|
РЕФЕРАТ
НА ТЕМУ:
«Історія розвитку кондиціонування повітря»
Вступ
Мікроклімат - це стан наземно-повітряного середовища проживання в деякому обмеженому просторі, обумовлене як об'єктивними природними факторами, так і суб'єктивними факторами.
У більш вузькому сенсі говорять про мікрокліматі приміщень, в яких живуть або працюють люди, а також розміщуються, зберігаються або функціонують деякі цінні предмети, прилади, конструкції або механізми. Нинішній рівень розвитку технічного прогресу дозволяє практично повністю контролювати параметри мікроклімату в житлових приміщеннях і громадських будівлях.
Еволюція житла людини призвела до того, що на самому початку проектування житлового або громадського будинку в креслення закладається повний розрахунок вентиляції, опалення та кондиціонування майбутньої споруди. В ході експлуатації житлових будинків вентиляція займає чільну роль у створенні комфортних умов життєдіяльності для його мешканців.
Слід зазначити, що в епоху урбанізації з розвитком сучасних технологій виробництва наявність в атмосфері міста величезної кількості промислових відходів і побічних продуктів розвинутої цивілізації ставить руба питання про необхідність установки в кожному житловому приміщенні примусової механічної системи вентиляції повітря.
Історія розвитку кондиціонування повітря
Історія кондиціонування повітря йде від давніх віків і грунтується не на науці, а на людських інстинктах. Людина завжди пристосовувався до навколишнього світу, і в доісторичні часи, перебуваючи в печері, захищав себе не тільки від ворогів, але і від кліматичних навантажень.
Історія застосування холоду має багатовікові традіціі.Наблюденія за охолоджуючим ефектом снігу і льоду призвели до того, що його стали збирати і сохранять.Егіптяне, в силу жаркого клімату позбавлені можливості запасати лід, використовували спосіб охолодження води випаровуванням, вода ставала майже такою ж холодною, як сніг. Виникнувши в Єгипті, пасивне випарне охолодження з природною тягою повітря поширилося на всі країни з сухим і спекотним кліматом. В даний час випарне охолодження широко застосовується в холодильних технологіях.
У Персії постійні житла будувалися наполовину йдуть під землю, їх мали поблизу джерел води. Воду направляли так, щоб вона падала перед входом в невелику водойму, над яким встановлювали вентиляційну колону для відводу теплого сухого повітря. Повітря над водою охолоджувався, віддаючи частину свого теплоти на випаровування води, і зволожує, створюючи прохолоду.
У давньоіндійському місті Мохенджо-Даро будувалися високі будинки без вікон, на плоских дахах яких знаходилися ємності з отворами, звернені в бік моря. Отвори забезпечувалися найпростішими клапанами, які відкривалися або закривалися в залежності від сили і напряму вітру. Повітря надходив в низький горище, де знаходилися плоскі чани з водою. Тут гаряче сухе повітря, контактуючи з поверхнею води, охолоджувався за рахунок випарного ефекту, а потім по каналах в товстих стінах опускався в приміщення.
В Японії зародився і продовжує використовуватися в імператорської столиці Кіото прийом випарного охолодження «uchimizu» - зрошення водою дахів будинків, тротуарів.
У Європі стали намагатися охолоджувати воду додаванням солей, наприклад, нітрату калія.Ету можливість зниження температури можна назвати першим способом штучного охолодження.
Використання концепції механіко-хімічного охолодження за допомогою холодоагентів почалося в 1748 році. Академіком Г.В. Ріхманом з Санкт-Петербурзької Академії наук були закладені основи теорії психрометрами, що є визначальною для кондиціонування повітря.
У 1834 р Джейкоб Перкінс розробляє і патентує механічну установку для виробництва штучного льоду.
Це був компресійний механізм, який працював на діетиловому ефірі.
Термін «кондиціонування повітря» вперше був використаний в 1814 р французом Жаном Фредеріком де Шабанесом. У 1816 році він отримав Британський патент на метод «Кондиціювання повітря і регулювання температури в житлах і інших будівлях».
Одеський оперний театр, побудований в 1887 році, мав систему охолодження повітря. У ній використовувався акумулятор холоду у вигляді шахти, поглибленої в землю на 11 метрів, в яку влітку скидали лід. Шахта з'єднувалася з вентиляційним каналом, вимощених базальтовими каменями. Холодне повітря за рахунок природної тяги піднімався в театральний зал, де він розподілявся під кожне сидіння.
