История
Современное понятие «кондиционер» (air conditioner, от англ. air - воздух и condition - состояние) как обозначение устройства для поддержания заданной температуры в помещении, существует достаточно давно. Интересно, что впервые слово кондиционер было произнесено вслух ещё в 1815 году . Именно тогда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Собственно говоря, для английского языка глагол to condition является вполне стандартным, и означает «приводить что-либо в определённое состояние» , в данном случае - воздух в состояние, комфортное для человека с точки зрения температуры, влажности и прочих параметров; таким образом, conditioner по правилам словообразования в английском языке - это просто то или тот, кто такое приведение чего-либо в определённое состояние осуществляет, а не какой-либо неологизм. Отсюда же - кондиционер для волос и белья, которые являются уже не приборами, а средствами бытовой химии.
Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер (Willis Carrier) собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке . Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, cильно ухудшавшей качество печати.
«Ископаемым» предком всех современных сплит-систем и оконников может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric ещё в 1929 году . Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак , пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть по своей сути это устройство было самой настоящей сплит-системой. Однако, начиная с 1931 года , когда был синтезирован безопасный для человеческого организма фреон , конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни.
Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата.
В процессе работы кондиционера происходит следующее (рассмотрим на примере фреона R22). На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3-5 атмосфер и температурой 10-20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15-25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до 70-90 °C, после чего поступает в конденсатор.
Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.
На выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10-20 °C выше температуры атмосферного (наружного) воздуха. Из конденсатора тёплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморегулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.
После дросселирующего устройства (капиллярной трубки или ТРВ) смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется. Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.
Работа кондиционера (холодильника) без отвода тепла от конденсатора (или горячего спая элемента Пельтье) принципиально невозможна. Это фундаментальное ограничение, вытекающее из второго закона термодинамики . В обычных бытовых установках это тепло является бросовым и отводится в окружающую среду, причём его количество значительно превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения (камеры). В более сложных устройствах это тепло утилизируется для бытовых целей: горячее водоснабжение и другое.
Неисправности
Одна из наиболее серьёзных неисправностей связана с устройством кондиционера и возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. В этом случае на вход компрессора попадает жидкость, в результате чего компрессор выходит из строя из-за гидроудара . Причин, по которым фреон не успевает испариться, может быть несколько, но самые распространённые вызваны неправильной эксплуатацией плохо спроектированного кондиционера. Во-первых, причиной неисправности могут стать загрязнённые фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен), во-вторых - включение кондиционера при отрицательных температурах наружного воздуха. При отрицательных температурах (ниже −10 °C) существует реальная угроза попадания жидкого фреона в полость компрессора, что приводит к его поломке. В более дорогих, правильно спроектированных системах присутствуют дополнительные датчики, ёмкости, исключающие попадание жидкого фреона на вход компрессора. В таких системах наиболее вероятной поломкой становится отказ одного из датчиков, что, впрочем, оставляет холодильную систему жизнеспособной. В бытовых оконных кондиционерах БК-1500, БК-2500 производства СССР (Бакинский завод), для устранения данного явления применялся докипатель (он применяется во многих моделях среднего и верхнего ценового диапазона кондиционеров).
Утечка хладагента также может повлечь за собой неправильную/неэффективную работу кондиционера. В основном причиной утечки является выполненный с нарушениями монтаж фреоновой магистрали, например, некачественная развальцовка трубок. Со временем, наиболее заметным внешним проявлением утечки, кроме снижения производительности, является обмерзание вентиля (сторона низкого давления) на внешнем блоке сплит-системы, либо (реже) - обмерзание испарителя, что обуславливается понижением давления хладагента, которое в норме для кондиционеров на хладагенте R22 составляет 4.3 (на стороне низкого давления) бар при наружной температуре воздуха 25 градусов по цельсию. Однако обмерзание может наблюдаться и по другим причинам, например при попадании влаги в контур, или при попадании мусора.
Наличие воздуха и влаги в контуре со временем может привести к выходу из строя компрессора, закупориванию капилляра ледяными пробками. Причиной попадания воздуха в контур также является некачественный монтаж сплит-системы. При правильном монтаже после сборки контура производится его вакуумирование в течение определённого времени (зависит от объёма контура, и для бытовых систем обычно составляет от 20 минут до часа) специальным вакуумным насосом , с целью удаления воздуха и испарения влаги, присутствующей в контуре.
