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.

После ТРВ смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется. Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.

Работа кондиционера (холодильника) без отвода тепла от конденсатора принципиально невозможна. В обычных бытовых установках это тепло является бросовым и отводится в окружающую среду, причём его количество значительно превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения (камеры). В более сложных устройствах это тепло утилизируется для бытовых целей: горячее водоснабжение, и др.

Цикл охлаждения. Принцип работы кондиционера аналогичен принципу работы холодильника. Цикл охлаждения состоит из четырёх этапов:

1. Хладагент циркулирует по закрытому контуру системы, его движение поддерживается компрессором. На первом этапе в компрессор из испарителя поступает холодный парообразный хладагент низкого давления. Затем он сжимается, в течение этого процесса происходит повышение его температуры и давления.

2. Горячий пар поступает в конденсатор, где переходит в состояние жидкости высокого давления - процесс конденсации. Тепло, отводимое от хладагента вентилятором системы охлаждения, отдаётся окружающей среде.

3. Затем жидкий хладагент попадает в расширительный клапан, где он резко расширяется, при этом снижаются его давление и температура (он переходит в туманообразное состояние). Регулятор потока контролирует подачу хладагента в испаритель.

4. Хладагент низкого давления попадает в испаритель. Там он начинает кипеть и забирать тепло от воздуха внутри помещения, переходя при этом в газообразное состояние. Затем газообразный хладагент возвращается в компрессор, и цикл начинается заново.

Для нагрева воздуха в кондиционерах используется обратный цикл.

Контроль влажности воздуха. Обычно перед воздушным кондиционером ставится задача уменьшения влажности воздуха. Достаточно холодный (ниже точки росы) испарительный змеевик конденсирует водяной пар из обработанного воздуха (таким же образом, как и очень холодный напиток конденсирует водяной пар воздуха на внешней стороне стакана), отправляя воду в дренажную систему и, таким образом понижая влажность воздуха. Сухой воздух улучшает комфорт, так как он обеспечивает естественное охлаждение организма человека путём испарения пота с кожи. Обычно кондиционеры позволяют обеспечить относительную влажность воздуха от 40 до 60 процентов. Установка кондиционера с парогенератором позволяет поддерживать точное значение влажности в помещении.

Испарительные охладители. Вышеупомянутые персидские системы охлаждения были испарительными охладителями. В местах с очень сухим климатом они популярны, так как могут легко обеспечить хороший уровень комфорта. Испарительный охладитель - устройство, которое забирает воздух извне и пропускает его через влажную прокладку. Температура входящего воздуха, измеренная при помощи сухого термометра, уменьшается. Общее же «количество теплоты заключённое в воздухе» (внутренняя энергия) остаётся неизменным. Часть теплоты переходит в скрытую теплоту при испарении воды во влажных и более холодных прокладках. Такие охладители могут быть очень эффективны, если входящий воздух достаточно сухой. Также они дешевле и более надёжны и просты в обслуживании. Похожий тип охладителя, но использующий лёд для охлаждения и увлажнения воздуха, был запатентован американцем Джоном Горри Апалачиколой в 1842 году, который использовал это устройство для охлаждения пациентов в своём госпитале для больных малярией.

В основе работы любого кондиционера лежит свойство веществ поглощать тепло при испарении и выделять - при конденсации. В кондиционере это происходит следующим образом.

1. Сжатие. Испаренный парообразный хладагент поступает в компрессор по трубопроводу всасывания, а затем сжимается в кондиционере, и превращается в пар высокой температуры и высокого давления, который способен превращаться в жидкость при комнатной температуре.

2. Сжижение. Пар высокой температуры и высокого давления охлаждается воздухом в конденсаторе и сжижается.

3. Расширение. Проходя через капиллярную трубку (терморегулирующий вентиль), хладагент высокого давления, сжиженный в конденсаторе, переходит в состояние низкого давления, в котором он легко может испаряться.

4. Испарение. Жидкий хладагент низкого давления попадает в испаритель, поглощает тепло из окружающего воздуха и переходит в парообразное состояние.

Принцип работы кондиционера (рис. 3), таким образом, предельно прост: хладагент забирает тепло из воздуха в комнате и расходует его на свое испарение. Получившийся пар сжимают, и он отдает тепло уличному воздуху. При сжатии хладагент опять превращается в жидкость и опять готов забирать тепло из воздуха в комнате.

Некоторые кондиционеры могут и обогревать помещение с помощью так называемого теплового насоса. В этом режиме фреон циркулирует по контуру в обратном направлении, отбирая тепло из воздуха снаружи и передавая его внутрь помещения. Однако чем ниже температура на улице, тем труднее отбирать тепло из воздуха. Мощность обогрева падает по мере понижения температуры на улице, и при наружной температуре ниже -5°С не следует обогревать помещения с помощью кондиционера.