Перша установка комфортного кондиціонування повітря з аміачної холодильної машиною була створена лише в 1893 р Вона була встановлена в житловому будинку в м Франкфурт-на-Майні. Змійовики безпосереднього охолодження аміаком були розміщені на горищі над охолоджуваних залом, в який холодне повітря надходив через перфоровану стелю. Ця установка пропрацювала 5 років, після чого з невідомих причин була демонтована.
У 1899 р в медичному коледжі Корнеля в Нью-Йорку була змонтована установка з компресійної аміачної холодильної машиною і ропні поверхневим повітроохолоджувачем. У 1902 р установкою з таким же повітроохолоджувачем і абсорбційної холодильної машиною був обладнаний Ганноверський національний банк.
Людиною, що зіграв величезну роль у розвитку кондиціонування повітря, був Вілліс Хевіленд Керріер.Он винайшов небачене раніше пристрій, який проганяло повітря поверх охолоджених трубок. При цьому волога осідала - це було схоже на охолоджений стакан, на зовнішній стінці якого збирається волога. У підсумку перший кондиціонер був саме охолоджувач води в комплекті з вентиляторами доводчиками. Керріер визначив, що кондиціонер буде мати від трьох до п'яти функцій: управління вологістю; управління температурою; створення повітряних потоків через систему фільтрації.
Кінотеатр Граумана «Metropolitan Theater» в Лос-Анджелесі штату Каліфорнія був першим, в якому компанія «CARRIER Engineering» зробила систему кондиціонування повітря з воздухораздачей, рециркуляцією, охолодженням, зволоженням і автоматичним контролем параметрів.
Поява в Радянському Союзі окремих систем кондиціонування повітря в промислових будівлях відноситься до 1930-х років. Для обладнання Палацу Рад в Москві під керівництвом Н.С. Єрмолаєва були розроблені проекти кондиціонерів, але роботи по їх реалізації були припинені на початку війни.
Взагалі ж в Росії перші установки КВ з'явилися на текстильних фабриках ще до Жовтневої революції 1917 року. Це були установки неповного кондиціонування, які називалися вентиляційно-зволожувальними. Основним ТЕПЛОМАСООБМІННИХ апаратом служили форсункові камери. Аж до 1930-х років такими установками оснащувалися всі реконструюються і нові текстильні фабрики.
З кінця 50-х років КВ стало досить звичайним в індустріально розвинених країнах. У більшості міст, де КВ починає впроваджуватися, воно поширюється насамперед на конторські будівлі.
В умовах клімату Центральної Росії комфортні системи КВ не були в той час актуальними: навіть у великих громадських будівлях вдавалося підтримувати прийнятний стан повітряного середовища, не вдаючись до засобів кондиціонування.
Недостатньо розвинутими в СРСР були також техніка і технологія холодильної промисловості, в якій з моменту виникнення і до початку 50-х років питання КВ практично не розглядалися. У Радянському Союзі кондиціонер довгий час вважався недозволеною розкішшю, і аж до 1955 року, коли з'ясувалося, що радянські кораблі абсолютно не пристосовані до плавання в тропіках, ця тема залишалася під негласною забороною.
У 1963-1965 роках в підмосковному місті Домодедово був налагоджений випуск кондиціонерів для вузлів зв'язку та пунктів управління ракетною зброєю. Завод «Екватор» в місті Миколаєві став випускати суднові кондиціонери і, нарешті, кілька підприємств приступило до випуску кліматичного обладнання для авіації. Виробництво кондиціонерів для промислових потреб було освоєно в Харкові.
У 1969 році компанія Daikin випустила кондиціонер, в якому з одним зовнішнім блоком працювало відразу декілька внутрішніх блоків. Так з'явилися спліт-системи. Сьогодні вони можуть включати в себе від двох до шести внутрішніх блоків різних типів.
В СРСР в 1976 р було введено в дію найбільший в Європі і Азії Бакинський завод побутових кондиціонерів, розрахований на випуск 400 тис. Автономних кондиціонерів в рік. Продукція випускалася за ліцензією японської фірми Hitachi. У Баку був освоєний випуск перших радянських спліт-систем з внутрішнім блоком підлогового типу.
