Ауаны кондициялау - Air conditioning

Бұл мақала ауаны салқындату туралы. Жылыту, желдету және ауаны баптау туралы ақпаратты қараңыз HVAC. Көліктердегі ауа баптау жүйелерін қараңыз Автомобильді кондиционерлеу. Curved Air альбомын қараңыз Кондиционер (альбом).
«A / C» қайта бағытталады. Басқа мақсаттар үшін қараңыз Айнымалы.
Ғимараттың сыртындағы салқындатқыш конденсатор қондырғылары
Қабырғаға орнатылған кондиционер қондырғысы

Ауаны кондициялау (жиі деп аталады Айнымалы, A / C, немесе ауа кон)[1] - бұл тұрғындардың жайлылығын жақсарту үшін бос кеңістіктің ішкі бөлігінен жылу мен ылғалды кетіру процесі. Кондиционерді тұрмыстық және коммерциялық ортада пайдалануға болады. Бұл үдеріс көбінесе адамдар мен басқа жануарлар үшін ыңғайлы ішкі ортаға қол жеткізу үшін қолданылады; дегенмен, жылу шығаратын электронды құрылғылармен толтырылған бөлмелерді салқындату және құрғату үшін ауа баптау қолданылады компьютерлік серверлер, күшейткіштер, сондай-ақ өнер туындылары сияқты кейбір нәзік өнімдерді көрсету және сақтау үшін.

Кондиционерлер желдеткішті көбінесе ғимарат немесе а сияқты жабық кеңістікке жайылған ауаны тарату үшін пайдаланады автомобиль жақсарту жылу жайлылығы және үй ішіндегі ауа сапасы. Салқындатқыш негізіндегі электрлік айнымалы қондырғылар бір ересек адам көтере алатын шағын жатын бөлмені салқындата алатын шағын қондырғылардан бастап бүкіл ғимаратты салқындата алатын кеңсе мұнараларының төбесінде орнатылған жаппай қондырғыларға дейін бар. The салқындату әдетте a арқылы қол жеткізіледі салқындату циклы, бірақ кейде булану немесе еркін салқындату қолданылады. Сондай-ақ, ауа баптау жүйелерін де жасауға болады құрғатқыштар (ауадан ылғалды кетіретін химиялық заттар). Кейбір айнымалы ток жүйелері бас тарту немесе жер асты құбырларындағы жылуды сақтау.[2]

Жылы құрылыс, жылытудың толық жүйесі, желдету, және кондиционер деп аталады HVAC.[3] 2018 жылғы жағдай бойынша 1,5 млрд. Кондиционер қондырғысы орнатылды Халықаралық энергетикалық агенттік 2050 жылға қарай 5,6 млрд дана қолданыста болады деп күтуде.[4] Дүниежүзілік қолданыстағы кондиционер бүкіл әлемде ғимараттардағы энергияны пайдаланудың 1/5 бөлігін құрайды және кондиционерді пайдаланудың күтілетін өсуі энергияға деген сұраныстың айтарлықтай өсуіне ықпал етеді.[4] Жауап ретінде 2018 жылы Біріккен Ұлттар технологияны көбірек жасауға шақырды тұрақты дейін климаттың өзгеруін азайту.[5][6]

Тарих

Буландырғыш салқындату

Ерте заманнан бері салқындату үшін қар мен мұз қолданылған. Мұзды қыста жинау және жазда пайдалану үшін сақтау ісі 17 ғасырдың аяғында кең етек алды.[7] Бұл тәжірибе механикалық мұз жасайтын машиналармен ауыстырылды.

Кондиционердің негізгі тұжырымдамасы қолданылған деп айтылады ежелгі Египет, онда қамыстар терезелерге ілініп, тамшылатып сумен суланған. Судың булануы терезеден соққан ауаны салқындатты. Бұл процесс ауаны ылғалды етті, бұл құрғақ шөл климатында пайдалы болуы мүмкін. Ортағасырлардағы басқа техникалар Персия қолданумен байланысты цистерналар және жел мұнаралары ыстық маусымда ғимараттарды салқындату.[8]

2 ғасырдағы қытайлық өнертапқыш Дин Хуан туралы Хан әулеті ойлап тапты айналмалы желдеткіш диаметрі 3 м (10 фут) жеті дөңгелегі бар және тұтқындардың қолымен жұмыс істейтін кондиционер үшін.[9] 747 жылы, Император Сюанцзун (712-762 жж.) Таң династиясы (618-907) болды Салқын зал (Лян Диан 涼 殿) император сарайында салынған, ол Тан Юлин бар ретінде сипаттайды сумен жұмыс істейді ауаны кондиционерлеуге арналған желдеткіш дөңгелектер, сондай-ақ субұрқақтардан келетін ағынды су ағындары. Кейінгі уақытта Song Dynasty (960–1279) жазбаша дереккөздерде кондиционердің айналмалы желдеткіші кеңінен қолданылған деп айтылған.[10]

17 ғасырда голландиялық өнертапқыш Корнелис Дреббел заманауи кондиционерлеудің алғашқы түрі ретінде «Жазды қысқа айналдыруды» көрсетті Джеймс I Англия суға тұз қосу арқылы.[11]

Механикалық салқындатуды дамыту

Горри мұз машинасының төрттен үш масштабты моделі Джон Горри мемлекеттік мұражайы, Флорида

1758 жылы, Бенджамин Франклин және Джон Хадли, химия профессоры Кембридж университеті, затты жылдам салқындату құралы ретінде булану принципін зерттеу үшін эксперимент жүргізді. Франклин мен Хадли жоғары ұшқыш сұйықтықтардың булануы (мысалы, алкоголь және эфир) судың қату температурасынан асып түсетін заттың температурасын төмендету үшін пайдаланылатындығын растады. Олар экспериментті сынапты термометрдің лампасымен объект ретінде және оны жылдамдату үшін қолданылатын сильфонмен өткізді булану. Олар термометр шамының температурасын -14 ° C (7 ° F) дейін төмендетіп, қоршаған ортаның температурасы 18 ° C (64 ° F) болды. Франклин олар судың қату температурасынан 0 ° C (32 ° F) өткеннен кейін көп ұзамай термометр шамының бетінде жұқа мұз қабаты пайда болғанын және мұздың массасы шамамен 6 мм (1⁄4 )14 ° C (7 ° F) жеткенде экспериментті тоқтатқан кезде қалың. Франклин қорытындылады: «Осы тәжірибеден жаздың жылы күнінде адамды тоңдырып өлтіру мүмкіндігі туралы айтуға болады».[12]

1820 жылы ағылшын ғалымы және өнертапқышы Майкл Фарадей сығымдау және сұйылту екенін анықтады аммиак сұйытылған аммиактың булануына жол берілген кезде ауаны салқындатуы мүмкін. 1842 жылы, Флорида дәрігер Джон Горри мұз жасау үшін компрессорлық технологияны қолданды, ол оны өз ауруханасындағы пациенттері үшін ауаны салқындатуға пайдаланды Апалахикола, Флорида. Ол ақыр соңында мұз жасайтын машинаны ғимараттардың температурасын реттеу үшін қолданамын деп үміттенді. Ол тіпті бүкіл қалаларды салқындатуға болатын орталықтандырылған кондиционерді де ойластырды. Оның прототипі ағып, жүйесіз орындалғанымен, Горри 1851 жылы мұз жасайтын машинасына патент алды. Оның процесі мұздың жасанды өндірісін жақсартқанымен, көп ұзамай оның басты қаржылық қолдаушысы қайтыс болғанда және Горри машинаны жасау үшін қажет ақшаны ала алмаған кезде оның табысқа деген үміті жоғалды. Оның өмірбаяны Вивиан М.Шерлоктың айтуынша, ол «мұз патшасын» айыптады, Фредерик Тюдор, оның сәтсіздігі үшін, Тюдордың іске қосқанына күмәнданып қаралау науқаны оның өнертабысына қарсы. Доктор Горри 1855 жылы кедейленіп қайтыс болды, ал кәдімгі кондиционерлеу туралы арман 50 жылға созылды.[дәйексөз қажет ]

Джеймс Харрисон Мұз жасайтын алғашқы механикалық машина 1851 жылы жағалауында жұмысын бастады Барвон өзені Рокки-Пойнтта Geelong, Австралия. Мұз жасайтын алғашқы коммерциялық машинасы 1853 жылы пайда болды және эфирге патенті бу сығымдағы салқындату жүйесі 1855 жылы берілген. Бұл жаңа жүйеде салқындатқыш газды салқындатқыштан өткізіп жіберуге мәжбүр ететін компрессор қолданылған, ол салқындатылған және сұйытылған. Содан кейін сұйылтылған газ тоңазытқыш катушкалар арқылы айналып, қайтадан буланып, қоршаған жүйені салқындатады. Машина тәулігіне үш тонна мұз шығарды.[13]

Гаррисон 1860 жылы Сиднейде екінші мұз компаниясын құруда коммерциялық сәттілікке қол жеткізгенімен, ол кейінірек мұздатқышта сиыр етін сатудың американдық артықшылығымен қалай бәсекелесуге болатындығы туралы пікірталасқа түсті. Біріккен Корольдігі. Ол былай деп жазды: «Тоңазыту процесі кез-келген уақытқа дейін жалғасуы үшін, мұздатылған және саяхатқа оралғандай жаңа ет», және 1873 жылы желкенді кемені дайындады Норфолк эксперименттік түрде сиыр етін Ұлыбританияға жеткізу үшін. Мұзды күткеннен жылдамырақ жұмсап жібергенде, оның өзіне салқындату жүйесін орнатудың орнына суық бөлме жүйесін таңдауы апатты болды.[13]

