Об’єкти
Історія кондиціювання
Сама собою ідея штучного охолодження у спеку налічує кілька тисячоліть. Для цього використовувалися віяла, опахала і спеціально навчений персонал. Але історія механічної вентиляції, і подальшого кондиціонування, набагато коротше. У 1735 році в будівлі англійського парламенту встановили перше в історії механічне опахало, яке рухається паровим двигуном.
Пристрій назвали вентилятором.
А в 1810 році в одній із лондонських лікарень вперше було застосовано науково розраховану систему природної вентиляції. Незабаром (1815 року) ця система була запатентована. Але зробили це чомусь не англійці, а винахідливий француз Жан Шабаннес. Свій метод природної вентиляції він назвав “кондиціюванням будівель”. Так у лексикон увійшло слово «кондиціонувати», що означає «приводити щось у відповідність до певних вимог або норм».
В Англії також щосили кипіла наукова думка. У її авангарді знаходився великий британський фізик, хімік та винахідник Майкл Фарадей. Вивчаючи стан речовини, він переводив рідини в газоподібний стан, і назад. Експериментуючи з аміаком, вчений переконався: ця речовина, випаровуючись, поглинає тепло. Принцип роботи кондиціонера та холодильника було відкрито: в одній частині двосторонньої системи речовина, випаровуючись, поглинає тепло. В іншій же, повертаючись у рідкий стан, виділяє його в довкілля.
Залишилося лише зібрати працюючий агрегат. У США винахідництвом займався Джон Горрі, практикуючий лікар. За свідченнями істориків, Горрі працював у клініці міста Апалачікола, штат Флорида, де вивчав тропічні хвороби. Клімат у Флориді був досить спекотним, а тому завдавав чималих страждань хворим. Бажаючи допомогти своїм пацієнтам, Джон Горрі почав розробку агрегату, здатного охолоджувати повітря. В результаті винахідник створив перший у світі компресор, що стискає повітря, яке, проходячи через змійовик, розширювалося і охолоджувалося. Цей принцип і донині застосовується у всіх холодильних агрегатах та кондиціонерах. На основі свого винаходу Джон Горрі побудував машину для виробництва льоду, на яку в 1851 отримав патент N 8080. Перший холодильник не приніс багатства своєму творцю – Джон Горрі повернувся до медичної практики і до кінця свого життя працював лікарем.
І лише в 1902 році інженер Вілліс Каррієр виготовив перший зразок машини, що охолоджує повітря. Це диво техніки було встановлено в одній із бруклінських друкарень. Охолоджувальне повітря агрегат було змонтовано, щоб зменшити вологість повітря (на вологому папері фарба сохне дуже повільно). А вологість, як відомо, зменшується при зниженні температури. Але прохолода, про яку найменше думав друкарський ділок, обернулася для нього додатковим прибутком. Робітники, які друкували в комфортних умовах, стали менше втомлюватися, тиражі значно зросли.
Вже через рік подібний апарат був встановлений у Кельнському театрі, де відвідувачі стали співпереживати пристрастям на сцені у прохолоді та комфорті. Не відставало і Нове світло. 1924 року кондиціонер встановили в Детройтському універмазі. Народ повалив туди натовпом; система кондиціювання ледве справлялася, але завдяки приємній прохолоді оборот закладу зріс за кілька днів чи не втричі! Приклад універмагу наслідували банки, кінотеатри, і навіть громадські туалети…
1928 року було кондиціоновано американський Конгрес, а 1929-го і Сенат США.
1929 року компанією General Electric був випущений перший кімнатний кондиціонер, предок сучасних агрегатів. В принципі, ця машина була прообразом спліт-системи – її компресор та конденсатор кріпилися на вулиці. Зроблено це заради безпеки, т.к. як хладогент використовувався шкідливий аміак, до того ж він міг вибухати.
1931 року вирішенням проблеми став новий холодоагент — фреон. Всі частини кондиціонера були зібрані в одному блоці. Так з’явився віконний кондиціонер, який швидко завоював популярність в Америці.
Принцип роботи
Компресор, конденсатор, дросель (капілярна трубка, ТРВ та ін.) та випарник з’єднані тонкостінними мідними трубками (останнім часом іноді і алюмінієвими) і утворюють холодильний контур, усередині якого циркулює холодоагент. (Традиційно в кондиціонерах використовується суміш фреону з невеликою кількістю компресорної олії, проте відповідно до міжнародних угод виробництво та використання старих сортів, що руйнують озоновий шар, поступово припиняється.)
