Kondícionáló ( angolul kondicionáló ) - az épületszerkezetek , járművek és egyéb berendezések helyiségeiben az optimális éghajlati viszonyok fenntartására szolgáló eszköz .
A legegyszerűbb formában a légkondicionálót úgy tervezték, hogy szabályozza és fenntartsa az előre meghatározott szobahőmérsékletet. A klímaberendezéseket a legszélesebb körben használják a beltéri levegő hőmérsékletének csökkentésére a forró évszakban és egész évben olyan helyiségekben, ahol többlethő keletkezik ( információs és számítástechnikai központok , metrókocsik , repülőgépkabinok , előadótermek , nézőterek stb.), vagy bizonyos hőmérsékletet beállítanak . karbantartást igényel ( élelmiszer raktárak , műtők ). A hőszivattyú funkcióval rendelkező klímaberendezések a hűtéssel együtt lehetővé teszik a levegő hőmérsékletének emelését a hideg évszakban, hűtő- és fűtőberendezésként is használhatók. A bonyolultabb klímaberendezések fel vannak szerelve a levegő szennyező anyagoktól való tisztítására , a friss levegő ellátására, a levegő párásítására , a levegő oxigénnel való dúsítására és egyéb, a levegő minőségét javító funkciókkal.
A modern "légkondicionáló" (légkondicionáló, az angolból. air - air and condition - condition) fogalma, mint egy helyiségben adott hőmérsékletet fenntartó berendezés megnevezése régóta létezik.
Jacob Perkins nevéhez fűződik a gőzkompressziós hűtési ciklus első szabadalma, amelyet 1835. augusztus 14-én adtak ki, „Jég és hűtőfolyadékok készítésére szolgáló készülék és eszköz” címmel. Az ötlet egy másik amerikai feltalálótól, Oliver Evanstől származik, aki 1805-ben állt elő, de soha nem épített hűtőszekrényt. Ugyanazt a szabadalmat külön adták ki Skóciában és Angliában is.
John Gorrie 1845-ben otthagyta az orvosi gyakorlatot, és a levegő hűtésére képes gép létrehozására összpontosított. Ennek eredményeként Gorri megtervezte a világ első kompresszorát , amely levegőt sűrít, amely aztán a tekercsen áthaladva kitágul és lehűl. Ezt az elvet ma is alkalmazzák minden hűtő- és légkondicionáló rendszerben. E találmány alapján John Gorry jégkészítő gépet épített. 1851. május 6- án megkapta a 8080. számú szabadalmat. A gép eredeti modelljét és a Gorry által írt tudományos cikkeket a Smithsonian Institution őrzik . Azonban a "jég és hűtőfolyadékok készítésére szolgáló készülékek és eszközök" szabadalmait már 1835-ben megadták Angliában és Skóciában Jacob Perkins amerikai származású feltalálónak , aki a "hűtőszekrény atyjaként" vált ismertté. Gorry pénzt akart gyűjteni autója gyártásához, déli városokba utazott, hogy anyagi támogatást találjon, de a vállalkozás kudarcot vallott, amikor partnere meghalt. John kénytelen volt visszatérni korábbi foglalkozásához, és élete végéig orvosként dolgozott.
Érdekes, hogy először 1815 -ben hangzott el a légkondicionálás szó . Ekkor kapott brit szabadalmat a francia Jeanne Chabannes a "lakások és egyéb épületek légkondicionálásának és hőmérsékletének szabályozására". Valójában az angol nyelvben a to condition ige meglehetősen szabványos, és többek között azt jelenti, hogy „valamit a kívánt állapotra javítani” , ebben az esetben olyan állapotba levegőzni, amely kényelmes az ember számára. hőmérséklet, páratartalom és egyéb paraméterek; Így az angol szóalkotási szabályok szerint a kondicionáló egyszerűen valaki vagy valaki, aki valamit egy bizonyos állapotba visz, és nem bármilyen neologizmus. Innen - a kondicionáló haj és ágynemű, amelyek már nem készülékek, hanem háztartási vegyszerek.
A légkondicionálást (Aerorefrigeration [1] ) a katonai hajók portáraiban használták.
Az ötlet gyakorlati megvalósítására azonban meglehetősen sokáig kellett várni. Willis Carrier amerikai mérnök-feltaláló csak 1902 -ben szerelt össze egy ipari hűtőgépet a brooklyni New York-i nyomda számára . A legkülönösebb, hogy az első klímaberendezést nem a dolgozók kellemes hűvösségének megteremtésére, hanem a páratartalom elleni küzdelemre szánták, ami nagymértékben rontotta a nyomtatási minőséget.
Az összes modern split rendszer és ablak "kövület" ősének tekinthető az első szobai légkondicionáló, amelyet a General Electric adott ki még 1929 -ben . Mivel ebben a készülékben hűtőközegként ammóniát használtak , amelynek gőzei nem biztonságosak az emberi egészségre, ezért a klímaberendezés kompresszorát és kondenzátorát a szabadba vitték. Vagyis lényegében ez az eszköz egy igazi osztott rendszer volt . Azonban 1931 óta, amikor az első, az emberi szervezet számára biztonságos freont szintetizálták , a tervezők jónak tartották, ha a klímaberendezés összes alkatrészét és szerelvényét egy házba szerelik össze. Így jelentek meg az első ablakklímák, melyek távoli leszármazottai ma is sikeresen működnek.
A szellőztetés és légkondicionálás legújabb fejlesztései terén sokáig az amerikai vállalatoké volt a vezető szerep, azonban a 20. század 50-es évek végén és a 60-as évek elején a kezdeményezés határozottan a japánokhoz került. A jövőben ők határozták meg a modern klímaipar arculatát.
1958- ban a japán Daikin cég felajánlotta az első hőszivattyút , megtanítva ezzel a klímaberendezéseket, hogy ne csak hideget, hanem hőt is szállítsanak a helyiségbe.
1961 - ben olyan esemény történt, amely nagymértékben meghatározta a hazai és félipari légkondicionáló rendszerek továbbfejlesztését - ez volt a japán Toshiba cég split rendszerek tömeggyártásának kezdete . A Toshiba volt az első, aki sorozatban gyártott két egységre osztott klímaberendezést, és az ilyen típusú klímaberendezések népszerűsége folyamatosan növekedni kezdett. Tekintettel arra, hogy a klímaberendezés legzajosabb része - a kompresszor mára kikerült az utcára, a split rendszerrel felszerelt szobák sokkal csendesebbek lettek, mint azokban a helyiségekben, ahol az ablakok működnek. A zajszint jelentősen csökkent. A második előny az volt, hogy az osztott rendszer beltéri egységét bármilyen kényelmes helyen el lehetett helyezni.
Manapság sokféle belső berendezést gyártanak: falra szerelhető, mennyezet alatti, padlón álló és álmennyezetbe épített - kazettás és csatornás . Ez nem csak a tervezés szempontjából fontos - a különböző típusú beltéri egységek lehetővé teszik a hűtött levegő optimális eloszlását egy bizonyos alakú és rendeltetésű helyiségekben.
1968- ban megjelent a piacon egy légkondicionáló, amelyben több beltéri egység működött egyidejűleg egy külső egységgel. Így jelentek meg a multi-split rendszerek. Ma kettő-kilenc különböző típusú beltéri egységet tartalmazhatnak.
Jelentős újítás volt az inverteres klímaberendezés megjelenése . 1981- ben a Toshiba kínálta az első osztott rendszert, amely zökkenőmentesen tudta szabályozni a teljesítményét, és már 1998-ban az inverterek elfoglalták a japán piac 95%-át.
1982- ben , a Daikin multi-split rendszerének finomítása eredményeként megjelent a verziója, amely lehetővé tette az egyes beltéri egységek teljesítményének beállítását, és VRV (Variable Refrigerant Volume, Variable Refrigerant Volume) márkanéven regisztrálták. más gyártók VRF (Variable Refrigerant Flow, változó hűtőközeg áramlás) néven emlegetik.
A központi klímaberendezések olyan ipari egységek, amelyeket nagy kereskedelmi és adminisztratív épületek, uszodák, ipari üzemek és mások levegőjének kezelésére használnak. A központi klíma nem autonóm, azaz működéséhez külső hideg forrásra van szüksége: vízhűtőből , freon külső kompresszorból és kondenzátor egységből vagy meleg víz központi fűtési rendszerből, bojlerből. E rendszerek fő célfunkciói: kényelmes szellőztetés hővisszanyeréssel , fűtéssel és hűtéssel; szellőztetés és párátlanítás az uszodák helyiségeiben; ipari szellőztetés hővisszanyeréssel és anélkül. A központi klímaberendezések által kezelt levegő légcsatorna-hálózaton keresztül az egész helyiségben eloszlik.
A precíziós klímaberendezéseket olyan helyiségekben használják, ahol a beállított paraméterek nagy megbízhatósággal és pontossággal kell betartani, például egészségügyi intézményekben, ipari helyiségekben, laboratóriumokban, vezérlőállomásokon, kommunikációs központokban, elektronikus számítógéptermekben, vezérlőtermekben és egyéb helyiségekben. Ez egy monoblokk, amely tartalmaz egy szellőztető egységet, egy szűrőt, egy hűtőgépet freon léghűtővel, egy vízmelegítőt és egy elektromos melegítőt. A klímaberendezést levegő-visszaforgatással és 100%-os befúvással rendelkező rendszerekben egyaránt használják.
A borkondicionálókat pincékben és drága borok tárolására szolgáló helyiségekben használják, ahol mindig szigorúan meghatározott mikroklímát kell fenntartani. A levegő hőmérséklete - 12 ° C, a levegő páratartalma 60-70%. Csak ebben az esetben lehet a borokat hosszú ideig tárolni. A megfelelően felszerelt pincékben évről évre érettebb és drágább a bor.
Az autonóm légkondicionáló rendszereket csak kívülről látják el elektromos energiával, például a szekrényes klímaberendezéseket és hasonlókat. Az ilyen klímaberendezések beépített kompressziós hűtőgépekkel rendelkeznek, amelyek freonon működnek - R-22 , R-134a , R-407C , R-32. Az autonóm rendszerek hűtik és párátlanítják a levegőt, amihez a ventilátor a hűtőgépek elpárologtatóinak számító felületi léghűtőkön keresztül fújja a recirkulált levegőt, átmeneti vagy téli időszakban pedig elektromos fűtőberendezéssel vagy a hűtés működésének megfordításával melegítheti fel a levegőt. gép, az úgynevezett "hőszivattyú" ciklusa szerint.
A legtöbb háztartási klíma nem tud működni negatív külső hőmérsékleten, különösen fűtési üzemmódban, ezért a középső szélességi fokokon csak az átmeneti időszakban használhatók a hagyományos fűtési rendszerek helyett. A negatív hőmérsékleten is működő klímaberendezéseket minden időjárási körülmények között alkalmazzák (levegő-levegő hőszivattyúk).
Kis térfogatok (például bármely berendezés, PC-processzorok belső üregeinek) hűtésére néha Peltier-elemeken alapuló klímaberendezéseket használnak . Az ilyen klímaberendezések csendesek, könnyűek, nincsenek mozgó alkatrészeik, megbízhatóak és kompaktak, de nagyon korlátozott a hűtőkapacitásuk, drágák és kevésbé gazdaságosak.
A kültéri levegővel működő klímaberendezést befúvó klímaberendezésnek nevezzük . a belső levegő- keringetésben ; kültéri és beltéri légkondicionálás keverékén rekuperációval .
A kompressziós típusú klímaberendezések a leggyakoribbak. Ezen kívül vannak még abszorpciós és párologtató klímaberendezések is. A kompressziós klímaberendezések a legtöbb esetben a levegő hűtésére és fűtésére is működnek. Az evaporatív klímaberendezések a hűtés mellett a levegő párásításáról és szellőztetéséről is gondoskodnak.
Bármely helyi autonóm kompressziós típusú klímaberendezés (valamint bármely hűtőegység ) fő alkatrészei a következők:
A klímaberendezés kialakítása viszonylag egyszerű, és nem tartalmaz potenciálisan veszélyes anyagokat. Az elpárologtató típusú légkondicionálók fő összetevői:
Valamivel tökéletesebb a közvetett elpárologtatású klíma kialakítása, aminek következtében az elpárolgott nedvesség nem jut be a helyiségbe.
A kompresszor, a kondenzátor, a fojtószelep (kapilláriscső, termosztatikus készülék) és az elpárologtató vékonyfalú réz- vagy alumíniumcsövekkel vannak összekötve, és hűtőkört alkotnak, amelyben a hűtőközeg kering (hagyományosan a klímaberendezések kis mennyiségű freon keverékét használják kompresszorolaj).