Электрлік кондиционер

Уиллис тасымалдаушы

Заманауи электр қондырғысы мен саласының құрылуы американдық өнертапқышқа жүктелген Уиллис Х..[14][15][16][17] Бітіргеннен кейін Корнелл университеті, Carrier компаниясы жұмыс тапты Buffalo Forge компаниясы. Онда ол Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company компаниясындағы қолдану мәселесін шешу әдісі ретінде кондиционермен тәжірибе жасай бастады. Бруклин, Нью-Йорк. Құрылған және салынған алғашқы кондиционер Буффало, Нью-Йорк Carrier компаниясы 1902 жылы 17 шілдеде жұмыс істей бастады.[18]

Өндірісті жақсартуға арналған процесті басқару ішінде басып шығару зауыт, Carrier компаниясының өнертабысы тек бақыланбайды температура бірақ және ылғалдылық. Тасымалдаушы заттарды бумен жылыту туралы білімдерін қолданып, процесті кері бағытта жүргізді. Ауаны ыстық катушкалар арқылы жіберудің орнына ол суық катушкалар арқылы жіберді (суық сумен толтырылған). Ауа салқындатылды, сол арқылы ауадағы ылғалдың мөлшерін бақылауға болатын еді, бұл өз кезегінде бөлмедегі ылғалдылықты басқарылатын етіп жасады. Бақыланатын температура мен ылғалдылық қағаздың өлшемдерін және сияның теңестірілуін сақтауға көмектесті. Кейінірек Carrier технологиясы жұмыс орнында өнімділікті арттыру үшін қолданылды және Американың Carrier кондиционерлік компаниясы өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру үшін құрылды. Уақыт өте келе кондиционер үйлердегі жайлылықты жақсарту үшін қолданыла бастады автомобильдер сонымен қатар.

1906 жылы, Стюарт В.Крамер туралы Шарлотта өзінің тоқыма фабрикасында ауаға ылғал қосудың жолдарын қарастырды. Крамер «кондиционер» терминін ойлап тапты, оны патенттік шағымда қолданып, сол жылы «суды кондиционерлеудің» аналогы ретінде ұсынды, содан кейін тоқыма бұйымдарын өңдеуді жеңілдетудің танымал процесі. Ол ылғалдылықты желдетумен біріктіріп, «жағдайға» және тоқыма фабрикаларында қажетті ылғалдылықты басқара отырып, фабрикалардағы ауаны өзгертті. Уиллис Карриер бұл терминді қабылдады және оны өз компаниясының атына енгізді.[19]

Осыдан кейін көп ұзамай, 1914 жылы Миннеаполисте салқындатқышы бар алғашқы жеке үй салынды Чарльз Гейтс.[20] Дэвид Сент-Пьер ДюБозе (1898-1994) үйге арнап ауа өткізгіштер мен желдеткіштер желісін жобалаған кезде, кондиционердің жеке үйдің, әсіресе, климаты жылы өңірлердің стандартты ерекшелігі болатынын түсінді. Meadowmont, барлығы күрделі және тартымды грузин стиліндегі ашық қалыптардың артында жасырынған.[қашан? ] Бұл ғимарат АҚШ-тағы жабдықталған алғашқы жеке үйлердің бірі болып саналады орталық кондиционер.[21]

1945 жылы Роберт Шерманның Линн, Массачусетс ауаны салқындататын, қыздыратын, ылғалдандыратын, ылғалдандыратын және сүзгіден өткізетін портативті, терезе ішіндегі кондиционер ойлап тапты.[22]

1960 жылдардың аяғында Америка Құрама Штаттарында жаңадан салынған тұрғын үйлердің көпшілігінде орталық кондиционер болды. Осы уақыт ішінде қораптағы кондиционер қондырғылары да арзандады, соның нәтижесінде Флорида мен Аризона штаттарында халық саны көбейді. 2015 жылғы жағдай бойынша 100 миллионға жуық үйде немесе АҚШ-тың 87% үйінде ауаны кондиционерлеу жүйесі болған.[23]

Салқындатқышты дамыту

Негізгі мақала: Салқындатқыш
Заманауи R-134a герметикалық тоңазытқыш компрессор

Бірінші кондиционерлер және тоңазытқыштар сияқты улы немесе жанғыш газдарды пайдаланды аммиак, метилхлорид, немесе пропан, бұл ағып кету кезінде қайғылы оқиғаларға әкелуі мүмкін. Томас Мидгли, кіші. алғашқы жанбайтын, улы емес хлорофторокарбонатты газ құрды, Фреон (R-12), 1928 ж. Атауы а сауда маркасы тиесілі атау DuPont кез келген үшін хлорфторкөміртегі (CFC), гидрохлорфторкөміртегі (HCFC) немесе гидрофторкөміртегі (HFC) хладагент. Салқындатқыш атауына молекулалық құрамын көрсететін сан кіреді (мысалы, R-11, R-12, R-22, R-134A). Тұрғын үйді кеңейту және жайлылықты салқындату кезінде ең көп қолданылатын қоспасы - бұл HCFC хлородифторметан (R-22).

Дихлордифторметан (R-12) АҚШ-тағы автомобильдерде 1994 жылы, көбінесе конструкциялар өзгергенге дейін қолданылған ең кең таралған қоспасы болды R-134A озонды бұзатын әлеуетке байланысты R-12. R-11 және R-12 бұдан былай АҚШ-та осы типтегі қолдану үшін шығарылмайды, бірақ бәрібір импортталады және оны HVAC сертификатталған техниктері сатып ала алады және қолдана алады.

ХХ ғасырдың басында және ортасында қолданылған хлорофторкөміртегі негізіндегі көптеген салқындатқыштардан гөрі қазіргі заманғы салқындатқыштар экологиялық қауіпсіз болып саналды. Оларға жатады HCFC (R-22, 2011 жылға дейін көптеген АҚШ үйлерінде қолданылған) және HFC (R-134a, көптеген автомобильдерде, тоңазытқыштарда және салқындатқыштарда тарихи қолданылған) CFC қолданысының көп бөлігін ауыстырды. ГСФК-лер, өз кезегінде, біртіндеп жойылу процесінде болған болуы керек Монреаль хаттамасы сияқты HFC-мен ауыстырылды R-410A құрамында хлор жоқ.[24] Алайда ХҚК климаттың өзгеруіне байланысты мәселелерге ықпал етеді. Сонымен қатар, корпоративті басшылардың саясаты мен саяси әсері өзгерістерге қарсы тұрды.[25][26] Корпорациялар HFC-ге балама жоқ деп сендірді. Экологиялық ұйым Жасыл әлем бұрынғы шығыс германдық тоңазытқыш компаниясына 1992 жылы озон және климат үшін қауіпсіз альтернативті салқындатқышты зерттеу үшін қаржы бөлді. Компания көмірсутек қоспасын жасады изопентан және изобутан, бірақ Greenpeace-пен келісімшарттың шарты ретінде технологияны патенттей алмады, бұл оны басқа фирмаларда кеңінен қолдануға әкелді.[27][28][29] Алдымен олардың Германиядағы белсенді маркетингтері Whirlpool, Bosch, кейінірек LG және басқалары сияқты компанияларды бүкіл Еуропаға, содан кейін Азияға енгізуге мәжбүр етті, дегенмен корпоративті басшылар Латын Америкасында қарсыласқанымен, Аргентинаға отандық фирма шығарған. 2003 ж., Сосын 2004 жылы Бразилиядағы алып Bosch өндірісімен.[30][31]

1995 жылы Германия CFC тоңазытқыштарын заңсыз етті.[32] DuPont және басқа компаниялар АҚШ-тағы салқындатқышты АҚШ-тың EPA-мен бұғаттап, «сол неміс технологиясы» деген көзқарасты бұзды.[31][33] Осыған қарамастан, 2004 жылы Гринпис сияқты трансұлттық корпорациялармен жұмыс істеді Кока кола және Unilever, және кейінірек Пепсико және басқалары, салқындатқыштар табиғи түрде! деп аталатын корпоративті коалиция құру.[32][34] Содан кейін, төрт жылдан кейін, Бен & Джерри Unilever және General Electric компаниялары АҚШ-та өндірісті және пайдалануды қолдау шараларын бастады.[35] 2011 жылы EPA АҚШ өндірісі үшін озон және климат үшін қауіпсіз салқындатқыштың пайдасына шешім қабылдады.[27][36][37] R-404a, R-134a және R-410a сияқты HFC-лер 2020 жылдан бастап HFO және R-1234ze сияқты көмірсутекті салқындатқыштармен коммерциялық салқындату және салқындату үшін салқындатқыштарға ауыстырылады; R-1234yf автомобильдерде, R-32 тұрмыстық салқындатқышта және CO2 (R-744) өндірістік тоңазытқышта. R-600 (изобутан) тұрғын салқындатқышта кеңінен қолданылады.

