Кондиционеры и системы кондиционирования


История появления систем кондиционирования воздуха

  • История кондиционеров1735 год. В здании английского парламента установлен первый в истории осевой вентилятор, который приводился в движение паровым двигателем.
  • 1754 год. Леонард Эйлер разработал теорию вентилятора, которая легла в основу расчета современных систем механической вентиляции.
  • 1763 год. М. Ломоносов опубликовал труд «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном». Идеи из данного труда легли в основу расчета естественной вентиляции.
  • 1810 год. В больнице города Дерби (пригород Лондона) была установлена первая рассчитанная система естественной вентиляции.
  • 1815 год. Впервые было использовано   слово   кондиционер, Жан Шабанес получил британский патент на «метод кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях».
  • 1852 год. Лорд Кельвин разработал основы использования тепловой машины для обогрева помещений (тепловой насос). Спустя четыре года, в 1856 году, идея была практически реализована австрийцем Риттенгером.
  • 1902 год. Американский инженер-изобретатель Уиллис Карриер создал промышленную холодильную машину для Бруклинской типографии. Первый  кондиционер предназначался для борьбы с влажностью, которая портила качество печати.
  • 1903 год. В Кельнском театре установлена система центрального кондиционирования. Это был первый кондиционер, предназначенный для создания комфортных условий для людей.
  • 1929 год. Компания General Electric (США) разработала первый комнатный кондиционер. В качестве хладагента в нем использовался аммиак.
  • 1931 год. Изобретен безопасный для человека хладагент — фреон. С этого момента началось бурное развитие кондиционеров.
  • 1958 год. Компания DAIKIN (Япония) выпустила в продажу бытовой кондиционер, который мог не только охлаждать, но и обогревать помещение. Он работал по принципу теплового насоса.
  • 1966 год. Компания Hitachi (Япония) предложила кондиционер с функцией осушения воздуха.
  • 1968 год. Компания DAIKIN предложила кондиционер с одним наружным и двумя внутренними блоками. Это была первая мульти-сплит система.
  • 1977 год. Компания Toshiba выпустила кондиционер с микропроцессорной системой управления.
  • 1981 год. Toshiba выпустила кондиционере регулируемой частотой вращения компрессора, так на рынке появились инверторные кондиционеры. 1995 год. Принято решение о постепенном отказе от использования хладагентов, которые наносят вред озоновому слою Земли. Переход на новые озонобезопасные фреоны должен произойти до 2014 года.
  • 1995-2000 годы. Доказана абсолютная несостоятельность утверждений об опасности фреона, соревнование за «экологическую чистоту» превратилось в соревнование за энергетическую эффективность.

 

Комфортные параметры воздуха

Комфортные параметры воздуха — это характеристики воздуха, которые наиболее комфортны для человека в помещении.

В число таких параметров входят:

  • температура в разных местах помещения
  • влажность
  • количество кислорода

Соблюдение комфортных условий в помещении — главная задача кондиционеров. Чем больше функций и возможностей у кондиционера, тем более близкими к идеальным будут параметры воздуха в квартире.
Комфортные для человека параметры воздуха зависят от времени года и температуры наружного воздуха.

 

Температура
Перепад температур по высоте
Относительная влажность
Количество кислорода
Скорость (не более)
Холодный и переходный периоды года (температура наружного воздуха 10°C)
19-21°C
До 3°C
40-60%
21%
0,3 м/сек
Теплый период  года (температура наружного воздуха 10°C и выше)
22-25°C
До 3°C
45-55%
21%
0,3 м/сек

Описывая кондиционер, делайте акцент на то, на какие параметры воздуха и как он способен влиять. Понятно, что чем лучше и дороже модель, тем лучше результат его работы.

 

Перепад температур

Перепад температур в помещении — это разница между температурой у пола и у потолка, возле кондиционера, окон и дверей и т.д.

Человек чувствителен к неравномерности температуры, особенно к его перепаду по высоте. Наиболее чувствительны люди старшего возраста, именно поэтому они в большинстве своем не любят кондиционеры.

При описании температуры воздуха в помещении говорят о ней «в среднем», естественно, что где-то в этом же помещении температура выше среднего, где-то ниже. Теплый воздух собирается под потолком, а холодный опускается вниз. Уменьшение этой разницы — важная, помимо собственно охлаждения, задача для кондиционера.