Першими кондиціонерами, зробленими в Росії, стали оконники Fedders, які на початку 90-х років збирали в місті Желєзногорську. Однак через невисоку якість продукції виробництво довго не протримався, і до 1996 року було повністю згорнуто. Естафету підхопили в підмосковній Електросталі. У 1997 році на заводі Елемаш був освоєний випуск спліт-систем з складальних комплектів Samsung, а потім налагоджено виробництво продукції під власною торговою маркою. І, нарешті, в 2000-2002 роках виробництво спліт-систем розпочато в підмосковному Фрязіно, Хабаровську, Москві, Іжевську, Ростові-на-Дону.
Свого часу істотним нововведенням стала поява кондиціонера з принципово новим способом управління за рахунок зміни частоти струму електроживлення компресора - інверторних систем. На відміну від стандартних моделей вони працюють не короткими включеннями на повну потужність, а постійно. Після досягнення необхідної температури вони знижують обертів і дуже точно підтримують її на заданому рівні. Завдяки такій схемі роботи інверторні кондиціонери довговічніше, тихіше і економічніше звичайних моделей.
Компанія Daikin поставила перед собою завдання розробити кондиціонер, здатний включатися при появі господаря, стежити за його пересуванням і переходити на економічний режим під час його відсутності в приміщенні. В результаті був створений сенсор наявності руху «Розумне око», що фіксує присутність людей в приміщенні.
У 1982 р компанія Daikin вперше в світі створила новий тип центральної інтелектуальної системи кондиціонування повітря - VRV, призначеної для обслуговування багатоповерхових офісних будівель. Вперше розроблено охолоджувач з Одногвинтові компресором.
Центральні інтелектуальні системи такого типу складаються із зовнішніх і внутрішніх блоків, які можуть бути віддалені один від одного на 100 м, причому 50 з них по вертикалі. До того ж установка цих систем досить проста і не займає багато часу. Монтаж можна вести навіть після проведення опоряджувальних робіт, а при гострій необхідності - не перериваючи роботу офісу. Можливий і поетапне введення потужностей з окремих поверхів або приміщень. А от традиційні центральні системи КВ треба закладати в проект ще на стадії будівництва.
Звичайно, на цьому прогрес у розвитку кліматичної техніки не закінчився, проте зараз удосконалюються вже існуючі типи обладнання. З'являються нові функціональні можливості, змінюється дизайн, розробляються нові холодильні агенти.
В наші дні розробку проектів КВ будівель прагнуть вести на стадії розробки архітектурного проекту. Активно розробляються такі концепції, як «Інтелектуальні будівлі» - «Intelligent Buildings» і «Green Buildings» з максимальним використанням потенціалу навколишнього середовища.
Ця техніка зручна і проста в обігу, працює безшумно. Сучасні дизайнерські рішення забезпечують універсальність зовнішнього вигляду, обладнання підходить до будь-якого інтер'єру. Кондиціонери споживають невелику кількість електроенергії, відповідають всім екологічним вимогам при мінімальному обсязі займаної площі. Повітророзподільні жалюзі автоматично переміщаються в будь-якому напрямку, забезпечуючи рівномірний розподіл повітря в приміщенні. У 1998 р компанія Sanyo запропонувала VRF-систему з безінверторним регулюванням потужності.
У 2002 ркомпанія HAIER вперше в світі запропонувала побутової кондиціонер, здатний підвищувати концентрацію кисню в приміщенні.
Під кондиціонуванням слід розуміти приготування повітря необхідної якості, подачу його в обслуговувані приміщення або їх частину і автоматична підтримка комплексу заданих параметрів повітряного середовища з необхідним ступенем точності.
В цілому, рішення більшості проблем КВ можливо тільки на базі комплексного підходу до мікроклімату, формування якого визначається багатьма факторами. Системи КВ виконують при цьому функцію найбільш активного засобу забезпечення необхідних значень, як окремих параметрів повітряного середовища, так і їх комплексів. А якщо мати на увазі обов'язковість автоматизації режимів роботи установок кондиціонування, то вони є і найбільш сучасним і надійним засобом.