A légkondicionáló működése során a következők fordulnak elő (vegyük az R22 freon példáját ). Gáznemű hűtőközeg lép be a kompresszor bemenetébe az elpárologtatóból alacsony, 3-5 atmoszféra nyomáson és +10 és +20 °C közötti hőmérsékleten. A klímakompresszor 15-25 atmoszféra nyomásra sűríti a hűtőközeget, aminek következtében a hűtőközeg + 70-90 °C-ra melegszik, majd belép a kondenzátorba.
A kondenzátort körülvevő levegő alacsonyabb hőmérséklete miatt a hűtőközeg hőjének egy részét abba engedi, és a gázfázisból a folyékonyba kerül. A kondenzátoron található ventilátor a kondenzátor méretének csökkentését szolgálja, miközben fenntartja a szükséges hőcserét.
A kondenzátor kimeneténél a hűtőközeg folyékony halmazállapotú, nagy nyomás alatt van, és hőmérséklete 10-20 °C-kal meghaladja a légköri (kültéri) levegő hőmérsékletét. A kondenzátorból a meleg hűtőközeg az expanziós szelepbe jut, ami a legegyszerűbb esetben egy kapilláris (hosszú vékony rézcső, amely spirálba csavarodott). Az expanziós szelep kimeneténél a hűtőközeg nyomása és hőmérséklete jelentősen csökken, a hűtőközeg egy része elpárologhat.
A fojtóberendezés (kapilláriscső vagy expanziós szelep) után a folyékony és gáz halmazállapotú hűtőközeg alacsony nyomású keveréke belép az elpárologtatóba. Az elpárologtatóban a folyékony hűtőközeg hőfelvétellel a gázfázisba kerül, illetve az elpárologtatón áthaladó levegő lehűl. Ezután az alacsony nyomású gáznemű hűtőközeg belép a kompresszor bemenetébe, és a teljes ciklus megismétlődik. Ez a folyamat minden klímaberendezés működésének alapja, és nem függ a típusától, a típusától vagy a gyártójától.
Légkondicionáló (hűtőszekrény) működése a kondenzátorból (vagy a Peltier-elem forró csatlakozásánál) történő hőelvonás nélkül alapvetően lehetetlen. Ez a termodinamika második főtételéből fakadó alapvető korlát . A hagyományos háztartási berendezésekben ez a hő hulladékhő, és a környezetbe kerül. Sőt, mennyisége meghaladja a helyiség (kamra) hűtése során felvett értéket, mert. ha a freont kompresszor sűríti, az energia elhasználódik, áthaladva a melegbe. Bonyolultabb készülékekben ezt a hőt háztartási célokra hasznosítják: melegvízellátás és egyebek.
Ahogy a neve is sugallja, az ilyen típusú klímaberendezések párologtatással működnek. Párologtató folyadékként vizet használnak, a meleg külső levegő egy ventilátor segítségével nedves szűrőkön halad át és lehűl a légkondicionált helyiségbe. A hűtés hatékonysága a külső levegő páratartalmától függ. Minél alacsonyabb a páratartalom, annál erősebben párolog ki a víz a szűrőkből, annál hatékonyabban működik a klímaberendezés [3] .
Előnyök .
Hátrányok .
Az egyik legsúlyosabb meghibásodás a klímaberendezéshez kapcsolódik, és akkor fordul elő, ha az elpárologtatóban lévő freonnak nincs ideje teljesen gáznemű állapotba kerülni. Ebben az esetben folyadék kerül a kompresszor bemenetébe, ami a kompresszor meghibásodását okozza a vízkalapács miatt . Több oka is lehet annak, hogy a freonnak nincs ideje elpárologni, de a leggyakrabban a rosszul megtervezett klíma nem megfelelő működése okozza. Először is, a piszkos szűrők a meghibásodás okai lehetnek (ebben az esetben az elpárologtató légáramlása és hőátadása romlik), másodszor pedig a klímaberendezés negatív külső hőmérsékleten kapcsol be. Negatív hőmérsékleten (-10 ° C alatt ) fennáll annak a veszélye, hogy a folyékony freon bejut a kompresszor üregébe, ami annak lebomlásához vezet. [4] A drágább, megfelelően kialakított rendszerekben további szenzorok, tartályok vannak, amelyek megakadályozzák, hogy folyékony freon kerüljön a kompresszor bemenetébe. Az ilyen rendszerekben a legvalószínűbb meghibásodás az egyik érzékelő meghibásodása, ami azonban életképessé teszi a hűtőrendszert. A Szovjetunióban gyártott BK-1500, BK-2500 háztartási ablakklímákban (Baku Plant [5] ) e jelenség kiküszöbölésére egy további kazánt alkalmaztak (a klímaberendezések középső és felső árkategóriájának számos modelljében használják ).
A hűtőközeg szivárgása a légkondicionáló hibás/nem hatékony működését is okozhatja. A szivárgás fő oka a freonvezeték telepítése, amelyet szabálysértésekkel végeztek, például a csövek rossz minőségű fáklyázása. Idővel a szivárgás leglátványosabb külső megnyilvánulása a csökkent teljesítményen kívül a szelep (alacsony nyomású oldalon) lefagyása az osztott rendszer kültéri egységén, vagy (ritkábban) az elpárologtató lefagyása, amelyet a hűtőközeg nyomásának csökkenése, ami az R22 hűtőközeget használó klímaberendezéseknél normális, 4,3 bar (alacsony nyomású oldal) +25 °C külső levegő hőmérséklet mellett. A fagyás azonban más okok miatt is előfordulhat, például ha nedvesség kerül az áramkörbe, vagy ha törmelék kerül be.
A levegő és a nedvesség jelenléte az áramkörben idővel a kompresszor meghibásodásához, a kapilláris jégdugókkal való eltömődéséhez vezethet. A levegő áramkörbe jutásának oka az osztott rendszer rossz minőségű telepítése is. Megfelelő telepítés esetén az áramkör összeszerelése után egy speciális vákuumszivattyúval bizonyos ideig (az áramkör térfogatától függően, háztartási rendszereknél általában 20 perctől egy óráig) evakuálják a levegő és a levegő eltávolítása érdekében. párologtassa el az áramkörben lévő nedvességet.
A légkondicionáló rendszerben a páralecsapódás a mikroorganizmusok gyors fejlődéséhez vezet a beltéri egység nedves felületein, majd bejutnak a helyiségbe. A levegő mikroorganizmusokkal való telítettsége hozzájárul a légúti és bőrbetegségek kialakulásához.
A kondicionált térfogat hűtésére és fűtésére egyaránt működő reverzibilis klímaberendezéseknél előfordulhat, hogy az irányváltó szelep elakadhat, ami megváltoztatja a hőátadás irányát. Ebben az esetben a légkondicionáló nem tudja megváltoztatni a hőátadás irányát, általában csak „egy irányba” tud normálisan működni, hűtésre.
Manapság már léteznek intelligens klímaberendezések vagy "okos" klímaberendezések – amelyek beépített számítógéppel rendelkeznek és csatlakoznak az internethez vagy egy intelligens otthoni rendszerhez, és okostelefonnal , internetes táblagéppel vagy számítógéppel vagy laptoppal vezérelhetők . az internet. Egy okostelefonon lévő szoftveralkalmazás segítségével távolról vezérelheti az "okos" légkondicionáló működését (nem a szobában). Ez lehetővé teszi, hogy a klímaberendezés beépítési helyétől jelentős távolságra van annak be- és kikapcsolása, az üzemmód megváltoztatása vagy a helyiségben a szükséges levegő hőmérséklet beállítása. Így mire haza vagy az irodába érkezik, a légkondicionált helyiség levegőparaméterei megfelelnek az Ön igényeinek. Ezzel a technológiával beállíthat egy világos programot a klímaberendezéshez, amely szerint a napi vagy heti működési időszakban fog működni [6] .
| Klíma- és hűtőberendezések | |
|---|---|
| Fizikai működési elvek |
|
| Feltételek | |
| A hűtőberendezések típusai |
|
| A kemény valuta fajtái |
|
| Berendezés típusok | |
| Hűtők | |
| Az SLE beltéri egységek típusai |
|
| Hűtőközegek |
|
| Alkatrészek | |
| Hőenergia átviteli vonalak | |
| Kapcsolódó kategóriák |
|