Жұмыс принциптері

Салқындату циклі

Негізгі мақала: Жылу сорғысы және салқындату циклы
Тоңазытқыш циклының қарапайым стильді схемасы: 1)конденсатты катушка, 2) кеңейту клапаны, 3) буландырғыш катушка, 4) компрессор
Капиллярлық кеңейту клапанының буландырғыш кірісіне қосылуы. Ескерту аяз қалыптастыру.

Дәстүрлі айнымалы ток жүйелерінде салқындатқыш көмегімен жүзеге асырылады буды сығу цикл, ол мәжбүрлі айналымды қолданады және фазалық өзгеріс а салқындатқыш жылу беру үшін газ бен сұйықтық арасында.

Булардың сығылу циклы унитарлы немесе оралған жабдық ішінде болуы мүмкін; немесе а салқындатқыш ол салқындатқыш жабдыққа қосылған (мысалы, а хладагенттің ауыспалы ағыны терминалы немесе желдеткіш катушкалар ) оның буландырғыш жағында және жылудан бас тарту оның конденсатор жағындағы жабдық.

Жылу сорғысы

Негізгі мақала: Жылу сорғысы

Кейбір кондиционерлеу жүйелерінде керісінше өзгерту мүмкіндігі бар салқындату циклы және жылу сорғылары ретінде жұмыс істейді, сондықтан ішкі ортада салқындатудың орнына жылыту өндіреді. Оларды әдетте «кері циклды кондиционер» деп те атайды. Жылу сорғысы энергияны үнемдеуге қарағанда айтарлықтай тиімді электр кедергісін жылыту, өйткені ол ауаны немесе жер асты суларынан жылытылатын кеңістікке, сондай-ақ сатып алынған электр энергиясынан жылуды жылжытады. Жылу сорғысы жылыту режимінде болған кезде, үйдегі буландырғыш катушкалар рөлдерді ауыстырады және жылу шығаратын конденсатор орамына айналады. Сыртқы конденсатор қондырғысы буландырғыш ретінде қызмет ету үшін рөлдерді ауыстырады және салқын ауаны шығарады (сыртқы ауаға қарағанда салқын).

Ауа қайнар көзі бар жылу сорғылары қыс мезгілі жұмсақ, климаты 4-13 ° C (40-55 ° F) аралығында жиі кездеседі, өйткені қатты суықта жылу сорғылары тиімсіз болады. Бұл ішінара сыртқы блоктың жылу алмастырғыш катушкасында пайда болады, бұл катушка үстіндегі ауа ағынын блоктайды.[дәйексөз қажет ] Мұның орнын толтыру үшін жылу сорғысы жүйесі буландырғыштың сыртқы катушкасын ауыстыру үшін әдеттегі кондиционер режиміне уақытша ауысуы керек. артқа ол конденсатор катушкасына айналады, сондықтан ол қызып, ериді. Кейбір жылу сорғыларының жүйелерінде ішкі ауа жолында электрлік қарсылықты қыздыру түрі болады, ол қысқы уақытта ыңғайсыз болатын үй ішіндегі уақытша салқындатуды өтеу үшін осы режимде ғана іске қосылады.

Сыртқы температураның төмендеуі кезінде мұздану мәселесі күрделене түседі, сондықтан жылу сорғылары әдеттегі жылыту түрімен қатар орнатылады, мысалы, электр жылытқыш, табиғи газ, май немесе ағаш Камин немесе Орталық жылыту, ол жылу сорғысының орнына қатал қысқы температура кезінде қолданылады. Бұл жағдайда жылу сорғысы жұмсақ температура кезінде тиімді қолданылады, ал сыртқы температура төмен болған кезде жүйе әдеттегі жылу көзіне ауысады.

Буландырғыш салқындату

Негізгі мақала: Буландырғыш салқындатқыш
Буландырғыш салқындатқыш

Өте құрғақ климатта булану салқындатқыштары, кейде оларды батпақты салқындатқыштар немесе шөлді салқындатқыштар деп атайды, ыстық ауа-райы кезінде салқындатуды жақсарту үшін танымал. Буландырғыш салқындатқыш - бұл сыртқы ауаны дымқыл төсеніш арқылы, мысалы, үлкен көлемде шығаратын құрылғы губка сумен суланған. The сезімтал жылу кіретін ауаның а құрғақ термометр, азаяды. Кіретін ауаның температурасы төмендейді, бірақ ол да ылғалды, сондықтан жалпы жылу (сезімтал жылу және жасырын жылу) өзгермейді. Кіретін ауаның сезімтал жылуының бір бөлігі ылғалды салқындатқыш жастықшаларындағы судың булануымен жасырын жылуға айналады. Егер кіретін ауа жеткілікті құрғақ болса, нәтижелер айтарлықтай болуы мүмкін.

Буландырғыш салқындатқыштар салқындатқыштар жұмыс істей алатын ауаның тұрғындары үшін мүмкіндігінше салқын болу үшін, олар жоғары ылғалдылық кезінде жұмыс істемейтін сияқты сезінеді. Басқа типтегі кондиционерлерден айырмашылығы, буландырғыш салқындатқыштар оның ауа өткізгіш жүйесі арқылы үйдің ішкі бөлігіне жеткенге дейін салқындататын салқындатқыш жастықшалар арқылы жіберілетін сыртқы ауаға сүйенеді; бұл салқындатылған сыртқы ауа үй ішіндегі жылы ауаны ашық есік немесе терезе сияқты шығатын саңылаулар арқылы сыртқа шығаруға мүмкіндік беруі керек.[38] Бұл салқындатқыштардың құны азырақ және оларды түсіну мен күту механикалық тұрғыдан қарапайым.

Тегін салқындату

Негізгі мақала: Тегін салқындату

Сондай-ақ, ауаны кондиционер деп аталатын процесс арқылы қамтамасыз етуге болады еркін салқындату ауа, су немесе су сияқты салқындатқыш сұйықтықты айналдыру үшін сорғыларды пайдаланадыгликол суық көзден алынған қоспасы, ол өз кезегінде а радиатор салқындатылған кеңістіктен шығарылатын энергия үшін. Кәдімгі сақтау құралдары - бұл салқын сыртқы ауа, терең сулы горизонттар немесе кіші диаметрлі ұңғымалар шоғыры арқылы кіретін табиғи жерасты тау массасы. Сыйымдылығы аз кейбір жүйелер гибридті жүйелер болып табылады, олар салқындату маусымының басында еркін салқындатуды пайдаланады, ал кейіннен қоймадан шығатын айналымды салқындату үшін жылу сорғысын қолданады. Жылу сорғысы салқындату кезеңінде қойманың температурасы біртіндеп жоғарылайтындықтан қосылады, сол арқылы оның тиімділігі төмендейді.

Тегін салқындату жүйелері өте жоғары тиімділікке ие болуы мүмкін, кейде оларды біріктіреді жылу энергиясын маусымдық сақтау (STES), сондықтан қыстың салқыны жазғы кондиционер үшін қолданыла алады. Тегін салқындату және гибридті жүйелер болып табылады жетілген технология.[39]

Ылғалдылықты бақылау

Адамдар табиғи салқындатуды қамтамасыз ету үшін терлегендіктен булану туралы терлеу теріден, азайту салыстырмалы ылғалдылық тұрғындардың жайлылығына ықпал ете алады. Бос кеңістікке арналған кондиционер, әдетте, жайлылықты, микробтардың өсуін және басқаларын теңестіру үшін бос кеңістіктегі салыстырмалы ылғалдылықтың 30 - 60% құрайды. үй ішіндегі ауа сапасы факторлар.[40]

Ылғалсыздандыру және салқындату

Егер буландырғыш катушкасының беткі қабаты айтарлықтай салқындаған болса, кондиционер жабдықтары жүйемен өңделген ауаның абсолютті ылғалдылығын төмендетеді. шық нүктесі қоршаған ауаның. Ауадан шыққан ылғал спиральға тығыздалады және оларды жою немесе қайта өңдеу қажет.

Ылғалсыздандыру бағдарламасы

Көптеген заманауи кондиционерлер жүйелерінде ауа ылғалды кетіру циклі бар, оның барысында компрессор желдеткіш мүмкіндігінше баяулайды.[дәйексөз қажет ] буландырғыштың температурасын төмендету және сондықтан суды көбірек қою үшін. Температура табалдырықтан төмен түскенде, әрі қарай температураның төмендеуін азайту үшін желдеткіш те, компрессор да жабылады;[түсіндіру қажет ] бұл буландырғыштағы ылғалдың бөлмеге қайта оралуына жол бермейді.[дәйексөз қажет ] Температура қайтадан көтерілгенде,[түсіндіру қажет ] компрессор қайта іске қосылады және желдеткіш төмен жылдамдыққа оралады.

Кейде өндірілген мұзды еріту үшін желдеткіш компрессорды сөндіріп жұмыс істейді; қоршаған орта температурасы төмен болған кезде бұл функция тиімділігі төмен болады.[дәйексөз қажет ]

Инверторлық кондиционерлер буландырғышты мүмкіндігінше салқын ұстау үшін ішкі катушка температурасының датчигін қолданыңыз. Буландырғыш тым суық болған кезде,[түсіндіру қажет ] ішкі желдеткіш жұмыс істеп тұрған кезде компрессор баяулатылады немесе тоқтатылады.[дәйексөз қажет ]

Ылғалдатқыш

Негізгі мақала: Ылғалдатқыш
Әдеттегі портативті құрғатқыш

Ылғалдау үшін ғана қолданылатын мамандандырылған кондиционер а құрғатқыш. Ол сонымен қатар а салқындату циклы, бірақ әдеттегі кондиционерден айырмашылығы - буландырғыш та, конденсатор да бір ауа жолына орналастырылған. Стандартты кондиционер жылу энергиясын бөлмеден шығарады, себебі оның конденсатор катушкасы жылуды сыртқа шығарады. Алайда, құрғатқыштың барлық компоненттері бірдей бөлме, жылу энергиясы алынбайды. Оның орнына электр күш құрғатқыш тұтынатын бөлмеде жылу ретінде қалады, сондықтан бөлме шынымен де болады қыздырылған, сияқты электр жылытқыш қуаттылықты бірдей алады.