См. также
| Климатическое и холодильное оборудование | |
|---|---|
| Физические принципы работы | Парокомпрессионный холодильный цикл · Холодильник Эйнштейна · Элемент Пельтье · Термоакустический холодильник · Вихревой эффект Ранка-Хильша · Пароэжекторные холодильные машины · Испарительные охладители · Фригаторные установки · Дросселирование · Эвтектика |
| Термины | Холодильная установка · Кондиционирование воздуха · HVAC · Тепловой режим здания · Относительная влажность · БТЕ · Температурный напор · Температурный глайд · Точка росы · Влажность · АХУ |
| Виды холодильного оборудования | |
История систем кондиционирования воздуха, на самом деле, насчитывает несколько тысячелетий. Сначала это были обычные опахала и веера, затем намного позже вентиляторы на паровых двигателях, еще чуть позже была изобретена система естественной вентиляции, и уж совсем недавно появился электрический кондиционер, историю которого мы сейчас и расскажем.
Открытие хладагента
Вообще принцип работы кондиционера впервые был открыт великим и неповторимым Майклом Фарадеем . В своих исследованиях ученый часто использовал аммиак, который задолго после его широко применялся в холодильных установках. Так вот именно известный английский физик и экспериментатор обнаружил, что при переходе аммиака из жидкого состояния в газообразное (процесс испарения при нагревании) он достаточно активно поглощает тепло. При обратном же превращении (из газа в жидкость) – наоборот выделяет.
Открытое Фарадеем явление в 1851 году использовал американский практикующий врач и по совместительству изобретатель – Джон Горри. Занимаясь врачебной практикой в жаркой Флориде, он так переживал за комфортное состояние своих пациентов, что решил построить машину для производства льда. Изобретатель даже получил патент на свое ноу-хау, но использовать его в коммерческих целях и тем самым создать первый в мире кондиционер ему так и не удалось.
Первые охлаждающие воздух машины
Лишь спустя два десятилетия в 1902 году другой американский изобретатель Уиллис Карриер создал первую в мире, охлаждающую воздух машину, которую можно в принципе считать первым в мире промышленным кондиционером. Правда изначально машина была призвана вовсе не охлаждать воздух, а снижать его влажность в помещении типографии в городе Бруклин. Но, как оказалось в последствие, она не только создавала комфортные условия для печатных изданий, но и стала настоящим спасением для рабочих типографии.
Кондиционер Карриера имел такой ошеломляющий успех, что спустя всего лишь год его стали устанавливать в театрах и супермаркетах. В 1928 году машину для охлаждения воздуха установили в здании американского Конгресса, а еще через год – в здании Сената.
Первый бытовой кондиционер
Первый бытовой кондиционер, так называемая «сплит-система», который частично располагался внутри помещения и частично снаружи, был создан компанией General Electric в 1929 году . Такая конструкция, которая очень популярна и сейчас, на самом деле не была данью моды. Дело в том, что в первом бытовом кондиционере в качестве хладагента использовался все тот же аммиак, уникальные свойства которого были открыты Фарадеем. Но поскольку это вещество в газообразном состоянии очень опасно для здоровья человека, то инженеры General Electric решили вынести испаритель и конденсатор на улицу. Так и получилось два блока – прототип современной сплит-системы.
Первый бытовой моноблочный или оконный кондиционер появился лишь спустя пару лет в 1931 году . В нем в качестве хладагента использовался более безопасный фреон, поэтому разделять прибор на два блока не было смысла. Именно оконный кондиционер завоевал у потребителей ошеломляющую популярность. Он был прост в установке и обслуживании, надежен в работе и неприхотлив к условиям окружающей среды.
Первый греющий кондиционер в конце 1950-х годов выпустила японская компания Daikin. Прибор имел тепловой насос и мог не только охлаждать, но и нагревать воздух. Массовый же выпуск позабытых на некоторое время сплит-систем начался лишь в 1961 году , когда японская компания Toshiba создала первый современный кондиционер с двумя отдельными блоками. Благодаря этой разработке пользователи избавились от шума, который издавали оконные кондиционеры.
Первый мультиблочный кондиционер (мульти-сплит система) с одним внешним и несколькими внутренними блоками появился в 1968 году . Первые бытовые кондиционеры на просторах бывшего Союза стали производить в 1975 году в городе Баку. Они собирались по лицензии японской фирмы Hitachi. Это были однотипные моноблочные агрегаты, отличавшиеся лишь размерами и мощностью.