Сьогодні випускається чимало різних типів внутрішніх пристроїв: настінні, підстелеві, підлогові і вбудовуються в підвісну стелю - касетні і канальні. Це важливо не тільки з точки зору дизайну - різні типи внутрішніх блоків дозволяють створювати найбільш оптимальний розподіл охолодженого повітря в приміщеннях певної форми і призначення.
ANSI шістсот двадцять одна тисяча дев'ятсот вісімдесят дев'ять, який є тепер загальноприйнятою нормою в більшості розвинених країн.
Перша вентиляція була природною і здійснювалася шляхом орієнтації будівлі і розміщення вікон по розі вітрів на місцевості. Високі стелі і великі відкриті центральні сходи, також трохи допомагали притоку свіжого повітря в приміщення. Але не скрізь була можливість спроектувати житло таким чином, тому була потрібна вентиляція, яка забезпечить циркуляцію повітря в приміщенні в примусовому порядку.
Перший вентилятор був вбудований в стіну винахідником Леонардо Да Вінчі. Він провітрював будуар дружини патрона великого винахідника того часу. Бурхливий розвиток примусових вентиляційних систем почалося з середини вісімдесятих років дев'ятнадцятого століття разом з активним застосуванням в механізмах пара і електрики. Перші парові вентилятори були вельми сильними, але вони і важили кілька тонн. Але з деяких пір вибір припав у бік вентилятора, що працює на постійному струмі або на змінному. У повсякденному житті навіть найсучаснішими системами вентиляції вже нікого не здивувати.
Планування всіх етапів установки систем вентиляції відбувається не так просто, як здається на перший погляд. Зокрема, будівельникам потрібно передбачити і обладнати кілька додаткових приміщень. На етапі проектування зазвичай планують розташування технічного поверху або теплого горища, які необхідні для попередження проточек і попадання холодного повітря в квартири верхніх поверхів, там же розміщується обладнання і збирається повітря з вентиляційних шахт. Вентиляція сміттєзбиральних камер також проектується на цьому етапі. Тут повинні враховуватися герметичність, окрема витяжна вентиляція та обладнання для мийки.
Одна з центральних завдань проектування - розробка ефективної системи, що забезпечує як комфорт проживання в умовах підвищеної герметичності будівель, так і скорочення витрат тепла на підігрів повітря. Необхідно передбачати влаштування припливно-витяжної системи вентиляції для кожної групи приміщень в підземній і наземній частині комплексу. Іншими словами, потрібно встановити системи вентиляції технічних і допоміжних приміщень підвального поверху, системи вентиляції квартир, вентиляції вбудованих приміщень громадського призначення, а також вентиляції технічних приміщень надземної частини будівель.
У житлових будинках влаштовують витяжні канальні системи природної вентиляції. Зовнішній підігріте повітря можна подавати в приміщення Житлових будинків системами повітряного опалення; зовнішній непідігрітому повітря надходить в приміщення через відкриваються кватирки і фрамуги, нещільності в будівельних огорожах і спеціальні припливні отвори. Радіус дії витяжних канальних систем природної вентиляції рекомендується приймати не більше 8 м. В одну систему можна об'єднувати витяжні канали однойменних або близьких за призначенням приміщень будівлі. Витяжні канали приміщень санітарних вузлів об'єднують в самостійну систему вентиляції. У будинках з кількістю поверхів до п'яти не допускається приєднувати до одного витяжного каналу приміщення, розташовані на різних поверхах. У будинках з кількістю поверхів більше п'яти допускається об'єднання окремих вертикальних витяжних каналів з кожних чотирьох - шести поверхів в один збірний магістральний горизонтальний або вертикальний канал.
Оптимізація повітряно-теплового режиму квартир вимагає їх ізоляції від суміжних приміщень з метою максимального скорочення кількості перетікає повітря.
Перетікання повітря в квартири з суміжних квартир та сходової клітини є однією з основних причин, що знижують ефективність роботи системи вентиляції і призводять до незадовільного стану повітряного середовища в квартирах. З урахуванням цього в будівельній частині проекту житлового будинку повинні бути передбачені планувальні, конструктивні та технологічні рішення, максимально скорочують можливість перетікання повітря через вхідні двері в квартири, місця сполучень огороджувальних конструкцій, проходження через них інженерних комунікацій та ін.
При виборі конструктивного рішення горищ перевага слід віддавати посекційно теплим горищах, використовуваним в якості камери статичного тиску системи природної витяжної вентиляції. Відкриті горища з випуском в них витяжного повітря вимагають подальших досліджень і конструктивного вдосконалення, і для використання в масовому житловому будівництві в даний час не рекомендуються. У будинках заввишки менше 5 поверхів, в яких пристрій теплого горища недоцільно, витяжні канали повинні безпосередньо виходити в шахти, що виводяться вище рівня покрівлі.
Зонування квартир пов'язане зі збільшенням кількості інженерних комунікацій, що призводить до зростання матеріаломісткості та експлуатаційних витрат. Наявність витяжних каналів в різних місцях квартири істотно знижує надійність і ефективність системи природної витяжної вентиляції.
Планувальні рішення квартир з точки зору організації вентиляції переважно повинні бути спрямовані на виключення горизонтальних повітроводів в межах квартири; на забезпечення безпосереднього надходження повітря з кухні, ванної та туалету в вентблок; на забезпечення доступу до вентблок при монтажі, а також для ревізії і герметизації стиків при експлуатації.
Застосування кухонь-ніш з механічною витяжною вентиляцією допускається тільки в житлових будинках, всі квартири яких обладнані механічною витяжкою.
Особливістю при проектуванні системи вентиляції ресторану, є звичайно те, що обов'язково потрібно враховувати дизайн залу. При цьому не тільки враховується дизайн вентиляційних решіток! Повітроводи, що проходять крізь перекриття і по приміщенню залу ресторану необхідно узгодити з дизайнером, зберігши при цьому їх необхідний перетин, і врахувати побажання дизайнера для подальшого декорування повітропроводів.
Мінуси «оконнику»: зменшує площу вікна, створює підвищений шум. Найчастіше оконник не має інфрачервоного пульта і не дозволяє програмувати режими. Віконні кондиціонери можуть працювати як на тепло, так і на холод. Існують моделі оконников, оснащені електропідігрівом.
Перший варіант розміщення хороший тим, що кондиціонер не кидається в очі і направляє потік холодного повітря майже вертикально вгору.
Підстельового установка - класичний варіант кондиціонування «магазинів-скелець» або будь-яких інших приміщень, що не мають підвісної стелі.
Спліт-системи касетного типу. Відрізняються про настінних моделей способом розташування і конструкцією внутрішнього блоку. Прекрасно розміщуються всередині підвісної стелі, маючи зовні майже плоску повітрозабірні грати і повітророзподільні жалюзі на чотири напрямки.
Внутрішній блок кондиціонера розташовується за стелею підшивання, має більш потужний вентилятор, що дозволяє подолати опір повітропроводів, фільтрів, грат.
Застосування кондиціонерів може справити негативний вплив на дизайн квартири. Справа в тому, що дизайн блоків спліт-систем оновлюється кожні два-три роки, а термін служби їх становить 10-15 років. Тому вже через кілька років навісні блоки морально застарівають. Ця обставина змушує багатьох архітекторів застосовувати спліт-системи канального типу, в яких внутрішній блок захований під підвісною стелею, а охолоджене повітря подається по мережі воздуховодов. Якщо немає можливості знизити стелі у всій квартирі надходять так. Внутрішній блок канального кондиціонера ховають там, де велика висота стелі не потрібна. Це може бути комора, коридор або туалет. В цьому випадку в основних кімнатах можна виконати зниження стель всього на 10 см, щоб отримати можливість заховати повітроводи. А якщо вивести повітряні грати над дверима, ведучими з коридору в кімнати, то зниження стель може взагалі не знадобитися.
кондиціювання холодоагент обладнання повітря
Список літератури
1. Системи вентиляції і кондиціонування, теорія і практика. - М .: Євроклімат, 2000..
2. Журнал «Мир клімату», спецвипуск «Споживачеві». - М .: Євроклімат, 2001..
3. Журнал «Мир клімату», №15. - М .: Євроклімат, 2003.
4. Нариси історії техніки в Росії. - М .: Наука, 1973.
5. Історія Кондиционирования - Епохальні Дати - Коротка Літопис.
6. Оксана Євдокимова. Торговці повітрям.
|