Сонымен қатар, егер бөлмеде су конденсацияланған болса, онда оны буландыру үшін бұрын қажет болған жылу мөлшері бөлмеде қайта шығады ( буланудың жасырын жылуы ). Ылғалсыздандыру процесі - бұл бөлмеге суды анмен қосудың кері әсері буландырғыш салқындатқыш, және оның орнына жылуды шығарады. Демек, бөлмедегі құрғатқыш әрқашан бөлмені жылытады және салыстырмалы ылғалдылықты жанама түрде төмендетеді, сонымен қатар ылғалдылықты суды конденсациялау және тазарту арқылы тікелей азайтады.

Қондырғының ішінде ауа буландырғыш катушкадан өтіп, салқындатылып, құрғатылады. Енді құрғатылған, салқын ауа қайтадан жылынған жерде конденсатор катушкасынан өтеді. Содан кейін ауа бөлмеге қайта шығарылады. Қондырғы жылы, құрғатылған ауа шығарады және оны кондиционерленетін ортаға (бөлмеге) еркін орналастыруға болады.

Ылғалдатқыштар әдетте суық, дымқыл климаттың алдын алу үшін қолданылады зең үй ішінде, әсіресе жертөлелерде өсу. Олар сезімтал жабдықты шамадан тыс ылғалдылықтың жағымсыз әсерінен қорғау үшін қолданылады тропикалық елдер.

Тиімділік

Термодинамикалық түрде жабық жүйе, белгіленген температурада ұсталатын жүйеге бөлінетін кез-келген қуат (бұл қазіргі заманғы кондиционерлер үшін стандартты жұмыс режимі) кондиционер арқылы энергияны кетіру жылдамдығының жоғарылауын талап етеді. Бұл ұлғаю жүйеге енгізілетін энергияның әрбір бірлігі үшін (жабық жүйеде электр шамын қосыңыз), кондиционердің осы энергияны алып тастайтындығына әсер етеді.[41] Ол үшін кондиционер өзінің «тиімділігіне» керісінше қуат тұтынуын арттыруы керек (өнімділік коэффициенті ) жүйеге бөлінген қуат мөлшерінен есе көп. Мысал ретінде, жабық жүйенің ішінде 100 Вт деп есептейік қыздыру элементі қосылады, ал кондиционердің жұмыс коэффициенті 200% құрайды. Мұның орнын толтыру үшін кондиционердің тұтынатын қуаты 50 Вт-ға артады, осылайша 100 Вт қыздыру элементі жалпы қуаты 150 Вт құрайды.

Кондиционерлер үшін 100% -дан едәуір жоғары «тиімділікте» жұмыс істеу тән.[42] Алайда, енгізілген электр энергиясы термодинамикалық сапада жоғары (төменірек) екенін атап өтуге болады энтропия ) шыққан жылу энергиясына қарағанда (жылу энергиясы).

АҚШ-тағы кондиционер жабдықтарының қуаты көбінесе «тонна тоңазытқыш «, әрқайсысы шамамен біреуінің салқындату қуатына тең қысқа тонна (2000 фунт немесе 907 килограмм) мұздың еруі 24 сағат ішінде. Мәні 12000-ға тең БТУIT сағатына немесе 3517 ватт.[43] Тұрғын үйдің орталық ауа жүйелерінің сыйымдылығы әдетте 1-ден 5 тоннаға дейін (3,5-тен 18 кВт) дейін болады.

Маусымдық энергия тиімділігі коэффициенті

Негізгі мақалалар: Маусымдық энергия тиімділігі коэффициенті және Еуропалық маусымдық энергия тиімділігі коэффициенті

Тұрғын үйлер үшін кейбір елдер энергия тиімділігіне ең төменгі талаптарды қояды. Америка Құрама Штаттарында кондиционерлердің тиімділігі көбінесе маусымдық энергия тиімділігі коэффициентімен (SEER) бағаланады (бірақ әрдайым емес). SEER рейтингі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым кондиционер энергияны үнемдейді. SEER рейтингі - бұл жыл сайынғы қалыпты пайдалану кезіндегі салқындатқыштың BTU жалпы электр энергиясының кірісіне бөлінген ватт сағат (W · h) сол кезеңде.[44]

SEER = BTU ÷ (W · h)

оны келесідей етіп жазуға болады:

SEER = (BTU / h) ÷ Вт, мұндағы «W» - Ваттдағы орташа электр қуаты, және (BTU / h) - номиналды салқындату қуаты.

Мысалы, 5000 BTU / сағ кондиционер қондырғысы, SEER 10 болса, орташа есеппен 5000/10 = 500 Ватт қуат жұмсайды.

Жылына тұтынылатын электр энергиясын орташа жұмыс қуаттылығына көбейтілген қуат ретінде есептеуге болады:

500 Вт × 1000 с = 500,000 Вт · сағ = 500 кВтсағ

Әдеттегі салқындату маусымы кезінде 1000 сағат жұмыс жасасақ (яғни жылына 125 күн ішінде күніне 8 сағат).

Осындай нәтиже беретін тағы бір әдіс - салқындатқыштың жалпы жылдық шығысын есептеу:

5000 BTU / сағ × 1000 с = 5 000 000 BTU

Сонда, 10-дан жоғары деңгейдегі SEER үшін жыл сайынғы электр энергиясын пайдалану:

5.000.000 BTU ÷ 10 = 500.000 Вт · сағ = 500 кВт.с.

SEER-мен байланысты өнімділік коэффициенті (COP) әдетте қолданылады термодинамика және сонымен бірге Энергия тиімділігі коэффициенті (EER). EER - бұл сыртқы және ішкі температуралардың белгілі бір жұбы кезіндегі жабдықтың тиімділігі рейтингі, ал SEER сыртқы температуралардың бүкіл диапазонында есептеледі (яғни SEER сынағының географиялық орны үшін температураның таралуы). SEER - бұл ерекше, өйткені ол аннан тұрады Императорлық бірлік бөлінген SI қондырғысы. COP - энергияның бірдей метрикалық бірліктері бар қатынас (джоуль ) екеуінде де нумератор және бөлгіш. Олар а қалдырады өлшемсіз шама. SEER және EER немесе COP арасындағы конверсияның формулалары қол жетімді.[45]

(1)     SEER = EER ÷ 0,9
(2)     SEER = COP × 3.792
(3)     EER = COP × 3.413

Жоғарыдағы (2) теңдеуден SEER 13-ті COP-қа теңестіреді, бұл 3,43 жылу энергиясының жұмыс энергиясының бірлігіне айдалатындығын білдіреді.

Енді Америка Құрама Штаттары 2006 жылы шығарылған тұрғын үй жүйелерінің SEER рейтингі 13-тен төмен болмауын талап етеді (дегенмен, терезе терезелері жүйелері бұл заңнан босатылған, сондықтан олардың SEER-і әлі де 10 шамасында).

Орнату түрлері

Терезе блогы және оралған терминал

Терезе бөлігінің бөліктері

Терезе қондырғысы кондиционерлері ашық терезеде орнатылған. Ішкі ауа желдеткіш буландырғыштың үстінен үрлеген кезде салқындатылады. Сыртынан ішкі желден алынған жылу қоршаған ортаға таралады, себебі екінші желдеткіш конденсатордың үстіндегі сыртқы ауаны үрлейді. Үлкен үйде немесе ғимаратта әр бөлмені бөлек салқындатуға мүмкіндік беретін осындай бірнеше қондырғы болуы мүмкін.

1971 жылы, General Electric ыңғайлы және портативті болу үшін жасалған әйгілі портативті терезе кондиционерін ұсынды.[46]

Пакеттік терминал кондиционері (PTAC) жүйелер қабырғаға бөлінген кондиционерлеу жүйесі деп те аталады.[47] Олар каналдарсыз жүйелер. Қонақүйлерде жиі қолданылатын PTAC-тердің екі бөлек қондырғысы бар (терминал пакеттері), ішкі бөлігінде буландыру қондырғысы және сыртқы бөлігінде конденсация қондырғысы, саңылауы қабырға арқылы өтіп, оларды біріктіреді. Бұл ішкі жүйенің ізін азайтады және әр бөлмені өз бетінше реттеуге мүмкіндік береді. PTAC жүйелері электр желісін, газды немесе басқа жылытқышты пайдалану арқылы немесе салқындатқыш ағынының ішкі бөлігін жылыту және сыртқы ауадан жылу алу үшін салқындатқышты кондиционерге айналдырып, жылытуды қамтамасыз етуге бейімделуі мүмкін. жылу сорғы. Бөлмедегі кондиционер максималды икемділікті қамтамасыз етсе, көптеген бөлмелерді бір уақытта салқындату үшін пайдаланған кезде, әдетте, орталық кондиционерлерге қарағанда қымбат.