У процесі роботи кондиціонера відбувається таке. На вхід компресора з випарника надходить газоподібний холодоагент під низьким тиском 3-5 атмосфер і температурою 10-20 °C. Компресор кондиціонера стискає холодоагент до тиску 15 – 25 атмосфер, внаслідок чого холодоагент нагрівається до 70 – 90 ° C, після чого надходить у конденсатор (на прикладі R22).
Завдяки інтенсивному обдування конденсатора, холодоагент остигає і переходить з газоподібної фази в рідку з виділенням додаткового тепла. Відповідно повітря, що проходить через конденсатор, нагрівається.
На виході конденсатора холодоагент знаходиться в рідкому стані, під високим тиском і з температурою на 10 – 20 ° C вище за температуру атмосферного (зовнішнього) повітря. З конденсатора теплий холодоагент потрапляє в терморегулюючий вентиль (ТРВ), який у найпростішому випадку являє собою капіляр (довгу тонку мідну трубку, свиту в спіраль). На виході ТРВ тиск і температура холодоагенту значно знижуються, частина холодоагенту при цьому може випаруватися.
Після ТРВ суміш рідкого та газоподібного холодоагенту з низьким тиском надходить у випарник. У випарнику рідкий холодоагент переходить у газоподібну фазу з поглинанням тепла, відповідно повітря, що проходить через випарник, остигає. Далі газоподібний холодоагент з низьким тиском надходить на вхід компресора і весь цикл повторюється. Цей процес є основою роботи будь-якого кондиціонера і залежить від його типу, моделі чи виробника.
Робота кондиціонера без відведення тепла від конденсатора принципово неможлива. У звичайних побутових установках це тепло є непридатним і відводиться в довкілля, причому його кількість значно перевищує величину, поглинену при охолодженні приміщення (камери). У складніших пристроях це тепло утилізується для побутових цілей: гаряче водопостачання, та інших.
У середині 50-х японські виробники витіснили з американських ринку низькими цінами і стали конкурувати на ринку кондиціонерів між собою. Наприкінці 50-х японська компанія Daikin випустила на ринок побутовий кондиціонер, оснащений тепловим насосом. Цей пристрій не тільки охолоджував повітря, але й міг обігріти приміщення.
А ще за три роки почався масовий випуск спліт-систем. Починаючи з 1961 року, коли японська компанія Toshiba вперше запустила у серійне виробництво кондиціонер, поділений на два блоки, популярність цього типу кліматичного обладнання постійно зростала. Завдяки тому, що найгучніша частина кондиціонера — компресор тепер винесена на вулицю, в приміщеннях, обладнаних спліт-системами, набагато тихіше, ніж у кімнатах, де працюють віконники. Інтенсивність звуку зменшено на порядок. Другий величезний плюс – це можливість розмістити внутрішній блок спліт-системи у будь-якому зручному місці.
Сьогодні випускається чимало різних типів внутрішніх пристроїв: настінні, підстельні, підлогові та вбудовані в підвісну стелю – касетні та канальні. Це важливо не тільки з погляду дизайну – різні типи внутрішніх блоків дозволяють створювати найбільш оптимальний розподіл охолодженого повітря в приміщеннях певної форми та призначення. А 1968 року на ринку з’явився кондиціонер, у якому з одним зовнішнім блоком працювало відразу кілька внутрішніх. Так з’явилися мультиспліт-системи. Сьогодні вони можуть включати від двох до дев’яти внутрішніх блоків різних типів.
Кондиціонери в СРСР
Побутові кондиціонери були й у СРСР. У 1975 році за ліцензією японської фірми Hitachi в Баку було налагоджено виробництво побутових кондиціонерів. Випускалися ці кондиціонери, названі «БК» (Побутовий Кондиціонер), лише в трьох варіантах за потужністю 1500, 2000, 2500 ват, що приблизно відповідало сучасним 5-й, 7-й і 9-й. Громіздкий, галасливий і дорогий (модель1500 коштувала близько 350 рублів!), цей кондиціонер був у СРСР шаленим дефіцитом. По-перше інших просто не було, а по-друге ставили його насамперед в установах. Вважалося, що Радянській людині кондиціонер “без потреби”…
Треба правда віддати належне їх невибагливості, безглуздості і ремонтопридатності … Як правило, вони не ламалися, а забивалися брудом і пилом після чого тепловий контур втрачав ефективність і їх списували, а потім викидали.