Итак: основные элементы кондиционера - это компрессор, теплообменники - конденсатор и испаритель, и соединяющие их трубки. Все остальные элементы служат для улучшения работы холодильного контура (вентиляторы) или для удобства пользователей (панель управления).

Чаще всего в кондиционерах используются герметичные поршневые компрессоры, в которых электродвигатель расположен внутри герметичного корпуса.

· При движении поршня (рис. 3) вверх по цилиндру компрессора хладагент сжимается. Поршень перемещается электродвигателем через коленчатый вал и шатун.

· Под действием давления пара открываются и закрываются всасывающие и выпускные клапаны компрессора холодильной машины.

· На схеме «а» показана фаза всасывания хладагента в компрессор. Поршень начинает опускаться вниз от верхней точки, при этом в камере компрессора создается разрежение и открывается впускной клапан. Парообразный хладагент низкой температуры и низкого давления попадает в рабочее пространство компрессора.

· В фазе сжатия пара и его выхода из компрессора поршень поднимается вверх и сжимает пар. При этом открывается выпускной клапан компрессора, и пар под высоким давлением выходит из компрессора.

Центральные системы кондиционирования воздуха

Для того, чтобы обеспечить соблюдение заданных воздушных параметров в больших помещениях используются так называемые полупромышленные сплит-системы. Они более надёжно работают при неблагоприятных погодных условиях, оборудованы дополнительной защитой от обмерзания. К ним относятся практически все вышеперечисленные требования, предъявляемые к бытовым сплит-системам. Как правило, полупромышленные кондиционеры не оснащаются фильтрами тонкой очистки воздуха и имеют проводной пульт дистанционного управления.

Практически все серьезные фирмы-изготовители оборудования отделяют производство полупромышленных сплитов на отдельные заводы, а иногда и специально выделяют эти серии. Отличительными особенностями полупромышленных систем комфортного кондиционирования воздуха являются: повышенная надежность, возможность удаления наружного блока от внутреннего на значительные расстояния (до 50 м., а по высоте - до 30м.), применение систем самодиагностики и самотестирования.

Кондиционеры типа СПЛИТ средней мощности для настенного, напольного, подпотолочного монтажа.

В производственной программе ведущих фирм, как правило, представлены модели предназначенные для настенного, потолочного подвесного и напольного монтажа - к внешнему виду таких моделей, как и в случае бытовых сплит-систем предъявляются высокие требования, так как они должны органично вписываться в любой интерьер (существуют модели для скрытого напольного монтажа за декоративными панелями). Внутренние блоки сплит-систем подпотолочного типа крепятся под потолком. Такое расположение позволяет направлять мощный поток охлажденного (или нагретого) воздуха настиланием по потолку и не допускать попадания прямого потока непосредственно в рабочую зону.

Изменения состояния воздуха в процессе кондиционирования

Наружный воздух через приемный клапан поступает в смесительную секцию, где смешивается с удаляемым из помещения рециркуляционным воздухом. Смесь воздуха очищается от пыли в фильтре и поступает в воздухонагреватель первой ступени. Подогретый воздух подвергается тепловлажностной обработке в секции оросительной камеры и нагревается в секции воздухонагревателя второго подогрева. Обработанный в кондиционере воздух подается в обслуживаемое помещение с помощью вентиляторного агрегата.

Рабочие секции (воздухонагреватели, фильтр, камера орошения) соединяются между собой с помощью секций обслуживания, а вентиляторный агрегат - с помощью присоединительной секции. Рабочие и вспомогательные секции устанавливаются на подставках. Расход рециркуляционного воздуха регулируется воздушным клапаном, а количество наружного - приемным клапаном. Регулирование расхода теплоносителя через секции воздухонагревателей производится регуляторами расхода. Удаление воздуха из системы теплоснабжения осуществляется через воздухосборники.

В теплый период года для охлаждения поступающей в камеру орошения воды используется холодильная установка, в состав которой входят: компрессор, конденсатор, испаритель и регулирующий вентиль. Циркуляция холодоносителя обеспечивается насосной группой. Переключение камеры орошения с политропического режима на диабатический производится трехходовым смесительным клапаном.



Заключение

Создание комфортного микроклимата в помещении дело непростое. Здесь не поможет банальный вентилятор, установленный в окне. Для этого разрабатывается система обеспечения, во-первых, вентиляции, т.е. обмена воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ, и, во-вторых, кондиционирования воздуха, т.е. автоматического поддержания в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) на определённом уровне. Целью этих мероприятий является обеспечение оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей и ведения технологического процесса.



Список использованных источников

1. Волков Ю. Интерьер и оборудование гостиниц и ресторанов. - Ростов н/Д.: 2004.

2. Классификация систем кондиционирования и вентиляции // Мир климата, 2006. - № 6.

3. Кокорин О.Я. Современные системы кондиционирования воздуха. - М.: 2003.

4. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. - М.: 2000.

Размещено на Allbest.ru