Кондиционирования воздуха.

С самого начало истории человечества люди хотели жить в

комфортных условиях: спать по ночам и не просыпаться от невыносимой

жары или не стучать зубами, закутавшись в шкуру мамонта.

Современные условия жизни дают такую возможность. И во многом этим мы обязаны кондиционерам.

История создания бытового кондиционера, принцип его работы и

поделиться интересными фактами. И быть может, утром, придя на

работу и налив себе свежего горячего кофе, вы отвлечетесь от рутинных

дел и найдете для себя что-то новое и интересное в этой статье.

Кондиционирование воздуха в Персии

Бадгир представляет из себя башню, проходящую через всё здание от

самых нижних помещений и возвышающуюся высоко над крышей. Внутренняя

часть бадгира разделена двумя перпендикулярными и параллельными

стенками.

Бадгиры бывают разных видов: одно-, двух-, четырех- и восьминаправленные.

Могут иметь в своём составе ёмкости с водой или каналы, в которых она

протекает. Конструкция бадгира зависит от местности и направления

движения ветра.

Но все конструкции имеют один тип работы: ветер попадает в верхние отверстия, которые идут внутрь здания.

Под давлением ветра с наветренной стороны поток воздуха опускается в

комнаты и вытесняет нагретый в этих помещениях воздух. Появляется

постоянная естественная циркуляция воздуха, и она помогает создать

более комфортные условия даже в условиях знойной пустыни. Отверстия в

верхней части бадгира могут закрываться, когда температура днем

становится невыносимой или надвигается песчаная буря.

В Египте её ещё называют «малькаф», а в ОАЭ — «барджиль».

Первые попытки создания кондиционера

Многие люди пытались создать устройство, которое бы охлаждало воздух в

помещении. Например, Джон Горри, американский врач, изучавший

тропические болезни, охлаждал больничные комнаты при помощи таза со

льдом, подвешенного к потолку.

Тяжелый холодный воздух направлялся в низ комнаты, к пациенту, а затем

уходил через отверстие возле пола. Так изучали влияние воздуха на

человека.

Дело в том, что в то время существовала гипотеза, что причиной малярии

является «плохой» воздух (от итальянского mala aria – «плохой воздух»).

Джон Горри использовал труды Оливера Эванса, который работал с

паровыми двигателями и заметил, что газ, расширяясь, «охлаждается».

В то же время Джейкоб Перкинс продолжил совершенствовать эту идею и,

улучшив конструкцию двигателя, получил патент на «Аппарат и средства

для производства льда и охлаждающих жидкостей» в 1835 году. Поэтому

Джон Горри смог получить патент на «улучшенную технологию производства

искусственного льда» в 1851 году (https://patents.google.com/patent/US8080).

Однако все вышеперечисленные попытки большим успехом не

увенчались. Настоящий прорыв произошел в 1902 году в Америке. И, как

часто это бывает в жизни, создание кондиционера произошло не

специально. Дело в том, что инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер в

типографии Бруклина собрал машину для борьбы с влажностью воздуха.

Высокая влажность воздуха в помещении отрицательно влияла на качество

печати: летом бумага сохла или разбухала при изменении влажности,

цветные чернила при этом расплывались, и изображение получалось

размытым.

Знакомое нам слово кондиционер происходит от англ. Air conditioning («to condition» - «улучшать что-либо до желаемого состояния»).

Использовал его инженер текстильной промышленности Стюарт Крэмер на

съезде текстильных производителей в г. Шарлотта штата Северная Каролина в

мае 1906 года по отношению к машине Уиллис Кэрриер: "Я использовал

термин "кондиционирование воздуха", чтобы включить в него общие понятия в

обработке воздуха - увлажнение , очистку , обогрев и вентиляцию

воздуха".

1915 году Уиллис Кэрриер и шесть его друзей создали компанию Carrier

Engineering, которая работает и по сей день. Они сделали настоящие

первые шаги по созданию комфорта в помещениях. В 1924 году была

установлена система кондиционирования воздуха в одном из крупных

универмагов штата Детройта. В этом же году системы кондиционирования

также были установлены в кинотеатрах г. Хьюстона в штате Техас. Поток

людей в кинотеатры был просто умопомрачительным, в считанные дни оборот

кинотеатров вырос более чем в три раза.

В период с 1922 по 1930 год были кондиционированы уже свыше 300 кинотеатров по всей Америке.

Уиллис Кэрриер с холодильной машиной1929

году не менее известная компания General Electric (GE), основанная

Томасом Эдисоном, выпускает первую сплит-систему (Split-system от анг.

Split - разделять). В этом устройстве использовался АММИАК, пары

которого небезопасны для здоровья человека, вследствие чего компрессор и

конденсатор кондиционера были вынесены на улицу.

Сплит-система– это система кондиционирования воздуха, которая состоит

из двух частей: одного внешнего и одного внутреннего блоков,

соединенных между собой медными трубками, в которых находится

хладагент.

Первые кондиционеры использовали токсичные газы, такие как аммиак и метилхлорид, которые были не безопасны при их утечке.

Томас Мидгли Младший первым предложил в качестве хладагента

использовать дифторхлорметан, названный впоследствии фреоном. К слову,

FREON — это торговая марка компании Dupont для всех CFC, HCFC или HFC хладагентов. Правильнее называть хладагент R (Refrigerant

— охладитель, хладагент) В те годы Томас Мидгли Младший работал в

компании General Electric, поэтому первая сплит-система, работающая на

фреоне, появилась в 1931 году от компании General Electric.

Давайте рассмотрим холодильный контур холодильной машины:

Данный цикл применим для каждого кондиционера

1. Вентиляторы – располагаются во внутреннем и внешнем блоке кондиционера, создают потоки воздуха, обдувающие конденсатор и испаритель.
2. Дроссель – устройство для ограничения подачи жидкости или регулирования потока рабочего материала.
3. Испаритель – теплообменник, в котором хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное за счет теплоты воздуха в помещении; располагается он во внутреннем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через испаритель, охлаждается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и нагревается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда испаритель становится конденсатором).
4. Компрессор – поддерживает движение хладагента по холодильному контуру путем его сжатия и подачи под давлением.
5. Конденсатор – теплообменник, в котором за счет охлаждения наружным воздухом конденсируется хладагент; располагается он во внешнем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через конденсатор, нагревается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и охлаждается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда конденсатор становится испарителем).
6. Хладагент - переносит тепло из помещения на улицу за счёт своих свойств.

Компрессор сжимает газообразный хладагент. Далее хладагент попадает на

конденсатор (теплообменник наружного блока), где, обдуваясь

вентилятором, охлаждается и конденсируется. Далее жидкая фаза

хладагента попадает на дросселирующее устройство, уменьшает свое

давление и дозируется. Затем попадает в испаритель (теплообменник

внутреннего блока), где, обдуваясь вентилятором, хладагент испаряется,

поглощая тепло из воздуха. После этого уже газообразный хладагент снова

попадает в компрессор, где цикл повторяется. Так работает каждый

кондиционер.