Кондиционер - Air conditioning

Эта статья про охлаждение воздуха. Относительно отопления, вентиляции и кондиционирования см. HVAC. Информацию о системах кондиционирования воздуха в транспортных средствах см. Автомобильный кондиционер. Об альбоме Curved Air см. Кондиционер (альбом).
"A / C" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. AC.
Конденсаторные установки кондиционирования воздуха вне здания
Настенный кондиционер

Кондиционер (часто упоминается как AC, Кондиционер, или же кондиционер)[1] это процесс удаления тепла и влаги из внутренней части занятого пространства для повышения комфорта пассажиров. Кондиционирование воздуха можно использовать как в домашних, так и в коммерческих помещениях. Этот процесс чаще всего используется для создания более комфортной внутренней среды, как правило, для людей и других животных; однако кондиционирование воздуха также используется для охлаждения и осушения помещений, заполненных электронными устройствами, выделяющими тепло, такими как компьютерные серверы, усилители мощности, а также для демонстрации и хранения некоторых деликатных товаров, например произведений искусства.

В кондиционерах часто используется вентилятор для распределения кондиционированного воздуха в замкнутом пространстве, таком как здание или машина улучшить тепловой комфорт и качество воздуха в помещении. Электрические блоки переменного тока на основе хладагента варьируются от небольших блоков, которые могут охлаждать небольшую спальню, которую может переносить одинокий взрослый, до массивных блоков, установленных на крыше офисных башен, которые могут охлаждать все здание. В охлаждение обычно достигается за счет цикл охлаждения, но иногда испарение или же свободное охлаждение используется. Системы кондиционирования также могут быть выполнены на основе осушители (химические вещества, удаляющие влагу из воздуха). Некоторые системы переменного тока отклонять или хранить тепло в подземных трубах.[2]

В строительство, полная система отопления, вентиляция, а кондиционер называется HVAC.[3] По состоянию на 2018 год было установлено 1,5 миллиарда кондиционеров, Международное энергетическое агентство ожидается, что к 2050 году будет использоваться 5,6 миллиарда единиц.[4] В глобальном масштабе на нынешнее кондиционирование воздуха приходится 1/5 потребления энергии в зданиях во всем мире, и ожидаемый рост использования кондиционирования воздуха приведет к значительному росту спроса на энергию.[4] В ответ на это в 2018 г. Объединенные Нации призвал к тому, чтобы технология была больше стабильный к смягчить изменение климата.[5][6]

История

Охлаждение испарением

С доисторических времен для охлаждения использовали снег и лед. Заготовка льда зимой и хранение для использования летом стали популярными к концу 17 века.[7] Эта практика была заменена механическими льдогенераторами.

Говорят, что основная концепция кондиционирования была применена в древний Египет, где в окнах вешали камыши, которые смачивали струйкой воды. Испарение воды охладило воздух, дующий через окно. Этот процесс также сделал воздух более влажным, что может быть полезно в условиях сухого климата пустыни. Другие техники в средневековье Персия включал использование цистерны и ветряные башни для охлаждения зданий в жаркое время года.[8]

Китайский изобретатель 2-го века Дин Хуань из династия Хан изобрел роторный вентилятор для кондиционирования воздуха, с семью колесами диаметром 3 м (10 футов) с ручным приводом от заключенных.[9] В 747 г. Император Сюаньцзун (т. 712–762) династия Тан (618–907) имели Классный зал (Лян Дянь 涼 殿) построен в императорском дворце, который Тан Юйлинь описывает как имеющие водный колеса вентилятора для кондиционирования воздуха, а также поднимающиеся струи воды из фонтанов. В последующие Династия Сун (960–1279), в письменных источниках упоминается, что роторный вентилятор кондиционера еще более широко используется.[10]

В 17 веке голландский изобретатель Корнелис Дреббель продемонстрировали «Превращение лета в зиму» как раннюю форму современного кондиционирования воздуха для Джеймс I Англии добавив соли в воду.[11]

Развитие механического охлаждения

Модель льдогенератора Горри в масштабе три четверти в Государственный музей Джона Горри, Флорида

В 1758 г. Бенджамин Франклин и Джон Хэдли, профессор химии в Кембриджский университет, провел эксперимент по изучению принципа испарения как средства быстрого охлаждения объекта. Франклин и Хэдли подтвердили, что испарение легколетучих жидкостей (таких как спирт и эфир) может использоваться для снижения температуры объекта выше точки замерзания воды. Они провели свой эксперимент с колбой ртутного термометра в качестве объекта и с сильфоном, используемым для ускорения испарение. Они снизили температуру термометра до -14 ° C (7 ° F), в то время как температура окружающей среды составила 18 ° C (64 ° F). Франклин отметил, что вскоре после того, как температура замерзания воды превысила 0 ° C (32 ° F), на поверхности колбы термометра образовалась тонкая пленка льда, а масса льда составила около 6 мм (1⁄4 дюйм) толщиной, когда они остановили эксперимент при достижении -14 ° C (7 ° F). Франклин заключил: «Из этого эксперимента можно увидеть возможность заморозить человека до смерти в теплый летний день».[12]

В 1820 году английский ученый и изобретатель Майкл Фарадей обнаружил, что сжатие и разжижение аммиак может охладить воздух, когда сжиженный аммиак испарится. В 1842 г. Флорида врач Джон Горри использовал компрессорную технологию для создания льда, который он использовал для охлаждения воздуха для своих пациентов в своей больнице в Апалачикола, Флорида. Он надеялся, что со временем он сможет использовать свой льдогенератор для регулирования температуры в зданиях. Он даже задумал централизованное кондиционирование воздуха, которое могло бы охлаждать целые города. Хотя его прототип просочился и работал нерегулярно, в 1851 году Горри получил патент на свою машину для производства льда. Хотя его процесс улучшил искусственное производство льда, его надежды на его успех вскоре развеялись, когда умер его главный финансовый покровитель, а Горри не получил денег, необходимых для разработки машины. По словам его биографа Вивиан М. Шерлок, он обвинил во всем «Ледяного Короля», Фредерик Тюдор за свою неудачу, подозревая, что Тюдор запустил клеветническая кампания против его изобретения. Доктор Горри умер в нищете в 1855 году, и мечта об обычном кондиционировании воздуха исчезла на 50 лет.[нужна цитата ]

Джеймс Харрисон первая механическая машина для производства льда начала работу в 1851 году на берегу Река Барвон в Rocky Point в Джилонг, Австралия. Его первая коммерческая машина для производства льда последовала в 1853 году, а его патент на эфир пар Компрессионная система охлаждения была предоставлена ​​в 1855 году. Эта новая система использовала компрессор, чтобы заставить охлаждающий газ проходить через конденсатор, где он охлаждается и сжижается. Затем сжиженный газ циркулировал через охлаждающие змеевики и снова испарялся, охлаждая окружающую систему. Машина производила три тонны льда в сутки.[13]

Хотя Харрисон добился коммерческого успеха, основав вторую ледовую компанию еще в Сиднее в 1860 году, позже он вступил в дебаты о том, как конкурировать с американским преимуществом продажи охлажденной со льдом говядины перед объединенное Королевство. Он писал: «Свежее мясо заморожено и упаковано, как будто для рейса, так что процесс охлаждения может быть продолжен в течение любого необходимого периода», и в 1873 году подготовил парусник. Норфолк для экспериментальной поставки говядины в Соединенное Королевство. Его выбор системы холодильной камеры вместо установки системы охлаждения на самом корабле оказался катастрофическим, когда лед расходился быстрее, чем ожидалось.[13]

Электрический кондиционер

Уиллис Кэрриер

Создание современного электрического кондиционера и промышленности приписывают американскому изобретателю. Уиллис Х. Кэрриер.[14][15][16][17] После окончания Корнелл Университет, Кэрриер нашла работу в Компания Buffalo Forge. Там он начал экспериментировать с кондиционированием воздуха как способом решения прикладной проблемы для компании Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing в г. Бруклин, Нью-Йорк. Первый кондиционер, спроектированный и встроенный Буффало, Нью-Йорк by Carrier, начал работу 17 июля 1902 года.[18]

Создан для улучшения производства контроль над процессом в печать завод, изобретение Кэрриера контролировал не только температура но также влажность. Карриер использовал свои знания о нагревании предметов паром и обратил процесс вспять. Вместо того, чтобы направлять воздух через горячие змеевики, он направил его через холодные змеевики (заполненные холодной водой). Воздух охлаждали, и, таким образом, можно было контролировать количество влаги в воздухе, что, в свою очередь, позволяло регулировать влажность в помещении. Контролируемая температура и влажность помогают поддерживать одинаковые размеры бумаги и выравнивание чернил. Позже технология Carrier была применена для повышения производительности на рабочем месте, и Американская компания по кондиционированию воздуха Carrier была создана для удовлетворения растущего спроса. Со временем кондиционирование воздуха стало использоваться для повышения комфорта в домах и автомобили также.

В 1906 г. Стюарт В. Крамер из Шарлотта изучал способы увлажнения воздуха на своей текстильной фабрике. Крамер придумал термин «кондиционирование воздуха», используя его в заявке на патент, которую он подал в том же году, как аналог «кондиционирования воды», известного в то время процесса упрощения обработки текстильных изделий. Он объединил влажность с вентиляцией для «кондиционирования» и изменения воздуха на фабриках, контролируя влажность, столь необходимую на текстильных предприятиях. Уиллис Кэрриер принял этот термин и включил его в название своей компании.[19]

Вскоре после этого в Миннеаполисе в 1914 году был построен первый частный дом с кондиционером, принадлежавший Чарльз Гейтс.[20] Понимая, что однажды кондиционирование воздуха станет стандартной функцией частных домов, особенно в регионах с более теплым климатом, Давид Сен-Пьер Дюбоз (1898-1994) разработал сеть воздуховодов и вентиляционных отверстий для своего дома. MeadowmontВсе они замаскированы за замысловатой и привлекательной открытой лепниной в грузинском стиле.[когда? ] Это здание считается одним из первых частных домов в США, оборудованных для центральное кондиционирование.[21]

В 1945 году Роберт Шерман из Линн, Массачусетс изобрел портативный кондиционер для окон, который охлаждает, нагревает, увлажняет, осушает и фильтрует воздух.[22]

К концу 1960-х годов в большинстве недавно построенных жилых домов в Соединенных Штатах было центральное кондиционирование. Боксовые кондиционеры за это время также стали более дешевыми, что привело к большему росту населения в штатах Флорида и Аризона. По состоянию на 2015 год почти 100 миллионов домов или около 87% семей в США имели системы кондиционирования воздуха.[23]

Разработка хладагента

Основная статья: Хладагент
Современный R-134a герметичное охлаждение компрессор

Первые кондиционеры и холодильники использованные токсичные или легковоспламеняющиеся газы, такие как аммиак, метилхлорид, или же пропан, утечка которых может привести к несчастному случаю со смертельным исходом. Томас Мидгли-младший создали первый негорючий, нетоксичный хлорфторуглеродный газ, Фреон (Р-12), в 1928 году. Имя - товарный знак имя принадлежит DuPont для любого хлорфторуглерод (CFC), гидрохлорфторуглерод (ГХФУ) или гидрофторуглерод (HFC) хладагент. Названия хладагентов включают число, обозначающее молекулярный состав (например, R-11, R-12, R-22, R-134A). Смесь, наиболее часто используемая в домашнем и комфортном охлаждении зданий с прямым расширением, представляет собой ГХФУ, известный как хлордифторметан (R-22).

Дихлордифторметан (R-12) была наиболее распространенной смесью, используемой в автомобилях в США до 1994 года, когда большинство конструкций изменилось на R-134A из-за озоноразрушающей способности R-12. R-11 и R-12 больше не производятся в США для этого типа применения, но по-прежнему импортируются и могут быть приобретены и использованы сертифицированными специалистами по HVAC.

Современные хладагенты были разработаны так, чтобы быть более экологически безопасными, чем многие из первых хладагентов на основе хлорфторуглерода, которые использовались в начале и середине двадцатого века. К ним относятся ГХФУ (R-22, который использовался в большинстве домов в США до 2011 года) и ГФУ (R-134a, исторически использовавшиеся в большинстве автомобилей, холодильников и чиллеров) заменили большую часть использования CFC. ГХФУ, в свою очередь, предположительно находились в процессе поэтапного отказа от Монреальский протокол и заменены ГФУ, такими как R-410A, в которых отсутствует хлор.[24] Однако ГФУ усугубляют проблемы изменения климата. Более того, политика и политическое влияние руководителей корпораций сопротивлялись изменениям.[25][26] Корпорации настаивали на том, что альтернатив ГФУ не существует. Экологическая организация Гринпис предоставила финансирование бывшей восточногерманской компании по производству холодильников для исследования альтернативного хладагента, безопасного для озона и климата, в 1992 году. Компания разработала углеводородную смесь изопентан и изобутан, но по условиям контракта с Гринпис не мог запатентовать технологию, что привело к ее широкому применению другими фирмами.[27][28][29] Их активный маркетинг сначала в Германии привел к тому, что такие компании, как Whirlpool, Bosch, а затем LG и другие, внедрили эту технологию во всей Европе, а затем в Азии, хотя руководители корпораций сопротивлялись в Латинской Америке, поэтому она прибыла в Аргентину, произведенную местной фирмой в 2003 год, а затем, наконец, к 2004 году, когда гигантское производство Bosch в Бразилии.[30][31]

В 1995 году Германия запретила использование холодильников с ХФУ.[32] DuPont и другие компании заблокировали хладагент в США в Управлении по охране окружающей среды США, назвав этот подход «немецкой технологией».[31][33] Тем не менее в 2004 году Гринпис работал с многонациональными корпорациями, такими как Кока-Кола и Unilever, и позже Pepsico и другие, чтобы создать корпоративную коалицию под названием «Естественные хладагенты!».[32][34] Затем, четыре года спустя, Ben & Jerry's из Unilever и General Electric начали предпринимать шаги по поддержке производства и использования в США.[35] В 2011 году EPA приняло решение в пользу хладагента, безопасного для озона и климата, для производства в США.[27][36][37] ГФУ, такие как R-404a, R-134a и R-410a, с 2020 года заменяются на HFO и углеводородные хладагенты, такие как R-1234ze, в чиллерах для коммерческого холодильного оборудования и кондиционирования воздуха, R-1234yf в машинах, R-32 в системах кондиционирования воздуха в жилых помещениях и CO2 (R-744) в коммерческом холодильном оборудовании. R-600 (изобутан) уже широко используется в бытовом холодильном оборудовании.

Принцип работы

Холодильный цикл

Основная статья: Тепловой насос и холодильный цикл
Простая стилизованная схема холодильного цикла: 1)змеевик конденсатора, 2) расширительный клапан, 3) змеевик испарителя, 4) компрессор
Подключение капиллярного расширительного клапана к входу испарителя. Уведомление мороз формирование.

Охлаждение в традиционных системах переменного тока осуществляется с помощью парокомпрессия цикл, в котором используется принудительная циркуляция и изменение фазы из хладагент между газом и жидкостью для передачи тепла.

Цикл сжатия пара может происходить внутри унитарного или укомплектованного оборудования; или в пределах чиллер который подключен к оконечному охлаждающему оборудованию (например, переменный расход хладагента терминал или фанкойл ) на стороне испарителя и теплоотдача оборудование на стороне конденсатора.

Тепловой насос

Основная статья: Тепловой насос

В некоторых системах кондиционирования есть возможность реверсировать цикл охлаждения и действуют как тепловые насосы, производя обогрев вместо охлаждения в помещении. Их также обычно называют «кондиционерами с обратным циклом». Тепловой насос значительно более энергоэффективен, чем электрический резистивный нагрев, потому что он перемещает энергию из воздуха или грунтовых вод в отапливаемое пространство, а также тепло от покупной электроэнергии. Когда тепловой насос находится в режиме обогрева, змеевик внутреннего испарителя переключает роль и становится змеевиком конденсатора, производящим тепло. Наружный конденсаторный агрегат также переключает роль испарителя и выпускает холодный воздух (более холодный, чем окружающий наружный воздух).

Тепловые насосы с воздушным источником более популярны в более мягком зимнем климате, где температура часто находится в диапазоне 4–13 ° C (40–55 ° F), потому что тепловые насосы становятся неэффективными в условиях более сильного холода. Отчасти это связано с тем, что на змеевике теплообменника наружного блока образуется лед, который блокирует поток воздуха через змеевик.[нужна цитата ] Чтобы компенсировать это, система теплового насоса должна временно переключиться обратно в обычный режим кондиционирования воздуха, чтобы включить наружный змеевик испарителя. назад быть змеевиком конденсатора, чтобы он мог нагреваться и размораживаться. Поэтому некоторые системы с тепловыми насосами будут иметь форму электрического резистивного нагрева в воздушном тракте внутри помещения, который активируется только в этом режиме, чтобы компенсировать временное охлаждение воздуха в помещении, которое в противном случае было бы неудобно зимой.

Проблема обледенения становится гораздо более серьезной при более низких температурах наружного воздуха, поэтому тепловые насосы обычно устанавливаются в тандеме с более традиционными формами отопления, такими как электрический нагреватель, натуральный газ, масло или же дерево камин или же центральное отопление, который используется вместо теплового насоса при более суровых зимних температурах. В этом случае тепловой насос эффективно используется при более умеренных температурах, а система переключается на обычный источник тепла, когда температура наружного воздуха ниже.

Охлаждение испарением

Основная статья: Испарительный охладитель
Испарительный охладитель

В очень сухом климате испарительные охладители, иногда называемые охладителями для болот или охладителей в пустыне, популярны для улучшения охлаждения в жаркую погоду. Охладитель испарения - это устройство, которое втягивает наружный воздух через влажную подушку, такую ​​как большой губка пропитанный водой. В явное тепло входящего воздуха, измеренного термометр с сухим термометром, уменьшен. Температура поступающего воздуха снижается, но он также более влажный, поэтому общее тепло (явное тепло плюс скрытое тепло) без изменений. Часть явного тепла поступающего воздуха преобразуется в скрытое тепло за счет испарения воды во влажных подушках охладителя. Если поступающий воздух достаточно сухой, результаты могут быть весьма значительными.

Испарительные охладители, как правило, не работают в периоды высокой влажности, когда мало сухого воздуха, с которым охладители могут работать, чтобы сделать воздух как можно более прохладным для обитателей жилых помещений. В отличие от других типов кондиционеров, испарительные охладители полагаются на то, что наружный воздух направляется через охлаждающие подушки, которые охлаждают воздух до того, как он достигнет внутренней части дома через систему воздуховодов; Этот охлажденный наружный воздух должен выталкивать более теплый воздух из дома через выпускное отверстие, такое как открытая дверь или окно.[38] Эти кулеры дешевле, просты в понимании и техническом обслуживании.

Естественное охлаждение

Основная статья: Естественное охлаждение

Кондиционирование воздуха также можно обеспечить с помощью процесса, называемого свободное охлаждение который использует насосы для циркуляции охлаждающей жидкости, такой как воздух, вода или водянойгликоль смесь из холодного источника, который, в свою очередь, действует как радиатор для энергии, которая удаляется из охлаждаемого пространства. Обычными носителями информации являются холодный наружный воздух, глубокие водоносные горизонты или естественный подземный массив горных пород, доступ к которому осуществляется через группу скважин небольшого диаметра. Некоторые системы с небольшой емкостью хранения представляют собой гибридные системы, использующие естественное охлаждение в начале сезона охлаждения, а затем использующие тепловой насос для охлаждения циркуляции, поступающей из хранилища. Тепловой насос добавлен, потому что температура хранилища постепенно увеличивается в течение сезона охлаждения, что снижает его эффективность.

Системы естественного охлаждения могут иметь очень высокую эффективность и иногда сочетаются с сезонное хранение тепловой энергии (STES), так что холод зимы можно использовать для кондиционирования воздуха летом. Естественное охлаждение и гибридные системы зрелая технология.[39]

Контроль влажности

Поскольку люди стремятся обеспечить естественное охлаждение испарение из пот с кожи, уменьшая относительная влажность может способствовать комфорту пассажиров. Кондиционер, предназначенный для жилых помещений, обычно создает в них относительную влажность от 30% до 60%, чтобы сбалансировать комфорт, рост микробов и другие факторы. качество воздуха в помещении факторы.[40]

Осушение и охлаждение

Оборудование для кондиционирования воздуха снижает абсолютную влажность воздуха, обрабатываемого системой, если поверхность змеевика испарителя значительно холоднее, чем точка росы окружающего воздуха. Влага из воздуха будет конденсироваться на змеевике и должна быть утилизирована или переработана.

Программа осушения

Большинство современных систем кондиционирования воздуха имеют цикл осушения, во время которого компрессор работает, а вентилятор максимально замедлен.[нужна цитата ] для снижения температуры испарителя и, следовательно, конденсации большего количества воды. Когда температура опускается ниже порогового значения, и вентилятор, и компрессор отключаются, чтобы уменьшить дальнейшее падение температуры;[требуется разъяснение ] это предотвращает попадание влаги из испарителя обратно в комнату.[нужна цитата ] Когда снова поднимется температура,[требуется разъяснение ] компрессор перезапускается, и вентилятор возвращается на низкую скорость.

Иногда, чтобы растопить лед, вентилятор работает с выключенным компрессором; эта функция менее эффективна при низких температурах окружающей среды.[нужна цитата ]

Инверторные кондиционеры используйте датчик температуры внутреннего змеевика, чтобы испаритель оставался как можно более холодным. Когда испаритель слишком холодный,[требуется разъяснение ] компрессор замедляется или останавливается при работающем внутреннем вентиляторе.[нужна цитата ]

Осушитель

Основная статья: Осушитель
Типичный переносной осушитель воздуха

Специализированный кондиционер, который используется только для осушения, называется осушитель. Он также использует цикл охлаждения, но отличается от стандартного кондиционера тем, что испаритель и конденсатор расположены в одном и том же воздушном тракте. Стандартный кондиционер передает тепловую энергию из комнаты, потому что теплообменник конденсатора отдает тепло наружу. Однако, поскольку все компоненты осушителя находятся в одно и тоже помещение, тепловая энергия не отводится. Вместо этого электрический мощность потребляемые осушителем, остаются в комнате в виде тепла, поэтому комната фактически нагретый, так же как электрический нагреватель который потребляет такое же количество энергии.

Кроме того, если вода конденсируется в комнате, количество тепла, ранее необходимое для испарения этой воды, также повторно выделяется в комнате ( скрытая теплота испарения ). Процесс осушения противоположен добавлению воды в комнату с испарительный охладитель, а вместо этого выделяет тепло. Следовательно, осушитель воздуха в помещении всегда нагревает комнату и косвенно снижает относительную влажность, а также снижает влажность напрямую за счет конденсации и удаления воды.

Внутри устройства воздух сначала проходит через змеевик испарителя, охлаждается и осушается. Осушенный холодный воздух затем проходит через змеевик конденсатора, где снова нагревается. Затем воздух выходит обратно в комнату. Агрегат производит теплый осушенный воздух и, как правило, может свободно размещаться в кондиционируемой среде (комнате).

Осушители воздуха обычно используются в холодном и влажном климате для предотвращения плесень рост в помещении, особенно в подвалах. Они также используются для защиты чувствительного оборудования от неблагоприятного воздействия чрезмерной влажности в помещении. тропические страны.

Эффективность

В термодинамически закрытая система, любая мощность, рассеиваемая в системе, которая поддерживается на заданной температуре (что является стандартным режимом работы для современных кондиционеров), требует увеличения скорости отвода энергии кондиционером. Это увеличение приводит к тому, что на каждую единицу энергии, вводимой в систему (например, для питания лампочки в замкнутой системе), кондиционер удаляет эту энергию.[41] Для этого кондиционер должен увеличить энергопотребление на величину, обратную его «эффективности» (коэффициент производительности ) умноженное на количество мощности, рассеиваемой в системе. В качестве примера предположим, что внутри замкнутой системы мощность 100 Вт нагревательный элемент активирован, и кондиционер имеет коэффициент полезного действия 200%. Потребляемая мощность кондиционера увеличится на 50 Вт, чтобы компенсировать это, в результате чего 100-ваттный нагревательный элемент будет стоить в общей сложности 150 Вт.

Кондиционеры обычно работают с «эффективностью», значительно превышающей 100%.[42] Однако можно отметить, что входящая электрическая энергия имеет более высокое термодинамическое качество (более низкое энтропия ), чем выходная тепловая энергия (тепловая энергия).

Мощность оборудования для кондиционирования воздуха в США часто описывается как "тонн холода ", каждый из которых приблизительно равен охлаждающей способности одного короткая тонна (2000 фунтов или 907 кг) таяния льда за 24 часа. Значение равно 12000 БТЕЭТО в час, или 3517 Вт.[43] Системы центрального кондиционирования жилых помещений обычно имеют мощность от 1 до 5 тонн (от 3,5 до 18 кВт).

Коэффициент сезонной энергоэффективности

Основные статьи: Коэффициент сезонной энергоэффективности и Европейский сезонный коэффициент энергоэффективности

Для жилых домов некоторые страны устанавливают минимальные требования к энергоэффективности. В Соединенных Штатах эффективность кондиционеров часто (но не всегда) оценивается сезонным коэффициентом энергоэффективности (SEER). Чем выше рейтинг SEER, тем более энергоэффективен кондиционер. Рейтинг SEER - это BTU холодопроизводительности при нормальном годовом использовании, деленное на общее количество потребляемой электроэнергии в ватт-часы (Вт · ч) за тот же период.[44]

SEER = BTU ÷ (Вт · ч)

это также можно переписать как:

SEER = (БТЕ / ч) ÷ Вт, где «Вт» - средняя электрическая мощность в ваттах, а (БТЕ / ч) - номинальная мощность охлаждения.

Например, кондиционер на 5000 БТЕ / ч при SEER 10 потребляет в среднем 5000/10 = 500 Вт мощности.

Годовое потребление электроэнергии можно рассчитать как среднюю мощность, умноженную на годовое время работы:

500 Вт × 1000 ч = 500 000 Вт · ч = 500 кВтч

Предполагая, что 1000 часов работы в течение типичного сезона охлаждения (т. Е. 8 часов в день в течение 125 дней в году).

Другой метод, который дает такой же результат, - это вычисление общей годовой холодопроизводительности:

5000 БТЕ / ч × 1000 ч = 5 000 000 БТЕ

Тогда для SEER, равного 10, годовое потребление электроэнергии будет:

5 000 000 БТЕ ÷ 10 = 500 000 Вт · ч = 500 кВт · ч

SEER связан с коэффициент производительности (COP) обычно используется в термодинамика а также к Коэффициент энергоэффективности (EER).EER - это рейтинг эффективности оборудования при определенной паре внешней и внутренней температур, в то время как SEER рассчитывается для всего диапазона внешних температур (то есть распределения температуры для географического местоположения теста SEER). SEER необычен тем, что состоит из Имперская единица разделенный на Единица СИ. COP - это соотношение с теми же метрическими единицами измерения энергии (джоули ) как в числитель и знаменатель. Они отменяют, оставляя безразмерная величина. Доступны формулы для приблизительного преобразования между SEER и EER или COP.[45]

(1)     SEER = EER ÷ 0,9
(2)     SEER = COP × 3,792
(3)     EER = COP × 3,413

Из уравнения (2) выше, SEER, равный 13, эквивалентен COP, равному 3,43, что означает, что на единицу рабочей энергии перекачивается 3,43 единицы тепловой энергии.

В настоящее время Соединенные Штаты требуют, чтобы у жилых систем, произведенных в 2006 году, был минимальный рейтинг SEER 13 (хотя системы оконных коробок освобождены от этого закона, поэтому их SEER по-прежнему составляет около 10).

Типы установки

Оконный блок и комплектный терминал

Детали оконного блока

Кондиционеры оконного блока устанавливаются в открытое окно. Воздух в салоне охлаждается, когда вентилятор обдувает испаритель. Снаружи тепло, отбираемое изнутри, рассеивается в окружающую среду, поскольку второй вентилятор обдувает конденсатор наружным воздухом. В большом доме или здании может быть несколько таких агрегатов, что позволяет охлаждать каждую комнату отдельно.

В 1971 г. General Electric представила популярный портативный оконный кондиционер, обеспечивающий удобство и портативность.[46]

Компактный терминальный кондиционер (PTAC) системы также известны как настенные системы кондиционирования воздуха.[47] Это бесканальные системы. PTAC, которые часто используются в отелях, имеют два отдельных блока (клеммные блоки), испарительный блок внутри и конденсаторный блок снаружи, с отверстием, проходящим через стену и соединяющим их. Это сводит к минимуму занимаемую внутренним пространством систему и позволяет настраивать каждую комнату независимо. Системы PTAC могут быть адаптированы для обеспечения обогрева в холодную погоду либо напрямую с помощью электрического полосового, газового или другого нагревателя, либо путем реверсирования потока хладагента для обогрева интерьера и отвода тепла из внешнего воздуха, превращая кондиционер в кондиционер. Тепловой насос. Хотя комнатный кондиционер обеспечивает максимальную гибкость, когда он используется для одновременного охлаждения многих комнат, он, как правило, дороже, чем центральное кондиционирование.

Первый практичный полупортативный кондиционер был изобретен инженерами компании Крайслер Моторс и выставлен на продажу с 1935 года.[48]

Сплит системы

Кондиционеры сплит-системы бывают двух видов: мини-сплит и центральные. В обоих типах внутренняя среда (испарительная) теплообменник находится на некотором расстоянии от теплообменника внешней среды (конденсационной установки).

Раздельная центральная (канальная) система

Они используются в домах и на предприятиях. В них обработчик воздуха, который может содержать фанкойл, механизм нагрева воздуха и фильтра размещается внутри дома или здания и подключается к конденсаторной установке, находящейся на улице. Воздухообрабатывающее устройство управляется термостатом, установленным на некотором расстоянии от него. Пользователь устанавливает желаемую температуру на термостате, и термостат управляет устройством обработки воздуха, чтобы поддерживать заданную температуру. Воздух подается через кондиционер и через воздуховоды в кондиционируемые помещения. Кондиционер обычно размещается вдали от помещений с кондиционированием воздуха, в другом помещении. Воздухообрабатывающий агрегат может забирать воздух снаружи или из помещения через вентиляционные отверстия в дверях или через каналы. Воздухоочиститель также может быть размещен снаружи, содержать конденсатор и позволять втягивать наружный воздух. Когда эти критерии соблюдены, они называются системами на крыше, модулями на крыше, упакованными модулями на крыше или упакованными системами на крыше.[49]

Мини-сплит (бесканальная) система

Сторона конденсатора бесканального кондиционера сплит-типа
Сторона испарителя или терминала бесканального кондиционера сплит-типа

Мини-сплит-система обычно подает кондиционированный и нагретый воздух в одну или несколько комнат здания.[50] В них испаритель использует Поперечный вентилятор для выдувания воздуха из змеевика испарителя. Название мини-сплит часто используется для обозначения тех мини-сплит-систем, которые подают воздух только в одну комнату. Мультизональные системы - это обычное применение бесканальных систем, которые позволяют кондиционировать до 8 помещений (зон) с помощью одного наружного блока. Многозонные системы обычно предлагают различные стили внутренних блоков, включая настенные, потолочные, встраиваемые в потолок и горизонтальные воздуховоды. Мини-сплит-системы обычно производят от 9 000 до 36 000 БТЕ (9 500–38 000 кДж) в час охлаждения отдельной комнаты или внутреннего блока. Первые мини-сплит системы были проданы в 1954-1968 гг. Mitsubishi Electric и Toshiba, в Японии. Его изобретение было мотивировано небольшими размерами современных японских домов и большими размерами традиционных канальных центральных сплит-систем.[51][52][53] Мульти-зоны (мульти-сплит) системы обеспечивают расширенную холодопроизводительность до 60 000 БТЕ для нескольких комнат или внутренних блоков одновременно. Большие многозонные системы известны как VRF (Переменный поток хладагента ) системы и часто используются в коммерческих зданиях. Многозонные бесканальные системы были изобретены Daikin в 1973 году и системы VRF также были изобретены компанией Daikin в 1982 году. Обе системы впервые были проданы в Японии.[54]

Преимущества бесканальной системы включают меньший размер и гибкость для зонирования или обогрева и охлаждения отдельных помещений. Требуемое пространство внутри стены значительно сокращается. Кроме того, компрессор и теплообменник могут быть расположены дальше от внутреннего пространства, а не просто на другой стороне того же блока, как в PTAC или оконном кондиционере. Гибкие внешние шланги ведут от внешнего блока к внутреннему (ым); их часто закрывают металлом, чтобы они выглядели как обычные водосточные трубы с крыши. Кроме того, бесканальные системы предлагают более высокую эффективность, достигающую 30 SEER.[55]

Главный недостаток бесканальных кондиционеров - их стоимость. Стоимость таких систем составляет от 1500 до 2000 долларов США за тонну (12000 БТЕ в час) холодопроизводительности. Это примерно на 30% больше, чем у центральных систем (без учета воздуховодов), и может стоить более чем в два раза дороже оконных блоков аналогичной мощности ».[56]

Дополнительным возможным недостатком является то, что стоимость установки мини-сплит может быть выше, чем у некоторых систем. Однако более низкие эксплуатационные расходы и скидки или другие финансовые стимулы, предлагаемые в некоторых областях, могут помочь компенсировать первоначальные расходы.[57]

Мульти-сплит система

Мульти-сплит-система[58] это обычная сплит-система, которая разделена на две части (испаритель и конденсатор) и позволяет охлаждать или обогревать несколько комнат с помощью одного внешнего блока. В наружном блоке этого кондиционера более мощный компрессор, порты для подключения нескольких трасс и автоматика с запорными клапанами для регулирования объема хладагента, подаваемого во внутренние блоки, расположенные в помещении.

Большая мульти сплит-система называется Переменный поток хладагента система и может использоваться вместо центральной системы кондиционирования воздуха, поскольку она позволяет повысить энергоэффективность, но ее покупка и установка обходятся дороже.

Разница между сплит-системой и мульти-сплит системой:

Другими распространенными типами систем кондиционирования являются мульти-сплит-системы, разница между раздельной сплит-системой и мульти-сплит-системой в нескольких внутренних блоках. Все они подключены к основному внешнему блоку, но принцип действия аналогичен простой сплит-системе.

Его уникальная особенность - наличие одного основного внешнего блока, подключенного к нескольким внутренним блокам. Такие системы могут быть правильным решением для поддержания микроклимата в нескольких офисах, магазинах, больших жилых помещениях. Лишь несколько наружных блоков не ухудшают эстетический вид здания. Основной внешний блок можно подключить к нескольким типам помещений: напольным, потолочным, кассетным и т. Д.

Рекомендации по установке мульти-сплит системы

Прежде чем выбрать место для установки кондиционера, необходимо учесть несколько основных факторов. Прежде всего, направление воздушного потока от внутренних блоков не должно падать на место отдыха или рабочую зону. Во-вторых, на пути воздушного потока не должно быть препятствий, которые могли бы помешать ему максимально перекрыть пространство помещения. Наружный блок также должен располагаться на открытом пространстве, иначе тепло из дома не будет эффективно отводиться наружу и производительность всей системы резко упадет. Настоятельно рекомендуется устанавливать кондиционеры в легкодоступных местах для дальнейшего обслуживания во время эксплуатации.

Основная проблема при установке мультисплит-системы - это прокладка длинных магистралей хладагента для подключения внешнего блока к внутренним. При установке отдельной сплит-системы рабочие стараются расположить оба блока напротив друг друга, где длина линии минимальна. Установка мульти-сплит-системы создает больше трудностей, так как некоторые внутренние блоки могут располагаться далеко снаружи. Первые модели мульти-сплит-систем имели одну общую систему управления, которая не позволяла настраивать кондиционер индивидуально для каждого помещения. Однако сейчас на рынке представлен широкий выбор мульти-сплит-систем, в которых функциональные характеристики внутренних блоков работают отдельно друг от друга.

На выбор внутренних блоков есть одно ограничение: их общая мощность не должна превышать мощность наружного блока. На практике, однако, очень часто можно увидеть мульти-сплит-систему с общей мощностью внутренних блоков, превышающей мощность наружной по крайней мере на 20%. Однако нельзя ожидать лучшей производительности при одновременном включении всех внутренних блоков, поскольку общая мощность всей системы ограничена мощностью наружного блока. Проще говоря, наружный блок будет распределять всю свою мощность на все работающие внутренние блоки таким образом, что в некоторых комнатах может быть не очень комфортный уровень температуры. Однако расчет общей мощности непрост, поскольку он учитывает не только номинальную мощность агрегатов, но также холодопроизводительность, нагрев, осушение, увлажнение, удаление воздуха и т. Д.

Центральное кондиционирование воздуха только

Центральная канальный A / C обеспечивает контроль температуры и вентиляцию помещения путем кондиционирования воздуха в помещении. обработчик воздуха и распространение его на одну или несколько зон. Температуру отдельных зон можно контролировать, изменяя поток воздуха в каждую зону и / или повторно нагревая воздух.

Центральное охлаждение завода

Смотрите также: Чиллер
Центральная установка водяного охлаждения с использованием чиллеров с воздушным охлаждением, чиллеры с водяным охлаждением охлаждаются градирней

Центральные холодильные установки используются для кондиционирования больших коммерческих, промышленных или кампусных нагрузок. В более крупных масштабах воздуховоды, необходимые для перемещения кондиционированного воздуха на завод и обратно, будут непрактично большими, поэтому вместо них используется промежуточная жидкость, такая как охлажденная вода. Установка обеспечивает циркуляцию холодной воды к оконечным устройствам с охлажденной водой, таким как кондиционеры или фанкойлы. Установка часто состоит из чиллера, который может иметь водяное или воздушное охлаждение. В случае водяного охлаждения чиллер охлаждается градирней.

Переносные устройства

Портативный кондиционер можно легко транспортировать внутри дома или офиса. В настоящее время они доступны с производительностью около 5 000–60 000 БТЕ / ч (1 500–18 000 Вт) и с электронагревателями сопротивления или без них. Переносные кондиционеры бывают испарительными или холодильными.

Системы хладагента на основе компрессоров имеют воздушное охлаждение, что означает, что они используют воздух для теплообмена, так же, как это делают автомобильные радиаторы или обычные бытовые кондиционеры. Такая система осушает воздух по мере его охлаждения. Он собирает конденсат из охлажденного воздуха и производит горячий воздух, который необходимо отводить за пределы охлаждаемой зоны; при этом тепло от воздуха в охлаждаемой зоне передается наружному воздуху.

Портативная сплит-система

Портативная система имеет внутренний блок на колесах, соединенный с наружным блоком гибкими трубками, аналогично стационарно установленному блоку. Переносные устройства забирают воздух из помещения и выводят его наружу через единственный воздуховод. Многие портативные кондиционеры имеют функцию обогрева и осушения.[59]

Система переносных шлангов

Шланговые системы, которые можно моноблок или же воздух-воздух, выводятся наружу через воздух каналы. В моноблок Тип собирает воду в ведро или поддон и останавливается, когда он наполняется. В воздух-воздух Этот тип повторно испаряет воду и выпускает ее через шланг с воздуховодом и может работать непрерывно.

Блок с одним шлангом использует воздух из помещения для охлаждения конденсатора, а затем выводит его наружу. Этот воздух заменяется горячим воздухом снаружи или из других комнат (из-за отрицательного давления внутри комнаты), что снижает общую эффективность устройства.[нужна цитата ]

Современные агрегаты могут иметь коэффициент производительности примерно 3 (т. е. 1 кВт электроэнергии дает 3 кВт охлаждения). Блок с двумя шлангами забирает воздух для охлаждения конденсатора снаружи, а не изнутри комнаты, и поэтому он более эффективен, чем большинство блоков с одним шлангом. Эти агрегаты не создают в помещении отрицательного давления.

Портативная испарительная система

Испарительные охладители, иногда называемые «болотными охладителями», не имеют компрессора или конденсатора. Жидкая вода испаряется на охлаждающих ребрах, выпуская пар в охлаждаемую зону. Испаряющаяся вода поглощает значительное количество тепла, скрытая теплота испарения, охлаждая воздух. Люди и животные используют один и тот же механизм, чтобы охладиться потливость.

Преимущество испарительных охладителей состоит в том, что они не нуждаются в шлангах для отвода тепла за пределы охлаждаемой области, что делает их действительно портативными. Они также очень дешевы в установке и потребляют меньше энергии, чем холодильные кондиционеры.

Использует

Инженеры по кондиционированию воздуха широко разделяют приложения для кондиционирования воздуха на комфорт и процесс Приложения.

Приложения для комфорта

Множество кондиционеров возле коммерческого офисного здания

Приложения Comfort стремятся обеспечить здание в помещении который остается относительно постоянным, несмотря на изменения внешних погодных условий или внутренних тепловых нагрузок.

Кондиционер делает глубокий план возможно строительство, иначе их пришлось бы строить более узкими или с световые колодцы чтобы внутренние помещения получали достаточное количество наружного воздуха через естественная вентиляция. Кондиционер также позволяет зданиям быть выше, поскольку скорость ветра значительно увеличивается с высотой, что делает естественную вентиляцию непрактичной для очень высоких зданий.[нужна цитата ] Приложения для комфорта сильно различаются для разных типов зданий и могут быть разделены на следующие категории:

  • Коммерческие здания, построенные для торговли, включая офисы, торговые центры, торговые центры, рестораны и т. Д.
  • Высотные жилые дома, такие как высокие общежития и многоквартирные дома.
  • Производственные помещения, где желателен тепловой комфорт рабочих
  • Автомобили, самолеты, лодки для перевозки пассажиров или свежих грузов.
  • Институциональные здания, включая правительственные здания, больницы, школы и т. Д.
  • Малоэтажные жилые дома, в том числе односемейные дома, дуплексы и малые многоквартирные дома
  • Спортивные стадионы, такие как Стадион совхоза в Аризоне[60] И в Катар на чемпионате мира по футболу 2022 года[61]

Женщины в среднем отдыхают значительно меньше. скорость метаболизма чем мужчины.[62] Использование неточных рекомендаций по скорости метаболизма для расчета размеров кондиционера может привести к негабаритному и менее эффективному оборудованию,[62] а установка слишком низких рабочих значений системы может привести к снижению производительности труда.[63] Дубай широко использует кондиционирование воздуха.[64][65][66]

Помимо зданий, кондиционирование воздуха можно использовать для многих видов транспорта, включая автомобили, автобусы и другие наземные транспортные средства, поезда, корабли, самолеты и космические корабли. Высокие температуры на станциях метро могут быть вызваны кондиционированием воздуха в поездах.[67]

Бытовое использование

Типичные бытовые центральные кондиционеры в Северной Америке

Кондиционирование воздуха широко распространено в США, причем 90% новых частные дома построено в 2019 году, включая кондиционирование воздуха, от 99% в юг до 62% в Запад.[68][69] Так было с 1960-х годов.[70] В 2015 году 90% домохозяйств в США имели кондиционеры.[71][72] США потребляют больше энергии для кондиционирования воздуха, чем остальной мир.[67] В Канада, использование кондиционера зависит от провинции. В 2013 году 55% ​​канадских домашних хозяйств сообщили, что у них есть кондиционер, и они часто использовали Манитоба (80%), Онтарио (78%), Саскачеван (67%), и Квебек (54%) и меньше используют в Остров Принца Эдуарда (23%), британская Колумбия (21%), и Ньюфаундленд и Лабрадор (9%).[73] В Европе домашнее кондиционирование воздуха, как правило, встречается реже. Южноевропейский такие страны как Греция в последние годы наблюдается широкое распространение бытовых кондиционеров.[74] В другой южноевропейской стране Мальта, по оценкам, около 55% домохозяйств имеют кондиционер.[75]

В Китае доля городских домохозяйств с кондиционерами увеличилась с 8% до 70% за 9 лет, с 1995 по 2004 год.[67] В 2016 году прогнозировалось, что к 2031 году в мире будет дополнительно 700 миллионов кондиционеров.[76][77]

Обработка приложений

Технологические приложения стремятся обеспечить подходящую среду для выполняемого процесса, независимо от внутренних тепловых и влажностных нагрузок и внешних погодных условий. Условия определяют потребности процесса, а не предпочтения людей. К технологическим приложениям относятся:

И в комфортных, и в технологических приложениях целью может быть не только контроль температуры, но и влажность, качество воздуха и движение воздуха из космоса в космос.

Влияние на здоровье

В жаркую погоду кондиционер может предотвратить тепловой удар, обезвоживание от чрезмерного потоотделения и других проблем, связанных с гипертермия. Тепловые волны являются наиболее смертоносным типом погодных явлений в развитых странах. Кондиционер (включая фильтрацию, увлажнение, охлаждение и дезинфекцию) может использоваться для обеспечения чистоты, безопасности, гипоаллергенный атмосфера в операционных больниц и других средах, где надлежащая атмосфера имеет решающее значение для безопасности и благополучия пациентов. Иногда его рекомендуют для домашнего использования людям с аллергия.[нужна цитата ]

Плохо обслуживаемая вода градирни может способствовать росту и распространению таких микроорганизмов, как Легионелла пневмофила, инфекционный агент, ответственный за Болезнь легионеров. Если градирня содержится в чистоте (обычно с помощью обработки хлором), этих опасностей для здоровья можно избежать или уменьшить. Штат Нью-Йорк кодифицирует требования к регистрации, обслуживанию и тестированию градирен для защиты от легионеллы.[78]

Воздействие на окружающую среду

Потребляемая мощность и эффективность

Производство электроэнергии, используемой для работы кондиционеров, оказывает воздействие на окружающую среду, включая выбросы парниковых газов. Согласно правительственному опросу 2015 года, 87% домов в США используют кондиционеры, а 65% этих домов имеют центральное кондиционирование. В большинстве домов с центральным кондиционированием программируемые термостаты, но примерно две трети домов с системой кондиционирования воздуха не используют эту функцию для повышения энергоэффективности своих домов.[79]

Альтернативы с низким энергопотреблением

Альтернативы постоянному кондиционированию воздуха можно использовать с меньшими затратами энергии, меньшими затратами и меньшим воздействием на окружающую среду. К ним относятся:[80]

Потребляемая мощность автомобиля

В автомобиле система A / C будет использовать около 4 Лошадиные силы (3 кВт) мощности двигателя мощность, увеличивая расход топлива автомобиля.[81]

Хладагенты

Выбор рабочие жидкости (хладагенты) оказывают существенное влияние не только на работу кондиционеров, но и на окружающую среду. Большинство хладагентов, используемых для кондиционирования воздуха, способствуют глобальному потеплению, а многие также истощить озоновый слой.[82] ХФУ, ГХФУ и ГФУ обладают сильным действием парниковые газы при утечке в атмосферу.

Использование CFC в качестве хладагента когда-то был распространен, включая хладагенты R-11 и R-12 (продаваемые под торговой маркой Фреон-12). Фреоновые хладагенты широко использовались в 20 веке в кондиционерах из-за их превосходной стабильности и свойств безопасности. Когда они выбрасываются случайно или намеренно, эти хлорсодержащие хладагенты в конечном итоге достигают верхняя атмосфера.[83] Когда хладагент достигает стратосфера, УФ-излучение от солнце гомолитически расщепляет хлор-углерод связь, давая хлор радикальный. Эти радикалы хлора катализировать распад озон в двухатомный кислород, истощая озоновый слой который защищает поверхность Земли от сильного УФ-излучения. Каждый радикал хлора остается активным в качестве катализатора до тех пор, пока не свяжется с другим радикалом, образуя стабильный молекула и тушение цепная реакция.

До 1994 года в большинстве автомобильных систем кондиционирования в качестве хладагента использовался R-12. Он был заменен на R-134a хладагент, не имеющий озоноразрушающая способность. Старые системы с R-12 можно модернизировать до R-134a путем полной промывки и замены фильтра / осушителя для удаления минерального масла, которое несовместимо с R-134a.

R22 (также известный как ГХФУ-22) имеет потенциал глобального потепления примерно в 1800 раз выше, чем CO2.[84] Его использование в новом оборудовании было прекращено к 2010 году, а к 2020 году он будет полностью прекращен. Хотя эти газы могут быть переработаны при утилизации кондиционеров, неконтролируемые сбросы и утечки могут привести к выбросу газа прямо в атмосферу.

В Великобритании Правила по озону[85] вступил в силу в 2000 году и запретил использование озоноразрушающих хладагентов на основе ГХФУ, таких как R22, в новых системах. Постановление запретило использование R22 в качестве «пополняющей» жидкости для обслуживания в период с 2010 г. (для первичной жидкости) по 2015 г. (для повторно используемой жидкости). Это означает, что оборудование, в котором используется хладагент R22, может работать до тех пор, пока в нем нет утечек. Хотя R22 в настоящее время запрещен, агрегаты, использующие хладагент, все еще могут обслуживаться и ремонтироваться.

Производство и использование CFC было запрещено или строго ограничено из-за опасений по поводу разрушения озонового слоя (см. Также Монреальский протокол ).[86][87] В свете этих экологических проблем, начиная с 14 ноября 1994 г. НАС. Агентство по охране окружающей среды ограничило продажу, владение и использование хладагента только лицензированными техническими специалистами в соответствии с правилами разделов 608 и 609 Закона о чистом воздухе.[88]

В качестве альтернативы обычным хладагентам другие газы, такие как CO2 (R-744 ), Были предложены.[89] R-744 применяется в качестве хладагента в Европе и Японии. Это эффективный хладагент с потенциал глобального потепления 1, но для получения эквивалентного охлаждающего эффекта необходимо использовать более высокое сжатие.[нужна цитата ]

В 1992 году неправительственная организация «Гринпис», руководствуясь политикой руководства корпорации, обратилась в европейскую лабораторию с просьбой найти заменители хладагентов. Это привело к двум альтернативам: одна представляет собой смесь пропана (R290) и изобутана (R600a), а другая - чистого изобутана.[28][32] Промышленность сопротивлялась изменениям в Европе до 1993 года, а в США до 2011 года, несмотря на некоторые поддерживающие меры в 2004 и 2008 годах (см. Выше «Разработка хладагентов»).[37][90]

В 2019 году ЮНЕП опубликовали новые добровольные руководства,[91] однако по состоянию на 2020 год многие страны еще не ратифицировали Кигали Аккорд.

Экономические эффекты

Демографические

Кондиционирование воздуха вызвало различные сдвиги в демографии, особенно в США, начиная с 1970-х годов.

Во-первых, количество рождений в течение года стало намного меньше варьироваться. В то время как до 1970 года рождаемость весной была ниже, чем в другие сезоны, внедрение кондиционирования воздуха сглаживало эту разницу в конце 20 века.[92]

Это также повлияло на уровень смертности, особенно летом и в регионах, подверженных сильной жаре; снижение до 2% с 30-х до 90-х годов.

Более удивительно постепенное перемещение населения из северных штатов в южные в течение тех же 60 лет. В Солнечный пояс сейчас приветствует 30% всего населения США, когда в начале прошлого века его населяли всего 24% американцев. За пределами США, Дубай и Сингапур также отражают магические эффекты Перевозчик изобретение.[93]

Эффекты в производстве

Это изобретение, первоначально разработанное для целевых отраслей, таких как пресса, а также для крупных предприятий, быстро распространилось среди государственных учреждений и администраций. Фактически, исследования, опубликованные Carrier в то время, показали увеличение производительности почти на 24% в местах, оборудованных кондиционерами.[94]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Определение "air con" в Кембриджском словаре английского языка. Dictionary.cambridge.org. Получено 1 марта 2018.
  2. ^ Дорогой, Дэвид. «Труба охлаждения Земли». daviddarling.info. Получено 1 марта 2018.
  3. ^ Макдауэл, Роберт (2006). Основы систем HVAC. Эльзевир. п. 3. ISBN  9780080552330.
  4. ^ а б «Использование кондиционирования воздуха становится одним из ключевых факторов роста мирового спроса на электроэнергию - Новости». МЭА. Получено 2020-08-02.
  5. ^ «Сохранять хладнокровие перед лицом изменения климата». Новости ООН. 2019-06-30. Получено 2020-03-30.
  6. ^ Кэмпбелл, Иэн; Каланки, Анкит; Сачар, Снеха (2018). Решение проблемы глобального охлаждения: как противостоять климатической угрозе, создаваемой комнатными кондиционерами (PDF) (Отчет).
  7. ^ Нагенгаст, Бернард (февраль 1999 г.). «История комфортного охлаждения с использованием льда» (PDF). Журнал ASHRAE: 49. Архивировано с оригинал (PDF) 12 августа 2013 г.
  8. ^ Бахадори, М. (Февраль 1978 г.). «Пассивные системы охлаждения в иранской архитектуре». Scientific American. 238 (2): 144–154. Bibcode:1978SciAm.238b.144B. Дои:10.1038 / scientificamerican0278-144.
  9. ^ Нидхэм, Джозеф (1991). Наука и цивилизация в Китае, Том 4: Физика и физические технологии, Часть 2, Машиностроение. Издательство Кембриджского университета. С. 99, 151, 233. ISBN  978-0-521-05803-2.
  10. ^ Нидхэм, Джозеф (1991). Наука и цивилизация в Китае, Том 4: Физика и физические технологии, Часть 2, Машиностроение. Издательство Кембриджского университета. С. 134, 151. ISBN  978-0-521-05803-2.
  11. ^ Ласло, Пьер (2001). Соль: зерно жизни. Comumbia University Press. п.117. ISBN  9780231121989. Корнелиус Дреббель кондиционер.
  12. ^ Франклин, Бенджамин (17 июня 1758 г.). "Письмо Джону Лайнингу". Получено 6 августа 2014.
  13. ^ а б Брюс-Уоллес, Л.Г. «Харрисон, Джеймс (1816–1893)». Австралийский биографический словарь. Издательство Мельбурнского университета. ISSN  1833-7538. Получено 26 июля 2014 - через Национальный центр биографии Австралийского национального университета.
  14. ^ Палермо, Элизабет (1 мая 2014 г.). "Кто изобрел кондиционер?". Живая наука. Будущее США. Получено 26 августа 2019.
  15. ^ Варраси, Джон (6 июня 2011 г.). «Глобальное охлаждение: история кондиционирования воздуха». Американское общество инженеров-механиков. Получено 26 августа 2019.
  16. ^ Симха, Р.В. (Февраль 2012 г.). "Уиллис Х. Кэрриер". Резонанс: журнал естественно-научного образования. Springer Science + Business Media. 17 (2): 117–138. Дои:10.1007 / s12045-012-0014-у. ISSN  0973-712X. S2CID  116582893.
  17. ^ Галледж III, Чарльз; Найт, Деннис (11 февраля 2016 г.). «Отопительная, вентиляционная, климатическая и холодильная техника». Руководство по проектированию всего здания. Национальный институт строительных наук. Получено 26 августа 2019. Хотя он на самом деле не изобрел кондиционирование воздуха и не применил первый документально подтвержденный научный подход к его применению, Уиллису Кэрриеру приписывают интеграцию научного метода, инженерии и бизнеса этой развивающей технологии и создание отрасли, которую мы сегодня знаем как воздух. кондиционирование.
  18. ^ «Уиллис Кэрриер - 1876–1902». www.williscarrier.com.
  19. ^ Аппарат для очистки воздуха, 16 сентября 1904 г., получено 31 октября 2018
  20. ^ Грин, Аманда (1 января 2015 г.). «Краткая история кондиционирования воздуха». Популярная механика. Получено 31 января 2020.
  21. ^ "Ранние благотворители университета" (PDF). Rizzoconferencecenter.com. Получено 8 ноября 2012.
  22. ^ «Невоспетые инженерные герои: Роберт Шерман». Navlog.org. Получено 10 июн 2015.
  23. ^ «История кондиционирования». Energy.gov. Получено 2020-04-28.
  24. ^ «Кондиционеры и осушители». Сильвейн. Июль 2011 г.
  25. ^ Мэйт, Джон "Внесение изменений: пример озоновой кампании Гринпис" RECIEL 10: 2 2001.
  26. ^ Бенедик, Ричард Эллиот Дипломатия по озону Кембридж, Массачусетс: Гарвардский университет 1991.
  27. ^ а б "С днём рождения, Greenfreeze!". Гринпис. Получено 8 июн 2015.
  28. ^ а б «Секретариат по озону». Программа ООН по окружающей среде. Архивировано из оригинал 12 апреля 2015 г.
  29. ^ Гункель, Кристоф (13 сентября 2013 г.). "Öko-Coup aus Ostdeutschland". Der Spiegel (на немецком). Получено 4 сентября 2015.
  30. ^ "La Historia del" Greenfreeze"". Ilustrados.com. Получено 10 июн 2015.
  31. ^ а б "Discurso de Frank Guggenheim no lançamento do Greenfreeze | Brasil". Greenpeace.org. Получено 10 июн 2015.
  32. ^ а б c «Greenfreeze: революция в бытовом холодильнике». www.ecomall.com. Получено 8 июн 2015.
  33. ^ "Der Greenfreeze - endlich in den USA angekommen" (на немецком). Greenpeace.de. 28 декабря 2011 г.. Получено 10 июн 2015.
  34. ^ «PepsiCo поставляет в США первые безопасные для климата торговые автоматы» phx.corporate-ir.net. Получено 8 июн 2015.
  35. ^ «Экологически чистые морозильники приходят в Соединенные Штаты». WNBC. Получено 8 июн 2015.
  36. ^ «ГринФриз». Гринпис.
  37. ^ а б «Программа значительных новых альтернатив: заменители в бытовых холодильниках и морозильниках». Epa.gov. 13 ноября 2014 г.. Получено 4 июн 2018.
  38. ^ Смит, Шейн (2000). Компаньон тепличного садовника: выращивание продуктов и цветов в теплице или на солнце (2-е изд.). Издательство Fulcrum. п. 62. ISBN  978-1-55591-450-9.
  39. ^ Снайдерс, Аарт (2008). «Развитие технологий и основные приложения ATES в Европе» (PDF). Мастерская по сохранению для живых сообществ (Торонто и региональное управление охраны природы). IFTech International. Получено 1 марта 2018.
  40. ^ «Дристим: влажность и комфорт» (PDF). Получено 25 марта 2019.
  41. ^ Крейдер, Ян Ф., изд. (2001). Справочник по отоплению, вентиляции и кондиционированию. CRC Press. ISBN  978-0-8493-9584-0.
  42. ^ Винник, Дж. (1996). Химическая инженерная термодинамика. Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-471-05590-7.
  43. ^ "Руководство NIST по SI". Национальный институт стандартов и технологий. В архиве из оригинала 28 мая 2007 г.. Получено 18 мая 2007.
  44. ^ «Энергетический глоссарий - S». Глоссарий по энергетике. Управление энергетической информации. Получено 2 июля 2006.
  45. ^ «Формулы преобразования SEER от Pacific Gas and Electric» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 2 декабря 2007 г.. Получено 9 июля 2020.
  46. ^ «Хронология: яркие идеи». Бостонский глобус. 13 января 2016 г.. Получено 17 апреля 2017.
  47. ^ «Руководство по покупке PTAC». Сильвейн.
  48. ^ «Кондиционер помещается под подоконник». Популярная механика. Vol. 63 нет. 6. Журналы Hearst. Июнь 1935 г. с. 885. Получено 31 января, 2020.
  49. ^ «Центральное кондиционирование». Energy.gov.
  50. ^ «Руководство для подрядчиков Mitsubishi» (PDF). Mitsubishipro.com. п. 16. Архивировано из оригинал (PDF) 26 февраля 2015 г.
  51. ^ "Системы кондиционирования - Обзор - Основные этапы развития". www.mitsubishielectric.com.
  52. ^ "Toshiba Carrier Global | Кондиционер | О нас | История". www.toshiba-carrier.co.jp.
  53. ^ Корпорация Митсубиси Электрик. «1920-1970-е | История | О компании». Глобальный веб-сайт Mitsubishi Electric.
  54. ^ «История инноваций Daikin». daikin.com. Получено 31 января, 2020.
  55. ^ "Митсубиси Электрик США, Охлаждение и обогрев | ОВК". Mitsubishipro.com. 17 февраля 2010. Архивировано с оригинал 3 июня 2015 г.
  56. ^ «Бесканальные мини-сплит-кондиционеры». Министерство энергетики США. 9 августа 2012 г.. Получено 14 июн 2013.
  57. ^ «Бесканальные мини-разделенные тепловые насосы». