Стационарные кондиционеры

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ И ГУМАНИТАРИЗАЦИИ

КАФЕДРА «ЮНЕСКО»

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

 «Стационарные кондиционеры»

 

 

 

 

 

 

Выполнили:                                                                                      студенты группы 108718

                                                                                                           Кулешов А. С.

                                                                                                           Мазуренко А. Н.

Проверил:                                                                                         Калиниченко М. Л.                                                                                                                                               

 

 

 

 

МИНСК 2011

Немного истории 

1734 год. В здании  английского парламента установлен  первый из известных истории  осевых вентиляторов. Он приводился  в действие при помощи парового  двигателя и проработал без  ремонта более 80 лет. 

1754 год. Леонард  Эйлер разработал теорию вентилятора,  которая легла в основу расчета  современных систем механической  вентиляции.

1763 год. Михаил  Ломоносов публикует свой труд "О вольном движении воздуха  в рудниках примеченном". Идеи, изложенные в этой работе, легли  в основу расчета систем естественной  вентиляции.

1810 год. В больнице  пригорода Лондона – Дерби  установлена первая рассчитанная  система естественной вентиляции.

1815 год. Француз  Жан Шабаннес получил британский патент на "метод кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях…".

1852 год. Лорд  Кельвин разработал основы использования  холодильной машины для обогрева  помещений (тепловой насос). Спустя  четыре идея была практически  реализована австрийцем Риттенгером.

1902 год.Американским инженером Уиллисом Карриером разработана первая промышленная установка для кондиционирования воздуха.

1929 год. В США  компанией General Electric разработан первый комнатный кондиционер.

1931 год. Изобретение  безопасного для здоровья человека  хладагента - фреона. Произвело настоящую  революцию в развитии климатической  техники. 

1958 год.Компания Daikin предложила кондиционер, способный работать не только на холод, но и на тепло по принципу "теплового насоса".

1961 год.Toshiba первой в мире начала промышленный выпуск кондиционеров разделенных на два блока, получивших название сплит-системы.

1966 год. Компания  Hitachi первой в мире предложила оконный кондиционер с функцией осушения. Через четыре года она же первой внедрила эту функцию в сплит-системах.

1968 год. Компания  Daikin предложила кондиционер с одним наружным и двумя внутренними блоками. Так появились мультисплит-системы.

1977 год.Toshiba впервые в мире выпускает кондиционер с микропроцессорным управлением.

1981 год.Toshiba разработала компрессор с регулируемой частотой вращения. В том же году на рынке появились оснащенные ими кондиционеры, получившие название инверторных.

1982 год. Компания  Daikin разработала и внедрила в производство новый тип центральных систем кондиционирования воздуха VRF, позволяющих в комплексе решить вопросы кондиционирования и вентиляции.

1998 год. Компания  Sanyo предложила VRF систему с безынверторным регулированием мощности.

1995 год. Принято  решение об отказе от использования  хладагентов, представляющих опасность  для озонового слоя. В Европе  их производство должно быть  полностью остановлено к 2014 году.

2002 год.Компания Haier впервые в мире предложила бытовой кондиционер, способный повышать концентрацию кислорода в помещении.

И у нас есть история 

В Советском Союзе  кондиционер долгое время считался непозволительной роскошью, отвлекающей  пролетариат от классовой борьбы. Так в 1940 за публикацию ряда материалов о кондиционировании воздуха  был разгромлен журнал "Отопление  и вентиляция". Эти статьи были восприняты как "пропаганда буржуазных взглядов в технике", и вплоть до 1955 года, (когда выяснилось, что  Советские корабли абсолютно  не приспособлены к плаванию в  тропиках) эта тема оставалась под негласным запретом.

Несколько позже  в 1963-65 годах в подмосковном городе Домодедово был налажен выпуск кондиционеров  для узлов связи и пунктов  управления ракетным оружием, завод  Экватор в г. Николаев стал выпускать судовые кондиционеры, и, наконец, несколько предприятий приступило к выпуску климатического оборудования для авиации.

Производство  кондиционеров для промышленных предприятий было освоено в Харькове, а в меньших масштабах и  на ряде отраслевых предприятий.

Выпуск бытовых  кондиционеров на территории Советского Союза началось только в 70-ых годах, после того, как построенный в  Баку завод начал производство продукции  по лицензии японской фирмы Hitachi. В свои лучшие годы, которые пришлись на середину 80-ых, Бакинский завод выдавал 400.000 - 500.000 кондиционеров в год, из которых порядка 120.000-150.000 шло на экспорт. Больше всего советских оконников было продано на Кубу – порядка 700.000 штук. Крупными импортерами были Китай, Иран, Египет и Австралия. Причем в иные годы на зеленый континент отправлялось более 10.000 аппаратов.

Немного физики

Понять, как устроен  кондиционер и откуда в тридцатиградусное  пекло берется освежающая прохлада не так уж сложно. Рассмотрим это  на примере сплит-системы. Как известно из школьного курса физики, при испарении любая жидкость поглощает тепло. Если капнуть на руку спиртом или одеколоном, тут же почувствуешь холод. И, наоборот, при конденсации пара тепло выделяется.

Именно этот известный  принцип и эксплуатирует любая  сплит-система. Немного утрируя, можно считать, что ее главным элементом является замкнутая медная трубка. Одна ее часть проходит через находящийся в помещении внутренний блок, другая – через висящий на улице внешний. Это и есть холодильный контур, внутри которого циркулирует фреон. При прохождении через внутренний блок, фреон превращается в газ, а значит, охлаждает помещение. Во внешнем блоке он снова становится жидкостью, отдавая излишки тепла окружающему воздуху. И так раз за разом.

Правда, фреон - жидкость ленивая и сам по себе никуда не потечет. Для этого в кондиционере предусмотрен специальный "насос" - компрессор, создающий в холодильном  контуре необходимое давление. Кроме  того, участки холодильного контура  внутри блоков снабжены алюминиевыми пластинами, помогающими фреону эффективнее делится с окружающим воздухом теплом или прохладой. Эти устройства так и называются - теплообменники. А для того, чтобы процесс шел еще шустрее, воздух через них продувают с помощью вентиляторов. То же самое происходит и в оконном кондиционере, только все его узлы и агрегаты размещены в одном корпусе.

При необходимости  кондиционер можно использовать и для нагрева. Только в этом случае тепло переносится не из помещения  на улицу, а наоборот. Кондиционер, работающий в режиме обогрева помещения, называют тепловым насосом.

Хладагенты

Первый, признанный историками техники комнатный кондиционер выпущенный в 1929 году компанией General Electric работал на аммиаке. Это вещество небезопасно для человека, что в значительной мере сдерживало развитие холодильной техники.

Проблема была разрешена в 1931 году, когда был  синтезирован безвредный для человеческого  организма хладагент – фреон. Впоследствии было синтезировано более четырех десятков различных фреонов, отличающихся друг от друга по свойствам и химическому составу. Наиболее дешевыми и эффективными оказались R-11, R-12, которые долгое время всех устраивали. Правда, в последние 15 лет они попали в немилость из-за своих озоноразрушающих свойств.

Все фреоны это  вещества, образованные на основе двух газов – метана СН4 и этана – СH3-CH3. В холодильной технике метан имеет марку R-50, этан – R-70. Все остальные фреоны получаются из метана и этана замещением атомов водорода атомами хлора и фтора. Например, всем известный R-22 получается из метана замещением одного атома водорода хлором и двух – фтором. Химическая формула этого фреона – СНF2Cl.

Физические свойства хладагентов зависят от содержания трех составляющих – хлора, фтора  и водорода. Так по мере уменьшения количества атомов водорода горючесть  хладагентов падает, а стабильность растет. Они могут подолгу существовать в атмосфере, не разлагаясь на части  и наносить вред окружающей среде. А  по мере увеличения числа атомов хлора  растет токсичность хладагентов  и их озоноразрушающая способность.

Вред, наносимый  фреонами озоновому слою оценивается  величиной озоноразрушающего потенциала, который равен 0 для озонобезопасных хладагентов (R-410A, R-407C, R-134А) и до 13 у озоноразрушающих (R-10, R-110). При этом за единицу принят озоноразрушающий потенциал фреона R-12, до последнего времени наиболее широко распространенного во всем мире. В качестве временной альтернативы R-12 был выбран фреон R-22, озоноразрушающий потенциал которого составляет 0,05.

Вообще, бурная эволюция хладагентов в последние 15 лет  связана в основном с проблемами экологии. Используемые в кондиционерах и холодильниках фреоны были названы главными виновниками печально известных озоновых дыр (что весьма сомнительно). Так это на самом деле или нет, но 1987 году был принят Монреальский протокол, ограничивающий использование озоноразрушающих веществ. В частности согласно этому документу, производители будут вынуждены отказаться от использования фреона R-22, на котором сегодня работает 90% всех кондиционеров. В большинстве европейских стран продажа кондиционеров на этом фреоне была прекращена уже в 2002-2004 годах. И многие новые модели поставляются в Европу только на озонобезопасных хладагентах — R-407C и R-410A.

Свойства                                                                                      R-22 R-410A R-407C

Изотропность

(возможность  дозаправки кондиционера при  утечке) да да нет

Масло                                                                           минеральное   полиэфирное  полиэфирное

Давление при  температуре конденсации +43°С             16 атм. 26 атм. 18 атм.

Цена за килограмм  USD                                                         4,8 32 ,7 29,4

В отличие от традиционных хладагентов, R-407C и R-410А являются смесями различных фреонов, а потому менее удобны в эксплуатации. Так в состав R-407C, созданного в качестве альтернативы R-22, входят три фреона: R-32 (23%), R-125 (25%) и R-134А (52%). Каждый из них отвечает за обеспечение определенных свойств: первый способствует увеличению производительности, второй – исключает возгорание, третий определяет рабочее давление в контуре хладагента.

Эта смесь не является изотропной, а потому при  любых утечках хладагента, его  фракции улетучиваются неравномерно и оптимальный состав меняется. Таким  образом, при разгерметизации холодильного контура кондиционер нельзя просто дозаправить; остатки хладагента необходимо слить и заменить новым. Именно это и стало основным препятствием для распространения R-407C.