Перепатемператур в помещенииРазница температур у пола и у потолка, не превышающая 3°С, может считаться комфортной. Если включить кондиционер и сохранить в помещении искусственную циркуляцию воздуха, то перепад температур при высоте потолка 3 метра будет более 5°С, при этом зона возле кондиционера будет охлаждаться значительно интенсивнее, чем остальные участки помещения. Из-за этого кондиционеры оснащают вентиляторами и подвижными жалюзи, которые контролируют и согласовывают температуру по всему помещению, интенсивно перемешивая воздух.
При описании работы кондиционера нельзя не упомянуть о равномерности распределения воздуха по помещению. Современные модели сводят перепад температур в помещении практически незаметным и повышают комфорт в комнате.

 

Оптимальное значение температуры

Оптимальное значение температуры воздуха — это значение температуры, при которой человек будет ощущать себя в помещении наиболее комфортно.

В зависимости от времени года и температуры вне помещения, существуют оптимальные и наиболее комфортные температуры для человека.

Так, оптимальное значение температуры в квартире будет:

  • В теплое время года (летом) — 22-25°С.
  • В холодное и переходное время года (осень, зима, весна) — 19-21°С.

Для работы человека оптимальной является температура 18..20°С. Также считается, что производительность труда начинает падать при температуре выше 22°С.

В любом случае, температурный режим — индивидуальный для каждого человека, нужно лишь сказать о том, что кондиционер в состоянии поддерживать его без проблем.

 

Скорость передвижения воздуха

Правильная скорость передвижения воздуха — обязательное условие для комфортного нахождения в помещении.

В результате исследований специалисты определили коэффициент, на основе которого вычисляют, на сколько в помещении должен циркулировать и обновляться воздух.

Застоявшийся воздух в помещении не только влияет на самочувствие, но может быть причиной возникновения болезней.

Рекомендованное значение циркуляции воздуха в час:

  • для ванной комнаты составляет 6-8 раз,
  • жилой комнаты — 4-6,
  • гаража — 6-10,
  • кладовой — 3-10, кухни — 10-15,
  • спальни 2-4 и т.д.

Этот коэффициент показывает, как часто должен смениться воздух в помещении в течение одного часа, чтобы люди, находящиеся в нем, чувствовали себя комфортно.

Пример: спальня площадью 20 кв. м и высотой потолков 2.5 м. Объем помещения 20 х 2.5 = 50 куб.м. Коэффициент циркуляции воздуха для жилой комнаты равен 4, следовательно, требуемая производительность вентилятора кондиционера должна быть 50 х 4 = 200 куб.м/час.

Идеальное распределение воздуха получается в том случае, когда человек не замечает потока воздуха, а в любом месте помещения воздух остается свежим. Современные модели кондиционеров позволяют полностью обеспечивать качественное передвижение воздуха в комнатах при условии, что его объем не будет превышать возможности кондиционера.

 

Состав воздуха

Состав воздуха – это количество   кислорода   и других веществ в воздухе.

Идеальный состав воздуха для дыхания здорового человека: азот = 78,08%, кислород = 20,95%, остальные вещества (в том числе углекислый газ) — менее 1%. Такой состав воздуха обеспечивает максимальное насыщение крови кислородом при нормальном атмосферном давлении.

Чем ближе состав воздуха в помещении к идеальному составу, тем лучше. Особую важность имеет количество кислорода и углекислого газа в воздухе, так как люди при дыхании вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ вместо него. В результате этих процессов доля кислорода в воздухе снижается:

  • Снижение доли кислорода в воздухе примерно до 17% вызывает одышку и учащенное сердцебиение.
  • Снижение доли кислорода до 12% становится опасным для жизни.

Выдыхаемый людьми углекислый газ также негативно влияет на здоровье:

  • Доля углекислого газа в воздухе величиной 3% стимулирует дыхание вследствие раздражения дыхательного центра центральной нервной системы насыщенной углекислым газом кровью.
  • При 6% появляется отдышка и слабость.
  • При 10% возможно обморочное состояние.
  • При 20-25% возможно смертельное отравление.

Улучшение состава воздуха в помещении кондиционер может производить с помощью функций регенерации воздуха. Наличие ее — огромный плюс к характеристикам модели кондиционера.

 

Влажность воздуха

Влажность воздуха — величина, показывающая содержание водяного пара (влаги) в воздухе, определенное по отношению к массе совершенно сухого воздуха.

Влажность является одной из наиболее существенных характеристик микроклимата в помещении.

Она существенно влияет на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека:

  • При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению.
  • При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда влажность понижена.

Влажность выражается в процентах.

Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная влажность воздуха 40-60% (оптимальная — 45-55%) при температуре 18 — 24 °С.

Для повышения влажности воздуха применяют специальные приборы — увлажнители воздуха, а также кондиционеры с функцией увлажнения.

В квартирах влажность обычно ниже, чем оптимальные 45-55%, из-за чего может возникнуть сухость слизистых оболочек и дыхательных путей и, как следствие этого, может развиться кашель и хрипота.

Влажность — это тот параметр, о котором лучше упомянуть сразу после температурных режимов.

 

Синдром больных зданий

Синдром больных зданий (СБЗ) — понятие, которое означает наличие в помещениях болезнетворного эффекта. Появляется со временем, когда в помещении накапливаются грязь и пыль. Потому СБЗ чаще всего встречается в старых домах.

У человека, находящегося в пораженном помещении, СБЗ впервые  проявляется  в  виде недомогания и проблем с дыханием. Затем развивается бессонница и боли в суставах. В конце концов, болезнь становится похожа на простуду, которая длится неделями, месяцами, годами, но удивительным образом проходит при перемене места жительства или поездке в отпуск.

По оценкам экспертов, в западных странах «болеют» 20-30% всех строений, что уж говорить про наши дома, которые через несколько лет эксплуатации перестают соответствовать элементарным гигиеническим нормам.

Основная причина СБЗ — пыль. Экологи утверждают, что домашний воздух в 4-6 раз грязнее и в 8-10 раз токсичнее наружного. Оказывается, уличный воздух, на который все привыкли сетовать, в перечне опасных загрязнений находится на предпоследнем месте, а один из самых сильных источников грязи — воздух во внутреннем пространстве зданий. Ежедневно в чистой на вид квартире мы вдыхаем около столовой ложки пыли. В загрязненных зданиях насыщенность воздуха пылью может превышать норму в 100 раз!

По данным врачей, для того, чтобы комнатный воздух был безопасным для здоровья, степень его очистки должна приближаться к 80%. Это возможно при трехкратном прохождении воздуха через фильтры с эффективностью фильтрации не менее 80%.

 

Загрязнения

Загрязнения — это все виды загрязнений, которые существуют в воздухе помещения.

Они, во-первых, вредны для здоровья людей, во-вторых, могут повредить внутренние детали кондиционера и нарушить его работу. Для каждого типа загрязнений существуют индивидуальные фильтры.

Бытовая пыль — размер от миллиметра до 0,001 микрометра. К бытовой пыли относятся все микрочастицы, образующиеся в доме — от кусочка облицовочного материала до чешуек кожи человека. Быстро повредить кондиционер способна пыль размером от 2 и более мкм.

Атмосферная пыль — размер менее 1 мкм. Попадает в кондиционер снаружи и влияет на качество его работы.

Споры плесени —  размер 2-8 мкм. Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор. При попадании на сырую поверхность она прорастает тончайшими нитями (мицелий). Считается, что идеальные условия для появления и распространения плесени — температура +20°С и относительная влажность воздуха более 95%. Плохой воздухообмен поддерживает рост грибков.

Кроме этого, плесень обожает грязь. Чем грязнее жилище, тем больше бактерий, а чем больше бактерий, тем больше грибков. Плесень активно размножается при комнатной температуре в условиях повышенной влажности и неэффективной вентиляции на многих материалах и покрытиях, используемых внутри помещений, включая бетон, штукатурку, дерево, пластики, резину, тканевую основу линолеума, окрашенные поверхности, ковровые покрытия, книги и т.д. Благотворные условия для развития плесени образуются в цветочных горшках. Микроспоры могут подниматься по вентиляции из сырых подвалов. Плесень наиболее сильна осенью, так как усиливается продуктами разложения растительности.