Бірінші практикалық кондиционерлік жартылай портативті қондырғыны инженерлер ойлап тапты Chrysler Motors және 1935 жылдан бастап сатуға ұсынылды.[48]

Бөлінген жүйелер

Бөлінген жүйелік кондиционерлер екі формада болады: мини-сплит және орталық жүйелер. Екі типте де қоршаған орта (буландырғыш) жылу алмастырғыш жылу алмастырғыштан (конденсация қондырғысы) сыртқы ортадан біраз қашықтықта бөлінеді.

Бөлінген орталық (каналды) жүйе

Бұлар үйлерде және кәсіпорындарда қолданылады. Олардың құрамында а. Болуы мүмкін ауа өңдеушісі желдеткіш катушкалар, ауа мен сүзгіні жылыту механизмі үйдің немесе ғимараттың ішіне орналастырылып, конденсатор қондырғысына қосылады, ол сыртта орналасқан. Ауа өңдегіші ауа өңдегішінен біраз қашықтықта орналасқан термостатпен басқарылады. Пайдаланушы термостатта қажетті температураны орнатады және термостат белгіленген температураны ұстап тұру үшін ауа өңдегішті басқарады. Ауа ауа өңдеуші арқылы және арналарды қолданып, кондиционерлеу үшін кеңістіктерге жіберіледі. Әуе өңдегіші, әдетте, кондиционер болатын кеңістіктен алыс, басқа бөлмеде орналастырылады. Ауа өңдеуші ауаны сырттан немесе бөлмеден есіктерге орнатылған желдеткіштер арқылы немесе арналардан алады. Сондай-ақ, ауа өңдегіш сыртта орналастырылуы мүмкін, құрамында конденсатор бар және сыртқы ауаны тартуға рұқсат етіледі. Осы критерийлер орындалған кезде, олар орнына шатыр жүйелері, төбенің блоктары, шатырдың оралған бөлігі немесе оралған шатыр жүйесі деп аталады.[49]

Мини-сплит (каналсыз) жүйе

Түтіксіз сплит типті кондиционердің конденсатор жағы
Бөлгіш типтегі кондиционердің буландырғышы немесе терминалы, жағы

Мини-сплит жүйесі, әдетте, ғимараттың бір немесе бірнеше бөлмелеріне ауаны және жылытылатын ауаны жібереді.[50] Бұларда буландырғыш қондырғы а ағынды желдеткіш буландырғыш катушкасынан ауа үрлеу үшін. Шағын сплит деген атау көбінесе бір бөлмеге ауа беретін мини-сплит жүйелерге қатысты қолданылады. Көп аймақтық жүйелер - бұл каналдары жоқ жүйелердің кең таралған қолданбалы жүйесі және 8 бөлмеге (зонаға) бір сыртқы блоктан кондиционер жасауға мүмкіндік береді. Әдетте көп аймақтық жүйелер қабырғаға, төбеге, төбеге еніп, көлденең өткізгішке арналған ішкі блоктардың әртүрлі стильдерін ұсынады. Мини-сплит жүйелер бір бөлмеге немесе ішкі блокқа салқындату үшін сағатына 9000-нан 36000 BTU (9.500-38.000 кДж) шығарады. Алғашқы мини-сплит жүйелер 1954-1968 жылдары сатылды Mitsubishi Electric және Toshiba, Жапонияда. Оның өнертабысы қазіргі заманғы жапон үйлерінің кішігірім мөлшерімен және дәстүрлі каналды орталық сплит жүйелерінің үлкен көлемімен түрткі болды.[51][52][53] Көп аймақтық (көп сплитті) жүйелер бір мезгілде бірнеше бөлмеге немесе ішкі блоктарға 60 000 BTU дейін кеңейтілген салқындату және жылыту қуатын ұсынады. Ірі аймақтық жүйелер VRF (Салқындатқыштың айнымалы ағыны ) жүйелер, және жиі коммерциялық ғимараттарда қолданылады. Көп аймақтық каналдарсыз жүйелерді ойлап тапты Дайкин 1973 жылы және VRF жүйелерін 1982 жылы Daikin ойлап тапты. Екеуі де Жапонияда сатылды.[54]

Түтіксіз жүйенің артықшылықтары кішігірім өлшемдер мен аудандарды аймақтарға бөлуге немесе жылытуға және салқындатуға икемділікті қамтиды. Қажетті ішкі қабырға кеңістігі айтарлықтай азаяды. Сондай-ақ, компрессор мен жылу алмастырғыш PTAC немесе терезе кондиционері сияқты бір құрылғының екінші жағында емес, ішкі кеңістіктен алысырақ орналасуы мүмкін. Сыртқы қондырғыдан икемді сыртқы түтіктер ішкі бөлікке апарады; олар көбінесе шатырдан ағып кететін құбырларға ұқсайтындай етіп металлмен қоршалады. Сонымен қатар, каналдарсыз жүйелер 30 SEER-ден жоғары тиімділікті ұсынады.[55]

Түтіксіз кондиционерлердің негізгі кемшілігі олардың құны болып табылады. Мұндай жүйелердің салқындату қабілеті тоннасына шамамен 1500-2000 АҚШ долларын құрайды (сағатына 12000 BTU). Бұл орталық жүйелерден шамамен 30% -ға артық (құбыр желісін есептемегенде) және құны осындай қуаттылықты терезе қондырғыларынан екі еседен астамға көп болуы мүмкін ».[56]

Мүмкін болатын қосымша кемшілік - мини-сплиттерді орнату құны кейбір жүйелерден жоғары болуы мүмкін. Алайда, пайдалану шығындарының төмендеуі және жеңілдіктер немесе кейбір қаржылық ынталандыру - кейбір салаларда ұсынылған - бастапқы шығындарды өтеуге көмектеседі.[57]

Көп бөлімді жүйе

Көп бөлімді жүйе[58] екі бөлікке бөлінетін әдеттегі сплит жүйесі (буландырғыш және конденсатор) және бірнеше сыртқы бөлмемен салқындатуға немесе жылытуға мүмкіндік береді. Бұл кондиционердің сыртқы блогында қуатты компрессор, бірнеше іздерді қосуға арналған порттар және бөлмеде орналасқан ішкі қондырғыларға жеткізілетін салқындатқыштың көлемін реттейтін құлыптау клапандары бар автоматика бар.

Үлкен көп бөлу жүйесі а деп аталады Салқындатқыштың айнымалы ағыны бұл жүйені орталық кондиционер жүйесінің орнына қолдануға болады, өйткені ол энергия тиімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді, бірақ оны сатып алу мен орнату қымбатқа түседі.

Сплит жүйенің көп сплиттік жүйеден айырмашылығы:

Кондиционерлеу жүйесінің басқа кең таралған түрлері - бірнеше сплиттік жүйелер, жекелеген сплит жүйесі мен бірнеше бөлмедегі көп сплиттік жүйенің айырмашылығы. Олардың барлығы негізгі сыртқы блокқа қосылған, бірақ олардың жұмыс істеу принципі қарапайым сплит-жүйеге ұқсас.

Оның бірегей ерекшелігі - бірнеше ішкі блоктарға қосылған бір негізгі сыртқы блоктың болуы. Мұндай жүйелер бірнеше кеңселерде, дүкендерде, үлкен тұрғын үйлерде микроклиматты сақтаудың дұрыс шешімі болуы мүмкін. Сыртқы қондырғылардың бірнешеуі ғимараттың эстетикалық көрінісін нашарлатпайды. Негізгі сыртқы блокты бірнеше түрлі ішкі типтерге қосуға болады: еден, төбе, кассета және т.б.

Multi-split system installation considerations

Before selecting the installation location of air conditioner, several main factors need to be considered. First of all, the direction of air flow from the indoor units should not fall on the place of rest or work area. Secondly, there should not be any obstacles on the way of the airflow that might prevent it from covering the space of the premises as much as possible. The outdoor unit must also be located in an open space, otherwise the heat from the house will not be effectively discharged outside and the productivity of the entire system will drop sharply. It is highly advisable to install the air conditioner units in easily accessible places, for further maintenance during operation.

The main problem when installing a multi-split system is the laying of long refrigerant lines for connecting the external unit to the internal ones. While installing a separate split system, workers try to locate both units opposite to each other, where the length of the line is minimal. Installing a multi-split system creates more difficulties, since some of indoor units can be located far from the outside. The first models of multi-split systems had one common control system that did not allow you to set the air conditioning individually for each room. However, now the market has a wide selection of multi-split systems, in which the functional characteristics of indoor units operate separately from each other.

The selection of indoor units has one restriction: their total power should not exceed the capacity of the outdoor unit. In practice, however, it is very common to see a multi-split system with a total capacity of indoor units greater than the outdoor capacity by at least 20%. However, it is wrong to expect better performance when all indoor units are turned on at the same time, since the total capacity of the whole system is limited by the capacity of the outdoor unit. Simply put, the outdoor unit will distribute all its power to all operating indoor units in such a way that some of the rooms may not have a very comfortable temperature level. However, the calculation of the total power is not simple, since it takes into account not only the nominal power of the units, but also the cooling capacity, heating, dehumidification, humidification, venting, etc.

Air-only central air conditioning

Орталық ducted A/C provides temperature control and ventilation to an area by conditioning air within an ауа өңдеу and distributing it to one or more zones. The temperature of individual zones can be controlled by varying the airflow to each zone and/or reheating the air.