Впервые попытались кондиционировать воздух в Персии тысячи лет назад. Охлаждение воздуха в персидских устройствах происходило по принципу охлаждения воды при испарении. Типичный кондиционер тех дней представлял собой специальную шахту, улавливающую дуновение ветра, в которой размещались пористые сосуды с водой или протекала вода из источника. После охлаждения и насыщения влагой в шахте воздух поступал в помещение. Эффективный для жаркого и сухого климата, такой кондиционер оказался бы бесполезным в условиях высокой относительной влажности воздуха.В Индии попытка противостоять жаркому летнему климату привела практически к созданию вечного двигателя. Установив вместо входной двери в помещение каркас, обвитый кокосовой пальмой - татти, индусы поместили над ним ёмкость, которая медленно заполнялась водой за счет капиллярного эффекта татти. Когда уровень воды достигал определённого значения, ёмкость опрокидывалась, орошая водой дверь, и возвращалась в исходное состояние. Этот процесс повторялся многократно.
В XIX веке британский изобретатель Майкл Фарадей обнаружил, что сжатие и сжижение определённого газа охлаждают воздух. Но его идеи были в значительной степени теоретическими.
Электрический способ кондиционирования воздуха был изобретён Уиллисом Кэррьером примерно в 1902 году. Он же разработал первую систему кондиционирования воздуха для типографии в Бруклине. Летом, при процессе печатания, постоянное изменение температуры и влажности не позволяло добиться качественной цветопередачи.
Кэрриер разработал аппарат, который охлаждал воздух до постоянной температуры и осушал его до 55%. Своё устройство он назвал «аппаратом для обработки воздуха». В 1915 году он и еще шесть коллег-инженеров основали собственную компанию «Garner Engineering Co.», впоследствии переименованную в «Carrier» («Кэрриер»). Сегодня компания Carrier — один из ведущих производителей кондиционеров, ей принадлежит 12% мирового объёма производства кондиционеров.
Сам термин кондиционирование воздуха впервые был предложен в 1906 году Стюардом Крамером, который связывал это понятие с получением кондиционного товара.
Позже дорогие системы кондиционирования воздуха начали применяться для улучшения производительности труда на рабочих местах. Затем сфера применения кондиционирования была расширена для улучшения комфорта в домах и автомобилях.
Первые кондиционеры и холодильники использовали токсичные газы, такие как аммиак и метилхлорид, которые были далеко небезопасны для жизни, когда они просачивались. В 1930-х годах по соображениям безопасности фирма Дженерал Электрик выпустила кондиционер, компрессорно-конденсаторный агрегат которого располагался с внешней стороны здания. Это была первая сплит-система.
Уиллис Кэрриер с первым холодильным агрегатом (чиллером)
Уиллис Кэрриер (Willis Haviland Carrier) рядом с первой в мире холодильной машиной (ЧИЛЛЕРОМ).
Первый автомобильный кондиционер имел мощность охлаждения 370 Вт, был создан фирмой С & С Kelvinator Co в 1930 году и установлен на Кадиллаке.
Томас Мидглей младший первым предложил в качестве хладагента использовать дифтормонохлорметан, названный потом фреоном в 1928 году. Этот хладагент оказался намного более безопасным для людей, но не для озонового слоя атмосферы.
Фреон — торговая марка компании Дюпон для всех CFC, HCFC или HFC хладагентов, название каждого включает число, указывающее на молекулярный состав (R-11, R-12, R-22, R-134). Наиболее часто используется смесь HCFC, или R-22, но планируется отказаться от неё в производстве новых приборов к 2010 году, и совсем избавиться от неё до 2020 года. R-11 и R-12 больше не изготовляются, единственный способ купить их — это очистить газ, находящийся в старых кондиционерах. В наши дни набирает популярность хладагент R-410A, безопасный для озонового слоя Земли, невоспламеняющийся, нетоксичный и в высшей степени энергосберегающий.
В 1980-х годах компанией Toshiba был разработан новый способ управления компрессором, заключающийся в изменении частоты тока электропитания компрессора и названный впоследствии инвертором. Инверторное управление питанием позволяет сократить потребление электроэнергии кондиционером на 30%.
ВЕХИ 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. Сейчас модно ругать БК, за большие габариты и высокий уровень шума, но нельзя не признать, что они оказались на редкость неприхотливыми и долговечными. В той же Австралии некоторые аппараты работают до сих пор! К тому же советские цены так приятно радовали местных фермеров, что на родине кенгуру эту продукцию до сих пор вспоминают добрым словом.
Ни один кондиционер японского, американского, израильского или корейского производства не отличался такой долговечностью. Возможно, дело в том, что во всем мире концепция долговечности выпускаемой техники претерпела существенные изменения уже на рубеже 70-80 годов. Если ранее старались сделать на века, то теперь срок службы не превышает времени морального старения. При нынешних темпах развития техники - это не более 10 лет. Кстати о качестве БК выпущенных в 70-80-ых годах говорит хотя бы такой факт. Завод по производству компрессоров (рассчитанный на 1,000,000 штук в год) половину продукции отправлял на экспорт, выполняя заказ компании Toshiba. После распада СССР и отъезда лучших специалистов производство кондиционеров в Баку пошло на убыль и к 1997-98 году окончательно развалилось. Из былых 6,000 рабочих на предприятии осталось не более 500 человек, занятых ремонтом и обслуживанием техники. Эра БК закончилась.
Еще одним советским проектом, в настоящее время практически забытом, были кондиционеры «Нева», небольшая партия которых была сделана в Ленинграде. Первыми кондиционерами, сделанными в России стали оконники Fedders, которые в начале 90-ых годов собирали в городе Железногорске (Курская обл.). Однако из-за невысокого качества продукции производство долго не продержалось, и к 1996 году было полностью свернуто. Эстафету подхватили в подмосковной Электростали. В 1997 году на заводе Элемаш был освоен выпуск сплит-систем из сборочных комплектов Samsung, а затем налажено производство продукции под собственной торговой маркой.
История устройств, охлаждающих воздух, насчитывает не одно тысячелетие. В жару использовались опахала, лед, сосуды с испаряющейся водой. Понятие “кондиционирование воздуха” появилось в 1815 г. Француз Жан Шабаннес запатентовал систему вентиляции помещений. Благодаря ему в лексиконе появилось слово “кондиционер”, которое обозначало устройство, поддерживающее комфортную температуру в комнате.
Первые шаги к изобретению
Система вентилирования зданий, созданная по научным расчетам, появилась в 1810 г. в одной из лондонских больниц. В Англии было много ученых, работавших над решением проблемы охлаждения воздуха в домах. Майкл Фарадей активно экспериментировал с аммиаком, изучая изменение его свойств при переходе в различные агрегатные состояния. Британский химик установил, что вещество при испарении поглощает тепло, а при конденсации выделяет в окружающую среду. Холодильный агент был найден, оставалось только собрать аппарат, в котором будут применяться его свойства.
В США врач Джон Горри в поисках способов лечения тропической лихорадки решал проблему понижения температуры и влажности воздуха в палатах больницы. Его изобретением стала машина, производящая сухой лед. Горри сконструировал компрессор, сжимающий воздух с целью охлаждения. Принцип его работы применяется во всех системах холодильной и климатической техники. Дальше создания искусственного льда изобретатаель не продвинулся.
Появление первого кондиционера
От момента устройства первой системы естественной вентиляции до изобретения кондиционера прошло почти 100 лет. Появлением аппарата человечество обязано американскому инженеру Уиллису Карриеру. С детства он увлекался разработкой систем вентиляции на родительской ферме.
После окончания университета одаренный юноша занялся практическими разработками устройств, изменяющих параметры воздуха.
В 1902 году появился первый кондиционер в мире.
Машина была создана для бруклинской типографии. Аппарат должен был уменьшать влажность воздуха, препятствующую высыханию краски. Вместе с ожидаемой сухостью в помещении стало прохладней. В комфортных условиях увеличилась производительность рабочих. Новость о холодильной машине стала сенсацией и распространилась по всему миру.
Спустя год кондиционер установили в зале Кельнского театра. Публика массово шла не на представление, а за необычными ощущениями прохладного зала.
Патент на свое изобретение Карриер получил в 1906 году, еще раньше организовал собственную компанию Carrier Corportion. Его первые клиенты требовали от аппаратов только уменьшения влажности. Такие машины устанавливались на текстильных фабриках.
С момента изобретения Карриером центробежного чиллера была решена проблема оборудования климатическими системами помещений большой площади.
После установки кондиционера в универмаге Детройта выручка магазина увеличилась втрое. Вскоре многочисленные коммерческие заведения и правительственное здание оборудовали климатической техникой. К концу 20-х годов системы кондиционирования появились в Сенате и Конгрессе США. Продукцией компании Carrier были оснащены 300 американских театров.
Несколько лет насладится прохладой в знойный день можно было только в общественном месте, пока компания General Electric не представила первую бытовую сплит-систему. Карриер изобрел кондиционер, где в роли хладагента использовался аммиак. Вредное вещество хорошо справлялось с отведением тепла, но являлось угрозой жизни людей. В связи с этим кондиционер изготовили из двух блоков, часть с компрессором и конденсатором размещалась на улице.
Изобретение фреона
Использование токсичных веществ в холодильных установках не однократно приводило к смертельным отравлениям.
В 1928 году Томасу Миджли, сотруднику американской компании “Дженерал Моторс” удалось получить химическое соединение, позднее названное фреоном.
Хлорфторуглеродная комбинация отличалась инертностью, негорючестью и безопасностью для здоровья человека. Появился термин “хладагент”. Фирма DuPon предложила обозначение R (Refrigerant). Числа и буквы в названии определяют молекулярную формулу соединения. Первый хладагент получил обозначение фреон 12 или R12.
Корпорация Carrier в короткий срок изменила конструкцию своей продукции. Ее кондиционеры стали моноблочными, появилась оконная модель. Использование в качестве холодильного агента безопасного фреона не требовало разделения блоков. Оконные модели до сих пор актуальны в Африканских странах и в Индии. Они отличаются доступной ценой, просты в монтаже и обслуживании.
Развитие технологии
Первопроходцами в развитии климатической и холодильной техники долгое время оставались американские конструкторы, пока в конце 50-х годов японские компании не перехватили инициативу. Фирма Daikin представила покупателям кондиционер с тепловым насосом. Такая техника получила дополнительный режим обогрева. С 1061 года начался массовый выпуск сплит-систем.
Компания Toshiba показала новый уровень комфорта при использовании климатического оборудования. В один из блоков ее кондиционеров помещались наиболее шумные механизмы и выносились за пределы помещения. Компрессор, вибрирующий и гудящий в процессе эксплуатации, монтировался на крыше или наружной стене. В комнате оставалась часть с испарителем, работающая в комфортном звуковом диапазоне. Разница с оконными моделями оказалась разительной. К тому же новую модель можно было разместить в удобном месте.
Через 7 лет японская компания сумела создать мультисплит-систему, в которой к одному внешнему блоку подключалось несколько внутренних.
Устройство и принцип работы
Основные элементы конструкции климатической техники не изменились с тех пор, как придумали кондиционер и начали его серийное производство. Появились новые материалы, виды фильтров, электронные блоки управления, но устройство осталось прежним.
Основные узлы:
- компрессор – агрегат, сжимающий хладагент для увеличения давления до 15-25 атмосфер;
- конденсатор – устройство внешнего блока, где газ переходит в жидкую фазу;
- испаритель – часть внутреннего блока, в которой фреон превращается в газ;
- вентиляторы – детали, создающие поток воздуха;
- медная магистраль – трубопровод, связывающий две части сплит системы, служит трассой для циркуляции фреона.
В моноблочных моделях все элементы помещались в один корпус, не было необходимости в монтаже соединительных труб. Принцип работы кондиционера один для всех моделей и типов техники. Компрессор сжимает фреон, провоцируя повышение давления и температуры. Хладагент попадает в конденсатор, где остывает и превращается в жидкость. Далее через капиллярную трубку поступает в испаритель. Находясь в радиаторе переходит в газообразную фазу, поглощая тепло. Из испарителя поступает снова в компрессор, цикл повторяется. Вентиляторы создают поток воздуха, охлаждающийся при обдуве испарителя.
Благодаря развитию технологии появился блок, контролирующий работу двигателя компрессора.
Первая сплит-система с инверторным управлением была создана японской компанией Toshiba в 1980 году.
Модель с плавной регулировкой отличалась низким уровнем шума и высокой эффективностью. Через год после разработки коммерческого кондиционера появилась версия для бытового применения. Инверторное оборудование получило ощутимые преимущества: уменьшился износ деталей, потребление электричества, увеличился срок службы. Через 7 лет на долю новинки приходилось 95% продаж.
Развитие и совершенствование климатической техники продолжается. Появляются модели с интеллектуальным управлениями, автоматическими датчиками, не требующими вмешательства человека. Оборудование способно точно контролировать любые параметры воздуха.
Наверное, нет такого человека, который бы не знал, что представляет собой такое оборудование, как кондиционер. Но лишь единицы знают, кто действительно придумал кондиционер, а главное когда. Ведь эта техника, особенно в наше время, играет достаточно важную роль для комфортной и уютной жизни. Давайте попробуем разобраться, кто изобрёл кондиционер и когда.
Удивителен тот факт, что наши предки, которые жили около тысячи лет тому назад, знали, как именно бороться с утомительным зноем. Одним их первых холодильщиков с уверенность можно считать неандертальца, который обнаружил, что в таком месте, как пещера, всегда царите приятная прохлада, даже в самые жаркие дни.
В скалах Долины Царей, которые расположились в Египте, есть вырубленные в скалах очень узкие коридоры, в которых проходят туристы, пригнув свои головы. Все они в результате попадают в специальную погребальную камеру для фараонов, здесь, посетителей от духоты подземелья спасает небольшой кусок картона, он заранее выдаётся служителем при входе этого подземного музея. Удивителен тот факт, что от удушья ещё больше страдали строители этих самых гробниц, так как для них, источником света служили масляные лампы. В связи с такой духотой, над входом в гробницы фараонов очень часто изображали богиню Матт, её крылья по легенде должны приносить древнеегипетскому царю дуновение ветра. И такое изображение порой называют рисунком самых первых кондиционеров.
Если говорить о жителях древней Индии, то они клали на подоконник своего дома специальные травяные циновки, они смачивались водой. Во время испарения, вода охлаждала воздух, поступающий в комнату. Поэтому, с уверенностью можно говорить о том, что ещё задолго до того, как появилась бытовая техника, человек, сумел найти способ для улучшения комфорта в собственном доме.
Очень удивителен тот факт, что в основе любого кондиционера лежит принцип охлаждения воздуха благодаря испарению влаги, именно этот принцип были реализован самой природой. А совсем недавно установили тот факт, что самым настоящим, «живым кондиционером» можно считать верблюда. У него в носу вырабатывается слизь, именно она насыщает сухой воздух влагой, который поступает в лёгкие. Но при выдохе верблюда, в отличие от человеческого организма, влага заново фильтруется в его носу, при этом остаётся в организме. Интересно то, что тот воздух, который выдыхает верблюд, зачастую ниже на девять градусов Цельсия окружающего воздуха и это в то время, когда у человека при выдохе температура равна температуре тела. И для того, чтобы спасаться от сильной жары, многочисленнее правители в древние времена окружали собственные дворцы водоёмами и тенистыми садами, также наполняли свои подвалы льдом, а слуги вооружались опахалами, тем самым создавая освежающую среду, с помощью движения воздуха. Практически до середины восемнадцатого века, ничего не было придумано лучше, чем «мальчика арапа».
В позапрошлом веке, началась настоящая техническая революция, которая сумела перевернуть представления о климате. В наше время понятие «кондиционер » , что с английского переводится, как «состояние воздуха», обозначает устройство, способное поддерживать температуру в помещении, которая была установлена. А ведь интересно то, что самый первый раз заоговорили о кондиционере в 1815 году. В то время француз по имени Жанн Шабаннес сумел получить британский патент, выданный на способ «регулировки температуры, а также кондиционирования воздуха в любых помещениях и зданиях». Но, как показала практика, воплощение теоретической идеи нужно было ждать на протяжении долгого времени. Только в 1902 году американский инженер, по имени Уиллис Карриер наконец-то собрал настоящую холодильную машину, промышленного назначения, которую установили в типографии Бруклина, распологающуюся в Нью-Йорке. Удивителен тот факт, что самый первый кондиционер предназначался не для того, чтобы создавать прохладу во время работы, а для того, чтобы бороться с влажностью в воздухе, ведь именно она значительно ухудшала качество печати.
Через год европейские аристократы, во время посещения Кельна, решили посетить здешний театр. При этом, главным интересом многочисленной публики была вовсе не игра выступающей труппы, а тот приятный холодок, который царил в зрительном заде даже в сильно жаркие месяца. А когда в 1924 году, целую систему кондиционирования установили в местном универмаге Детройта, тут появилось огромное количество любопытных зевак.
Предком современным сплит-систем можно считать, самый первый кондиционер для комнат, который выпустила в 1929 году известная на то время компания General Electric . В таком устройстве, в качестве хладагента применялся аммиак, так как его пары могут нанести вред человеческому здоровью, было принято решение конденсатор и компрессор кондиционера выносить на улицу. В принципе, данное устройство всё-таки являлось сплит-системой. В 1931 году был синтезирован действительно безопасный для человека фреон, после чего профессиональные конструкторы решили собрать все агрегаты, узлы кондиционера в едином корпусе. Помимо этого, во многих странах мира оконники пользуются большой популярностью, и это не удивительно, так как причины преимуществ очевидные: они намного дешевле подобных по мощности сплит-систем, а монтаж кондиционера не потребует специального опыта, знаний и дорогих инструментов. А это достаточно весомые аргументов, которые позволят установить оборудование в дали цивилизации.
На протяжении долгих лет новыми разработками в сфере кондиционирования и вентиляции занимались американские компании, хотя вначале шестидесятых инициатива перешла к японцам. В будущем, именно они стали лидерами современной индустрии климатических систем. В 1958 году Daikin - японская компания занялась разработкой первого теплового насоса, благодаря чему кондиционеры стали работать, выделяя тепло.
Через три года произошло событие, которое существенно повлияло на стремительное развитие полупромышленных и бытовых систем кондиционирования воздуха. Это не что иное, как начало выпуска, причём массового, сплит-систем . В 1961 году известная на сегодняшний день японская компания Toshiba самая первая запустила производство такого оборудования, разделяя его на два блока, и популярность данного типа климатических систем постоянно росла. Главным преимуществом сплит-систем есть то, что самая шумная часть кондиционера - это компрессор выносится на улицу, поэтому в комнатах, намного тише, чем в тех случаях, когда в помещении работают оконники. Интенсивность самого звука значительно стала меньше. А вторым, не менее важным плюсом сплит-систем - это уникальная возможность размещения внутреннего блока в любом удобном для пользователя месте.
В наше время выпускают множество разных типов внутренних устройств: подпотолочные, настенные, напольные , а также специально встраиваемые в подвесные потолки - канальные и кассетные . Правильность выбора зависит не только исходя из дизайнерских решений, но ещё и благодаря разным типам внутренних блоков, что позволит создать самое оптимальное распределение воздуха, который охлаждается в помещениях определённого размера и назначения.
В 1968 году на рынках продаж стали появляться кондиционеры, в которых с одним внешним блоком могло работать одновременно несколько внутренних. Именно так появились так называемые мультисплит-системы
. В наше время, в современной технике могут работать от двух до шести разных типов внутренних блоков.
Значительным нововведением стало и то, что появились кондиционеры инверторного типа
. Именно компания Toshiba
предложила выпускать самую первую сплит-систему, которая могла бы плавно контролировать собственную мощность, это произошло в 1981 году. А в 1998 году инверторы стали занимать около девяносто пяти процентов японского рынка.
Последний, из самых популярных во всём мире типов кондиционеров -VRV . Он был разработан компанией Daikin в 1982 году.
Давайте немного окунёмся в историю, и узнаем, как изобрели кондиционер.
1734 год.
Самый первые в истории осевой вентилятор установили в одном из помещений английского парламента. Он начинал работать с помощью парового двигателя, и что самое удивительное, он проработал более восьмидесяти лет без ремонта.
1754 год.
В этом году была разработана первая теория вентилятора, которая была основой расчёта всех современных систем вентиляции. Разработчиком был Леонард Эйлер.
1810 год.
Установили первую рассчитанную систему естественной вентиляции, в больнице пригорода Лондона, в Дерби.
1815 год.
Жаном Шабаннесе был получен британский патент на такой метод, как «кондиционирование воздуха, а также регулировку температуры в различных помещениях, в том числе и жилых…»
1852 год.
Лордом Кельвина была разработана основа применения холодильной машины для того, чтобы обогревать помещение, а точнее тепловой насос. И через четыре года эта идея была всё-таки реализована австрийцем Риттенгером.
1902 год.
Уиллисом Карриером - американский инженер, было впервые разработана промышленная установка для того, чтобы кондиционировать воздух.
1929 год.
General Electric
- компания США разработала самый первый комнатный кондиционер.
1931 год.
Изобрели фреон - безопасный хладагент для человеческого здоровья. Это помогло произвести революцию в стремительном развитии всей климатической техники.
1958 год.
Компания Daikin
изобрела самый первый кондиционер, который смог работать не только для выделения холода, но и тепла.
1961 год.
Toshiba
- это крупная компания, которая самой первой начала выпускать промышленные кондиционеры, разделенные на два блока, теперь они имеют название сплит-системы.
1966 год.
Hitachi
з первая в мире компания, которая предложила использование оконных кондиционеров со специальной функцией осушения. И спустя четыре года она сумела первой внедрить данную функцию в сплит-систему.
1968 год.
Компания Daikin
решила предложить кондиционер, имеющий два внутренних блока и один наружный. Благодаря такой новации и появились первые мультисплит-системы.
1977 год.
Компания Toshiba
самой первой в мире стала выпускать кондиционер, которым можно было бы управлять с помощью микропроцессора.
1981 год.
Компанией Toshiba
разработала компрессор, в котором регулировалась частота вращения. В этом году появились инверторные кондиционеры, в которых присутствовала такая регулировка.
1982 год.
Компания Daikin
в этом году не только разработала, но ещё и внедрила в производственный процесс, новейший тип центральный систем кондиционирования - VRF. Благодаря этому типу можно решать вопросы вентиляции и кондиционирования в комплексе.
1998 год.
Компания Sanyo
разработала специальное предложение - VRF систему, которая смогла бы работать по принципу безынверторного регулирования мощности.
1995 год.
Было принято решение - отказаться от применения хладагентов, которые могут быть опасными для озонового слоя. И в Европе их производство приказали прекратить к 2014 году.
2002 год.
Компанией Haier
было предложено использование бытового кондиционера, который способен увеличивать концентрацию кислорода в помещении.
И ещё несколько строк из истории…
При Советском союзе считалось, что купить кондиционер могли позволить только богатые люди, так как данное оборудование было настоящей роскошью, которое отвлекало пролетариат от постоянной классовой борьбы. В 1940 году журнал под названием «Отопление и вентиляция» был полностью разгромлен, за материал о кондиционировании воздуха, так как данные статьи приняли за «пропаганду буржуазных взглядов на существующую технику», до 1955 года данная тема была под так называемым «негласным запретом».
Немного позже, приблизительно в 1965 году в подмосковном городке Домодедово наладили выпуск кондиционеров для пунктов управления ракетным оружием и для узлов связи. Тогда в городе Николаев, завод Экватор начал выпускать судовые кондиционеры, после этого ещё несколько компаний стало выпускать климатическое оборудование специальное для авиации.
Выпускать кондиционеры на территории Советского Союза начали в семидесятых годах, после того, как в Баку был возведён завод, он работал по лицензии Hitachi - японской фирмы. В восьмидесятых годах, этот завод производил около 500 000 кондиционеров в год, и более 120 000 шло на экспорт.
В наше время многие ругают БК за достаточно большие габариты, а также высочайший уровень шума, но нельзя не согласиться с тем, что устройства стали долговечными и неприхотливыми. И некоторые аппараты работают по сегодняшний день. Помимо этого, приятно радовали цены, особенно фермеров в Австрии.
А ведь ни один кондиционер корейского, японского, израильского или американского производства не отличался своей прочностью и длительным сроком эксплуатации. Да и сервисное обслуживание кондиционеров было менее дорогим, и более оперативным. Но концепция долговечности существенно поменялась в восьмидесятых годах. Ведь, если раньше старались сделать на долгие годы, то теперь срок службы измеряется в моральном старении. И при современных темпах развития технологий, это не больше, чем десять лет.
После того, как распался СССР , многочисленные специалисты по производству систем кондиционирования уехали, в связи, с чем их производство в Баку начало постепенно угасать, и к 1998 году оно окончательно развалилось.
Ещё одним значительным советским проектом, в наше время оно почти забыто, были кондиционеры под маркой «Нева», их маленькая партия была произведена в Ленинграде.
Самыми первыми кондиционерами, которые были сделаны в России, стали оконники Fedders, их в начале девяностых собирали в Курской области в городе Железногорске. Но из-за плохого качества этой продукции производство быстро развалилось, так что к 1996 году оно полностью свернулось. Эту эстафету подхватило производство в Электростали. На заводе Элемаш в 1997 году освоили выпуск сплит-систем, из комплектов Samsung , а затем начали производить продукцию под своей торговой маркой. В последнее два года изготавливать сплит-системы стали в Хабаровске, Фрязино, Ижевске, Москве, Ростове-на-Дону.
Сегодня кондиционеры выпускают многие, так что о происхождение кондиционера вряд ли кто знает. Существует множество марок и моделей, с различной функциональностью, все номера кондиционеров разные, а также отличается такая техника в зависимости от своих возможностей, цены. Тут каждый выбирает то, что соответствует его требованиям и потребностям.