Запахи — менее 1 мкм. Запахи переносятся по воздуху аэрозолями (твердыми или жидкими веществами, растворенными в микрочастицах воды).

Аллергены — 0,001 мкм и менее. Чем меньше по размеру аллерген, тем опаснее он для человека. Они вызывают аллергию. К традиционным «воздушным» аллергенам относится пыльца растений, споры грибов, частички волос и чешуек кожи животных.

Сильнейшие аллергены — САПРОФИТЫ — бактерии, грибы, растения, которые питаются органическими веществами отмерших организмов или выделениями живых. Они являются сильнейшими аллергенами для человека и главной действующей силой синдрома больных зданий и пылевой аллергии. Сапрофиты живут в коврах, мягкой мебели, подушках, щелях паркета, в общем везде, где поддерживается температура 18-25 °С и куда попадает органическая пыль — чешуйки кожи, отмершие клетки домашних растений, микрочастицы жира, растворенные в кухонном воздухе.

Каждый вид загрязнений влияет на определенный аспект работы кондиционера. Нужно просто понимать, как кондиционер противодействует разным видам загрязнений, и какие фильтры для этого предназначены.

 

Системы распределения воздушного потока

Хороший кондиционер должен уметь распределять воздушный поток в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также создавать и поддерживать устойчивые направления потока.

Чем больше направлений и возможности смены направления потоков воздуха в кондиционере, тем удобнее им пользоваться и комфортнее будет в комнате.

Распределение воздуха в кондиционерах бывает:

  •  Простое — стандартные для всех кондиционеров системы автоколебаний жалюзи, отключения колебаний и установка направления потока.
  • Сложное — специальные функции распределения воздуха, которые управляются с помощью программ.

Для многих производителей они индивидуальны:

  • Типовые схемы и «Auto» — это запрограммированные режимы распределения воздуха за счет колебательных движений жалюзи. Программируется направление (вверх-вниз, вправо-влево) и количество программ (обычно 5). Режим Auto работает по умолчанию и является универсальной схемой распределения.
  • Chaos Swing («естественное колебание» от LG), «Nature» (назад к природе от Samsung) — жалюзи распределяют воздух по определенному алгоритму, а не хаотично. В результате получится «естественный ветер», увеличивающий силу потока воздуха и скорость достижения отдаленного участка помещения почти на   80%,   а   также   позволяет уменьшить время охлаждения на 14%. Чем больше у кондиционера возможностей и функций по распределению воздуха, тем лучше будет результат его работы. Способность распределения воздуха — один из самых важных параметров работы кондиционера.

 

УПРАВЛЕНИЕ

Критерий оценки управления — удобство пользования. Чем больше действий нужно сделать для изменения параметров работы кондиционера, тем проще механизм управления и тем дешевле он будет стоить.

Электронное управление строится на основе электронного термостата, способного поддерживать температуру с точностью до 1 градуса, и электронного таймера, дающего широкие возможности по программированию. Кроме автоматических функций, в электронных моделях реализовывается ряд специальных режимов и расширены возможности обратной связи, то есть такой способ управления подразумевает наличие пульта дистанционного 1   управления. В зависимости от приоритетов клиента (цена или удобство), можно предложить ему разные типы управления. В любом случае — это индивидуальный выбор клиента.

 

Дистанционное управление

Пульт дистанционного управления — неотъемлемая часть настенного кондиционера, важной частью пульта ДУ является жидкокристаллический дисплей.

Пульт ДУ очень важен для управления кондиционером, так как он дает возможность менять настройки прибора с любого места в помещении. ЖК-экран позволяет сразу видеть цифровое обозначение температуры воздуха и влажности, не обращая внимания на расположение прибора.

Пульты, кроме обязательных кнопок для управления, могут иметь:

  • Подсветку клавиш для удобства использования в темноте.
  • Дополнительный термометр, встроенный в пульт ДУ (функция «I Feel»). При нажатии соответствующей клавиши термометр передает информацию о температуре микропроцессору, который будет добиваться достижения заданной температуры не около внутреннего блока, а там, где находится пульт, то есть там, где находится пользователь.

Пульт ДУ — обязательный атрибут кондиционера, потому при описании нет смысла говорить о его наличии как преимуществе, нужно заострить внимание на дополнительных удобствах, если таковые есть у пульта определенной модели.