Central plant cooling

Сондай-ақ оқыңыз: Салқындатқыш
A central chilled water plant using air-cooled chillers, water-cooled chillers are cooled by a cooling tower

Central cooling plants are used to condition large commercial, industrial, or campus loads. At larger scales, the ductwork required to move conditioned air to and from the plant would be impractically large, so an intermediate fluid such as chilled water is used instead. The plant circulates cold water to terminal chilled water devices such as air handlers or fan/coil units. The plant often consists of a chiller, which may be water- or air-cooled. If water-cooled, the chiller is cooled by a cooling tower.

Portable units

A portable air conditioner can be easily transported inside a home or office. They are currently available with capacities of about 5,000–60,000 BTU/h (1,500–18,000 W) and with or without electric-resistance heaters. Portable air conditioners are either evaporative or refrigerative.

The compressor-based refrigerant systems are air-cooled, meaning they use air to exchange heat, in the same way as a car radiator or typical household air conditioner does. Such a system dehumidifies the air as it cools it. It collects water condensed from the cooled air and produces hot air which must be vented outside the cooled area; doing so transfers heat from the air in the cooled area to the outside air.

Portable split system

A portable system has an indoor unit on wheels connected to an outdoor unit via flexible pipes, similar to a permanently fixed installed unit. The portable units draw indoor air and expel it outdoors through a single duct. Many portable air conditioners come with heat as well as dehumidification function.[59]

Portable hose system

Hose systems, which can be monoblock немесе ауадан-ауаға, are vented to the outside via air каналдар. The monoblock type collects the water in a bucket or tray and stops when full. The ауадан-ауаға type re-evaporates the water and discharges it through the ducted hose and can run continuously.

A single-hose unit uses air from within the room to cool its condenser and then vents it outside. This air is replaced by hot air from outside or other rooms (due to the negative pressure inside the room), thus reducing the unit's overall efficiency.[дәйексөз қажет ]

Modern units might have a өнімділік коэффициенті of approximately 3 (i.e., 1 kW of electricity will produce 3 kW of cooling). A dual-hose unit draws air to cool its condenser from outside instead of from inside the room, and thus is more effective than most single-hose units. These units create no negative pressure in the room.

Portable evaporative system

Evaporative coolers, sometimes called "swamp coolers", do not have a compressor or condenser. Liquid water is evaporated on the cooling fins, releasing the vapor into the cooled area. Evaporating water absorbs a significant amount of heat, the latent heat of vaporisation, cooling the air. Humans and animals use the same mechanism to cool themselves by терлеу.

Evaporative coolers have the advantage of needing no hoses to vent heat outside the cooled area, making them truly portable. They are also very cheap to install and use less energy than refrigerative air conditioners.

Қолданады

Air-conditioning engineers broadly divide air conditioning applications into жайлылық және процесс қосымшалар.

Comfort applications

An array of air conditioners outside a commercial office building

Comfort applications aim to provide a building indoor environment that remains relatively constant despite changes in external weather conditions or in internal heat loads.

Air conditioning makes deep plan buildings feasible, for otherwise they would have to be built narrower or with light wells so that inner spaces received sufficient outdoor air via табиғи желдету. Air conditioning also allows buildings to be taller, since желдің жылдамдығы increases significantly with altitude making natural ventilation impractical for very tall buildings.[дәйексөз қажет ] Comfort applications are quite different for various building types and may be categorized as:

  • Commercial buildings, which are built for commerce, including offices, malls, shopping centers, restaurants, etc.
  • High-rise residential buildings, such as tall dormitories and apartment blocks
  • Industrial spaces where thermal comfort of workers is desired
  • Cars, aircraft, boats, which transport passenger or fresh goods
  • Institutional buildings, which includes government buildings, hospitals, schools, etc.
  • Low-rise residential buildings, including single-family houses, duplexes, and small apartment buildings
  • Sports stadiums, such as Совхоз стадионы Аризонада[60] және Qatar for the 2022 FIFA World Cup[61]

Women have, on average, a significantly lower resting метаболизм жылдамдығы than men.[62] Using inaccurate metabolic rate guidelines for air conditioning sizing can result in oversized and less efficient equipment,[62] and setting system operating setpoints too cold can result in reduced worker productivity.[63] Дубай makes extensive use of air conditioning.[64][65][66]

In addition to buildings, air conditioning can be used for many types of transportation, including automobiles, buses and other land vehicles, trains, ships, aircraft, and spacecraft. High temperatures in metro system stations may be caused by train air conditioning.[67]

Domestic usage

Typical residential central air conditioners in North America

Air conditioning is common in the US, with 90% of new жалғыз отбасылық үйлер constructed in 2019 including air conditioning, ranging from 99% in the Оңтүстік to 62% in the Батыс.[68][69] This has been the case since the 1960s.[70] In 2015, 90% of U.S. households had air conditioning.[71][72] The U.S consumes more energy for air conditioning than the rest of the world.[67] Жылы Канада, air conditioning use varies by province. In 2013, 55% of Canadian households reported having an air conditioner, with high use in Манитоба (80%), Онтарио (78%), Саскачеван (67%), және Квебек (54%) and lower use in Ханзада Эдуард аралы (23%), Британдық Колумбия (21%), және Ньюфаундленд және Лабрадор (9%).[73] In Europe, home air conditioning is generally less common. Оңтүстік Еуропа сияқты елдер Греция have seen a wide proliferation of home air-conditioning units in recent years.[74] In another southern European country, Мальта, it is estimated that around 55% of households have an air conditioner installed.[75]

In China, the proportion of urban households with air conditioners increased from 8% to 70% in 9 years, from 1995 to 2004.[67] In 2016, it was predicted that by 2031, there would be an additional 700 million air conditioners worldwide.[76][77]

Өтініштерді өңдеу

Process applications aim to provide a suitable environment for a process being carried out, regardless of internal heat and humidity loads and external weather conditions. It is the needs of the process that determine conditions, not human preference. Process applications include these:

In both comfort and process applications, the objective may be to not only control temperature, but also ылғалдылық, air quality, and air movement from space to space.

Денсаулыққа әсері

In hot weather, air conditioning can prevent жылу соққысы, дегидратация from excessive sweating and other problems related to гипертермия. Жылу толқындары are the most lethal type of weather phenomenon in developed countries. Air conditioning (including filtration, humidification, cooling and disinfection) can be used to provide a clean, safe, гипоаллергенді atmosphere in hospital operating rooms and other environments where proper atmosphere is critical to patient safety and well-being. It is sometimes recommended for home use by people with аллергия.[дәйексөз қажет ]

Poorly maintained water салқындату мұнаралары can promote the growth and spread of microorganisms such as Legionella pneumophila, the infectious agent responsible for Легионерлер ауруы. As long as the cooling tower is kept clean (usually by means of a chlorine treatment), these health hazards can be avoided or reduced. Күйі Нью Йорк has codified requirements for registration, maintenance, and testing of cooling towers to protect against Legionella.[78]

Экологиялық әсерлер

Power consumption and efficiency

Production of the electricity used to operate air conditioners has an environmental impact, including the release of greenhouse gases. According to a 2015 government survey, 87% of the homes in the United States use air conditioning and 65% of those homes have central air conditioning. Most of the homes with central air conditioning have programmable thermostats, but approximately two-thirds of the homes with central air do not use this feature to make their homes more energy efficient.[79]

Lower-energy alternatives

Alternatives to continual air conditioning can be used with less energy, lower cost, and with less environmental impact. Оларға мыналар жатады:[80]

Automobile power consumption

In an automobile, the A/C system will use around 4 ат күші (3 кВт) қозғалтқыштың күш, thus increasing fuel consumption of the vehicle.[81]

Салқындатқыш заттар

Таңдау жұмыс сұйықтықтары (refrigerants) has a significant impact not only on the performance of the air conditioners but on the environment as well. Most refrigerants used for air conditioning contribute to global warming, and many also озон қабатын бұзыңыз.[82] CFCs, HCFCs, and HFCs are potent парниктік газдар when leaked to the atmosphere.

Пайдалану CFC as a refrigerant was once common, including the refrigerants R-11 and R-12 (sold under the brand name Фреон-12). Freon refrigerants were commonly used during the 20th century in air conditioners due to their superior stability and safety properties. When they are released accidentally or deliberately, these chlorine-bearing refrigerants eventually reach the атмосфераның жоғарғы қабаты.[83] Once the refrigerant reaches the стратосфера, Ультрафиолет сәулеленуі бастап Күн homolytically cleaves the chlorine-көміртегі байланыс, yielding a chlorine радикалды. These chlorine radicals катализдейді the breakdown of озон ішіне диатомиялық оттегі, depleting the озон қабаты that shields the Earth's surface from strong UV radiation. Each chlorine radical remains active as a catalyst until it binds with another radical, forming a stable молекула and quenching the тізбекті реакция.

Prior to 1994, most automotive air conditioning systems used R-12 as a refrigerant. Ол ауыстырылды R-134a refrigerant, which has no озон қабатының бұзылу әлеуеті. Old R-12 systems can be retrofitted to R-134a by a complete flush and filter/dryer replacement to remove the mineral oil, which is not compatible with R-134a.

R22 (also known as HCFC-22) has a ғаламдық жылыну әлеуеті about 1,800 times higher than CO2.[84] It was phased out for use in new equipment by 2010, and is to be completely discontinued by 2020. Although these gasses can be recycled when air conditioning units are disposed of, uncontrolled dumping and leaking can release gas directly into the atmosphere.

In the UK, the Ozone Regulations[85] came into force in 2000 and banned the use of ozone depleting HCFC refrigerants such as R22 in new systems. The Regulation banned the use of R22 as a "top-up" fluid for maintenance between 2010 (for virgin fluid) and 2015 (for recycled fluid). This means that equipment that uses R22 can still operate, as long as it does not leak. Although R22 is now banned, units that use the refrigerant can still be serviced and maintained.

The manufacture and use of CFCs has been banned or severely restricted due to concerns about ozone depletion (see also Монреаль хаттамасы ).[86][87] In light of these environmental concerns, beginning on November 14, 1994, the АҚШ Environmental Protection Agency has restricted the sale, possession and use of refrigerant to only licensed technicians, per rules under sections 608 and 609 of the Clean Air Act.[88]

As an alternative to conventional refrigerants, other gases, such as CO2 (R-744 ), have been proposed.[89] R-744 is being adopted as a refrigerant in Europe and Japan. It is an effective refrigerant with a ғаламдық жылыну әлеуеті of 1, but it must use higher compression to produce an equivalent cooling effect.[дәйексөз қажет ]

In 1992, a non-governmental organization, Greenpeace, was spurred by corporate executive policies and requested that a European lab find substitute refrigerants. This led to two alternatives, one a blend of propane (R290) and isobutane (R600a), and one of pure isobutane.[28][32] Industry resisted change in Europe until 1993, and in the U.S. until 2011, despite some supportive steps in 2004 and 2008 (see Refrigerant Development above).[37][90]

2019 жылы ЮНЕП published new voluntary guidelines,[91] however as of 2020 many countries have not yet ratified the Кигали келісімі.

Экономикалық әсерлер

Demographical

Air conditioning caused various shifts in demography, notably that of the U.S starting from the 1970s.

First, the number of births became much less varied throughout the year. Whereas, until 1970, the birth rate in the spring was lower than during the other seasons, the introduction of air conditioning leveled out this difference at the end of the 20th century.[92]

Mortality rate was also affected, especially during the summer and in regions subject to heatwave; up to a 2% decrease from the 30s to the 90s.

More surprising is the gradual movement of populations from northern states to southern states within those same 60 years. The Күн белдеуі now welcomes 30% of the total US population when it was inhabited by only 24% of Americans at the beginning of the last century. Outside the US, Дубай және Сингапур also reflect the magical effects of Тасымалдаушы 's invention.[93]

Effects in production

First designed to benefit targeted industries such as the press as well as large factories, the invention quickly spread to public agencies and administrations. As a matter of fact, studies published by Carrier's at the time showed an increase of productivity close to 24% in places equipped with air conditioning.[94]

Сондай-ақ қараңыз

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ «air con Кембридждегі ағылшын сөздігінің анықтамасы». dictionary.cambridge.org. Алынған 1 наурыз 2018.
  2. ^ Дарлинг, Дэвид. "Earth cooling tube". daviddarling.info. Алынған 1 наурыз 2018.
  3. ^ McDowall, Robert (2006). Fundamentals of HVAC Systems. Elsevier. б. 3. ISBN  9780080552330.
  4. ^ а б "Air conditioning use emerges as one of the key drivers of global electricity-demand growth - News". IEA. Алынған 2020-08-02.
  5. ^ "Keeping cool in the face of climate change". БҰҰ жаңалықтары. 2019-06-30. Алынған 2020-03-30.
  6. ^ Кэмпбелл, Айин; Kalanki, Ankit; Sachar, Sneha (2018). Solving the Global Cooling Challenge: How to Counter the Climate Threat from Room Air Conditioners (PDF) (Есеп).
  7. ^ Nagengast, Bernard (February 1999). "A History of Comfort Cooling Using Ice" (PDF). ASHRAE журналы: 49. мұрағатталған түпнұсқа (PDF) 2013 жылғы 12 тамызда.
  8. ^ Bahadori, M.N. (February 1978). "Passive Cooling Systems in Iranian Architecture". Ғылыми американдық. 238 (2): 144–154. Бибкод:1978SciAm.238b.144B. дои:10.1038/scientificamerican0278-144.
  9. ^ Needham, Joseph (1991). Science and Civilisation in China, Volume 4: Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Кембридж университетінің баспасы. pp. 99, 151, 233. ISBN  978-0-521-05803-2.
  10. ^ Needham, Joseph (1991). Science and Civilisation in China, Volume 4: Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Кембридж университетінің баспасы. pp. 134, 151. ISBN  978-0-521-05803-2.
  11. ^ Laszlo, Pierre (2001). Salt: Grain of Life. Comumbia University Press. б.117. ISBN  9780231121989. Cornelius Drebbel air conditioning.
  12. ^ Franklin, Benjamin (17 June 1758). "Letter to John Lining". Алынған 6 тамыз 2014.
  13. ^ а б Брюс-Уоллес, Л.Г. «Харрисон, Джеймс (1816–1893)». Австралияның өмірбаян сөздігі. Мельбурн университетінің баспасы. ISSN  1833-7538. Алынған 26 шілде 2014 - Австралияның ұлттық университеті, Ұлттық өмірбаян орталығы арқылы.
  14. ^ Palermo, Elizabeth (1 May 2014). "Who Invented Air Conditioning?". Live Science. Болашақ АҚШ. Алынған 26 тамыз 2019.
  15. ^ Varrasi, John (6 June 2011). "Global Cooling: The History of Air Conditioning". Американдық инженерлер қоғамы. Алынған 26 тамыз 2019.
  16. ^ Simha, R.V. (Ақпан 2012). "Willis H Carrier". Резонанс: Science Education журналы. Springer Science + Business Media. 17 (2): 117–138. дои:10.1007/s12045-012-0014-y. ISSN  0973-712X. S2CID  116582893.
  17. ^ Gulledge III, Charles; Knight, Dennis (11 February 2016). "Heating, Ventilating, Air-Conditioning, And Refrigerating Engineering". Бүкіл ғимаратты жобалау бойынша нұсқаулық. Ұлттық құрылыс ғылымдары институты. Алынған 26 тамыз 2019. Though he did not actually invent air-conditioning nor did he take the first documented scientific approach to applying it, Willis Carrier is credited with integrating the scientific method, engineering, and business of this developing technology and creating the industry we know today as air-conditioning.
  18. ^ "Willis Carrier - 1876-1902". www.williscarrier.com.
  19. ^ Apparatus for treating air, 16 September 1904, алынды 31 қазан 2018
  20. ^ Green, Amanda (January 1, 2015). "A Brief History of Air Conditioning". Танымал механика. Алынған 31 қаңтар 2020.
  21. ^ "Early University Benefactors" (PDF). Rizzoconferencecenter.com. Алынған 8 қараша 2012.
  22. ^ "Unsung Engineering Heros: Robert Sherman". Navlog.org. Алынған 10 маусым 2015.
  23. ^ "History of Air Conditioning". Energy.gov. Алынған 2020-04-28.
  24. ^ "Air Conditioners & Dehumidifiers". Sylvane. 2011 жылғы шілде.
  25. ^ Mate, John "Making a Difference: A Case Study of the Greenpeace Ozone Campaign" RECIEL 10:2 2001.
  26. ^ Benedick, Richard Elliot Ozone Diplomacy Cambridge, MA: Harvard University 1991.
  27. ^ а б "Happy birthday, Greenfreeze!". Жасыл әлем. Алынған 8 маусым 2015.
  28. ^ а б "Ozone Secretariat". Біріккен Ұлттар Ұйымының қоршаған ортаны қорғау бағдарламасы. Архивтелген түпнұсқа 2015 жылғы 12 сәуірде.
  29. ^ Gunkel, Christoph (13 September 2013). "Öko-Coup aus Ostdeutschland". Der Spiegel (неміс тілінде). Алынған 4 қыркүйек 2015.
  30. ^ "La Historia del "Greenfreeze"". Ilustrados.com. Алынған 10 маусым 2015.
  31. ^ а б "Discurso de Frank Guggenheim no lançamento do Greenfreeze | Brasil". Greenpeace.org. Алынған 10 маусым 2015.
  32. ^ а б c "Greenfreeze: a Revolution in Domestic Refrigeration". www.ecomall.com. Алынған 8 маусым 2015.
  33. ^ "Der Greenfreeze - endlich in den USA angekommen" (неміс тілінде). Greenpeace.de. 28 желтоқсан 2011 ж. Алынған 10 маусым 2015.
  34. ^ "PepsiCo Brings First Climate-Friendly Vending Machines to the U.S." phx.corporate-ir.net. Алынған 8 маусым 2015.
  35. ^ "Climate-Friendly Greenfreezers Come to the United States". WNBC. Алынған 8 маусым 2015.
  36. ^ «GreenFreeze». Жасыл әлем.
  37. ^ а б "Significant New Alternatives Program: Substitutes in Household Refrigerators and Freezers". Epa.gov. 13 қараша 2014 ж. Алынған 4 маусым 2018.
  38. ^ Smith, Shane (2000). Greenhouse gardener's companion: growing food and flowers in your greenhouse or sunspace (2-ші басылым). Fulcrum Publishing. б. 62. ISBN  978-1-55591-450-9.
  39. ^ Snijders, Aart (2008). "ATES Technology Development and Major Applications in Europe" (PDF). Conservation for the Living Community Workshop (Toronto and Region Conservation Authority. IFTech International. Алынған 1 наурыз 2018.
  40. ^ "Dristeem: Humidity and Comfort" (PDF). Алынған 25 наурыз 2019.
  41. ^ Kreider, Jan F., ed. (2001). Handbook of heating, ventilation, and air conditioning. CRC Press. ISBN  978-0-8493-9584-0.
  42. ^ Winnick, J. (1996). Chemical engineering thermodynamics. Джон Вили және ұлдары. ISBN  978-0-471-05590-7.
  43. ^ "NIST Guide to the SI". Ұлттық стандарттар және технологиялар институты. Мұрағатталды түпнұсқадан 2007 жылғы 28 мамырда. Алынған 18 мамыр 2007.
  44. ^ "Energy Glossary – S". Energy Glossary. Энергетикалық ақпаратты басқару. Алынған 2 шілде 2006.
  45. ^ "SEER conversion formulas from Pacific Gas and Electric" (PDF). Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2007 жылғы 2 желтоқсанда. Алынған 9 шілде 2020.
  46. ^ "Timeline: Bright ideas". Бостон Глобус. 13 қаңтар 2016 ж. Алынған 17 сәуір 2017.
  47. ^ "PTAC Buying Guide". Sylvane.
  48. ^ "Room-size air conditioner fits under window sill". Танымал механика. Том. 63 жоқ. 6. Hearst Magazines. June 1935. p. 885. Алынған 31 қаңтар, 2020.
  49. ^ "Central Air Conditioning". Energy.gov.
  50. ^ "Mitsubishi Contractors Guide" (PDF). Mitsubishipro.com. б. 16. мұрағатталған түпнұсқа (PDF) 26 ақпан 2015 ж.
  51. ^ "Air-conditioning Systems - Overview - Milestones". www.mitsubishielectric.com.
  52. ^ "Toshiba Carrier Global | Air conditioner | About Us | History". www.toshiba-carrier.co.jp.
  53. ^ Mitsubishi Electric корпорациясы. "1920s-1970s | History | About". Mitsubishi Electric Global Website.
  54. ^ "History of Daikin Innovation". daikin.com. Алынған 31 қаңтар, 2020.
  55. ^ "Mitsubishi Electric US, Cooling & Heating | HVAC". Mitsubishipro.com. 17 ақпан 2010. мұрағатталған түпнұсқа 2015 жылғы 3 маусымда.
  56. ^ "Ductless Mini-Split Air Conditioners". АҚШ Энергетика министрлігі. 9 тамыз 2012. Алынған 14 маусым 2013.
  57. ^ "Ductless, mini-Split Heat Pumps". АҚШ Энергетика министрлігі. Алынған 19 маусым 2013.
  58. ^ Trott, A.R.; Welch, T. (2000). Refrigeration and Air-Conditioning. Great Britain: Reed Educational and Professional Publishing Ltd. p. 312. ISBN  0-7506-4219-X.
  59. ^ "Portable Vs Split System Air Conditioning | Pros & Cons". Canstar Blue. 14 тамыз 2018 ж.
  60. ^ "Qatar promises air-conditioned World Cup". CNN. 3 желтоқсан 2010.
  61. ^ "BBC World Service - News - Qatar 2022: How to build comfortable stadiums in a hot climate". Bbc.co.uk. 3 желтоқсан 2010. Алынған 8 қараша 2012.
  62. ^ а б Kingma, Boris; van Marken Lichtenbelt, Wouter (3 August 2015). "Energy consumption in buildings and female thermal demand". Табиғат. 5 (12): 1054. Бибкод:2015NatCC...5.1054K. дои:10.1038/NCLIMATE2741.
  63. ^ Lang, Susan (19 October 2004). "Study links warm offices to fewer typing errors and higher productivity". Корнелл шежіресі. Алынған 25 қыркүйек 2015.
  64. ^ "An inversion of nature: how air conditioning created the modern city | Cities | The Guardian". amp.theguardian.com.
  65. ^ "How the Air Conditioner Made Modern America". Атлант.
  66. ^ "48 new air-conditioned bus shelters in Dubai soon". Gulf News.
  67. ^ а б c Carroll, Rory (26 October 2015). "How America became addicted to air conditioning". The Guardian. Алынған 9 шілде 2020.
  68. ^ Cheryl Cornish; Stephen Cooper; Salima Jenkins. "Characteristics of New Housing". санақ.gov. АҚШ-тың санақ бюросы.
  69. ^ "Central Air Conditioning Buying Guide". Тұтынушылар туралы есептер.
  70. ^ "History of Air Conditioning". Energy.gov.
  71. ^ Montgomery, David. "What You Might Not Know About Air Conditioning". CityLab.
  72. ^ https://www.washingtonpost.com/news/worldviews/wp/2015/07/22/europe-to-america-your-love-of-air-conditioning-is-stupid/?outputType=amp
  73. ^ "Statistics Canada - Households and the Environment Survey, 2013". The Daily - Households and the Environment Survey, 2013. Канада статистикасы. 10 наурыз 2015 ж. Алынған 11 мамыр 2015.
  74. ^ "Χρυσές" δουλειές για τις εταιρείες κλιματιστικών έφερε το κύμα καύσωνα (грек тілінде). Lambrakis Press. 25 шілде 2007 ж. Алынған 30 маусым 2008.
  75. ^ "STĦARRIĠ DWAR ID-DĦUL U L-INFIQ TAL-FAMILJA 2008 /Household Budgetary Survey 2008" (PDF). National Statistics Office, Malta. Алынған 14 шілде 2011.
  76. ^ "How air-conditioning made America — and how it could break us all". 2016 жылғы 26 шілде.
  77. ^ https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2016/05/31/the-world-is-about-to-install-700-million-air-conditioners-heres-what-that-means-for-the-climate/
  78. ^ "Protection Against Legionella". health.ny.gov. Алынған 25 наурыз 2019.
  79. ^ "One in eight U.S. homes uses a programmed thermostat with a central air conditioning unit". АҚШ-тың энергетикалық ақпарат басқармасы. АҚШ Энергетика министрлігі. 19 шілде 2017. Алынған 20 шілде 2017.
  80. ^ Neyfakh, Leon (21 July 2013). "How to live without air conditioning". Бостон Глобус.
  81. ^ «Автокөлік кондиционерінің отын үнемдеуге әсері» (PDF). Ұлттық жаңартылатын энергия зертханасы. Алынған 6 ақпан 2012.
  82. ^ "Refrigerant Management Program Refrigerants Regulated". Californial Environmental Protection Agency. Архивтелген түпнұсқа 2013 жылғы 4 қазанда.
  83. ^ "Chemicals in the Environment: Freon 113 (CAS NO. 76-13-1) : prepared by Office of Pollution Prevention and Toxics" (ЖАЗУ). Epa.gov. 1994 ж. Тамыз. Алынған 10 маусым 2015.
  84. ^ "Chapter.2_FINAL.indd" (PDF). Алынған 9 тамыз 2010.
  85. ^ "2010 to 2015 government policy: environmental quality". GOV.UK. 8 мамыр 2015 ж. Алынған 10 маусым 2015.
  86. ^ "Destruction Of Ozone Layer Is Slowing After Worldwide Ban On CFC Release". ScienceDaily. 2003 жылғы 30 шілде. Алынған 31 қаңтар, 2020.
  87. ^ Шлосберг, Татьяна (9 August 2016). "How Bad Is Your Air-Conditioner for the Planet?". The New York Times. Алынған 17 тамыз 2016.
  88. ^ "Complying With The Section 608 Refrigerant Recycling Rule | Ozone Layer Protection - Regulatory Programs | US EPA". Epa.gov. 21 сәуір 2015 ж. Алынған 10 маусым 2015.
  89. ^ "The current status in Air Conditioning – papers & presentations". R744.com. Архивтелген түпнұсқа on 14 May 2008.
  90. ^ "Greenfreeze F-Gas Victory! Greener Refrigerators Finally Legal in the U.S." Greenpeace.org. Архивтелген түпнұсқа 2015 жылғы 12 маусымда.
  91. ^ Environment, U. N. (2019-10-31). "New guidelines for air conditioners and refrigerators set to tackle climate change". БҰҰ қоршаған ортасы. Алынған 2020-03-30.
  92. ^ Barreca, Alan; Clay, Karen; Deschênes, Olivier; Greenstone, Michael; Shapiro, Joseph S. (February 2016). "Adapting to climate change: the remarkable decline in the U.S. temperature-mortality relationship over the 20th century". Саяси экономика журналы. 124 (1). дои:10.1086/684582. S2CID  15243377.
  93. ^ Глезер, Эдвард; Tobio, Kristina (April 2007). "The Rise of the Sunbelt". Оңтүстік экономикалық журналы. 74 (3): 610–643. дои:10.3386/w13071. Алынған 31 қаңтар, 2020.
  94. ^ Nordhaus, W.D. (2006-02-10). "Geography and macroeconomics: New data and new findings". Ұлттық ғылым академиясының материалдары. 103 (10): 3510–3517. дои:10.1073/pnas.0509842103. ISSN  0027-8424. PMC  1363683. PMID  16473945.

Сыртқы сілтемелер