О кондиционировании воздуха

В энциклопедическом словаре (том 2 изд. 1954) под кондиционированием воздуха понимается получение в помещениях воздуха заданной температуры, влажности и чистоты для создания наиболее благоприятных условий производства и для улучшения самочувствия лиц, находящихся в помещениях. Значительно более полные определения имеются в Большой советской энциклопедии (3-є издание, 1973 г.) по понятиям Кондиционер и Кондиционирование воздуха. Оно впервые начало применяться в США в конце XIX- начале XX в., в нашей стране его начали применять в 20-х годах главным образом в текстильной, а позже и в других отраслях промышленности. Заводское производство кондиционеров и другого оборудования для систем кондиционирования воздуха было организовано у нас в начале 50-х годов. Причем еще раньше существовал термин и системы так называемого неполного кондиционирования воздуха, которое имело источник холода с недостаточно низкой температурой, и поэтому не могло обеспечивать комфортные температуры в помещениях при высоких (характерных для лет?) температурах наружного воздуха.

Для получения холода используются холодильные установки (станции, машины), а также артезианские скважины, дающие холодную воду с температурой 5-8°С.

Кондиционеры (агрегаты для обработки и перемещения воздуха) могут быть автономными и неавтономными. Автономные кондиционеры включают в свою конструкцию холодильные установки и электро-воздухонагреватели, а также фильтры для очистки воздуха от пыли. Неавтономный кондиционер должен снабжаться холодом извне.

В нашей стране получили большее распространение неавтономные кондиционеры (центральные) большой производительности, используемые в промышленных предприятиях, театрах и других крупных, в частности, общественных зданиях, именно такие кондиционеры изготовляются на специализированных заводах Харькова до 1990 г., Домодедово, Даугавпилса до 1990 г. и др. городов. Кондиционеры большой производительности (по воздуху и холоду) изготовляются заводами секциями (см. рис. 32), собираемыми на (Месте строительства и объединяемыми с системой воздуховодов, которые подают в помещения воздух, а иногда и возвращают часть воздуха из них обратно (на рециркуляцию). В ряде случаев, когда кондиционер обслуживает не одно помещение, в идущих от него приточных воздуховодах устанавливают доводчики, которые изменяют температуру подаваемого в них воздуха. Иногда подачу воздуха производят подоконно, в том числе регулируя его количество и температуру с помощью эжекторов, смешивающих подаваемый воздух с воздухом из помещения.

В центральных кондиционерах в зависимости от необходимости производится увлажнение и осушка подаваемого ими воздуха, а также его очистка, возможно применение моющихся антибактериальных фильтров. Последнее будет способствовать уменьшению инфекционных заболеваний. Возможность озонирования и ионизации подаваемого в помещения воздуха вентиляционными системами наиболее целесообразна в центральных кондиционерах.

Автономные кондиционеры (с встроенными холодильными машинами и электрическими воздухонагревателями) обеспечивают местное кондиционирование воздуха. Они имеют малую производительность и предназначены для обслуживания отдельных помещений, в том числе жилых. Эти кондиционеры для своей работы требуют только подключения к электросети, в частности, существующей в эксплуатируемых зданиях (см. рис. 33). Такие кондиционеры бывают, например, устанавливаемые на полу (в виде шкафа), а чаще под окнами (подоконные) в наружных стенах. Иногда, например, в Японии, их размещают над окнами.

Недостатком применения автономных кондиционеров является создаваемый ими шум.

Последние годы, в частности, для офисов, жилых домов и других подобных помещений, в целях создания в них комфортного микроклимата стали применять сплит-системы кондиционирования воздуха. Они имеют два блока оборудования: один наружный, располагаемый обычно на кронштейнах, заделанных в наружную стену, и другой внутренний, находящийся в обслуживаемом помещении. Наружный, компрессорно-конденсаторный блок, создающий при работе повышенный шум, имеет компрессор холодильной машины, конденсатор и электровентилятор, который охлаждает его наружным воздухом. Внутренний, испарительный блок имеет испаритель (теплообменник) и работающий почти бесшумно электровентилятор; в этом блоке происходит охлаждение пропускаемого через теплообменник воздуха помещения, причем производится его очистка с помощью имеющегося в блоке фильтра. Наружный и внутренний блоки соединены трубопроводом, по которому проходит под действием компрессора рабочая жидкость и пар. Включение и выключение вентилятора во внутреннем блоке происходит автоматически по мере изменения температуры помещения, а также его обитателями, в частности, через переносной пульт управления.

Сплит-системы кондиционирования воздуха обслуживают одно помещение. В мульти-сплит системах один наружный блок обслуживает несколько помещений (до 7), в каждом из которых стоят свои внутренние блоки.

Будучи установленными на фасадах здания, наружные блоки ухудшают его внешний вид. Поэтому их иногда ставят на балконах или в других открытых объемах здания.

Развитие техники кондиционирования воздуха существенно зависит от холодильной техники. В неавтономных кондиционерах холодильные машины являются элементами одной системы.

Наибольшее распространение в кондиционировании воздуха нашли компрессионные холодильные машины. Рабочая среда в них за прошедший период с начала применения кондиционирования воздуха изменялась: вначале был аммиак, затем применялся менее токсичный фреон. Однако его широкое (глобальное) распространение привело к опасениям, что загрязнение этим газом атмосферного воздуха может вызвать разрушение находящегося над Землей озонового слоя, который защищает все живое на Земле от острого ультрафиолетового солнечного излучения. Поэтому вернулись к применению аммиака. В последние годы в компрессионных холодильных машинах стали применять менее опасный во всех отношениях хладон, который создан для этих целей.

Устройство и эксплуатация кондиционирования воздуха вызывает дополнительные затраты, однако создаваемые им преимущества, в частности, повышение производительности труда в оборудованных кондиционированием воздуха помещениях быстро окупает эти затраты. Им оборудуются сейчас автомобили, пассажирские поезда, самолеты и каюты кораблей; кабины кранов, тракторов, комбайнов, экскаваторов и др. машин; научно-исследовательские учреждения — для проведения экспериментальных работ в строго определенных воспроизводимых климатических условиях; в библиотеках, архивах и музеях, картинных галереях - для обеспечения наиболее благоприятных условий хранения документов, книг и произведений искусства; в хранилищах пищевых и сельскохозяйственных продуктов — для создания и поддержания микроклимата, при котором достигаются минимальные потери продукции и сохраняются ее вкусовые и питательные свойства (без кондиционирования воздуха или «активного вентилирования» потери картофеля в овощехранилищах достигают 20 и более процентов). Кондиционирование воздуха нужно: в больницах - для поддержания чистоты воздуха и других его свойств в лечебных целях; в сельскохозяйственных помещениях - для круглогодичного выращивания овощей, фруктов, цветов, выращивания и откорма птицы и др. (в том числе только что родившихся) животных.

Технологическое кондиционирование воздуха в промышленности устраивается с целью обеспечения постоянства влагосодержания материалов, скорости протекания химических и биохимических реакций, процессов кристаллизации, поддержания необходимых неизменных температуры и влажности, а иногда меняемых по заданной программе. Технологическое кондиционирование применяется в таких массовых предприятиях, как хлебозаводы (в расстойных камерах). Кондиционирование воздуха устраивается более чем в 200 видах производств различных отраслей промышленности. Работа многих промышленных предприятий и цехов в современных условиях без кондиционирования воздуха практически невозможна (текстильная, табачная, фармацевтическая, электронно-вакуумная промышленность, точное приборостроение и машиностроение). Кондиционирование воздуха иногда устраивают совместно с системами радиационного охлаждения.

В южных климатических районах с сухим климатом кондиционирование воздуха можно устраивать без источника холода, охлаждая воздух путем испарения в него влаги (испарительное охлаждение), в том числе прямое, косвенное, косвенное многоступенчатое регенеративное.

В последнее время приточный воздух, в том числе в системах кондиционирования воздуха, начали иногда подавать через осветительные приборы. При этом выделяемое ими тепло используется для подогрева воздуха.

В дальнейшем кондиционирование воздуха получит широкое распространение не только в связи с изложенными выше соображениями, но и потому, что оно имеет большие перспективы на совершенствование за счет возможности стерилизации воздуха (при появлении эпидемий), его очистки кроме пылевого загрязнения от вредных газов и паров, загрязняющих все в большей степени атмосферу, устранения запахов, а также озонирования и аэроионизации.

С помощью кондиционеров может осуществляться не только вентиляция, но и отопление помещений, в том числе с возможностью перехода в режим работы теплового насоса, т. е. с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии.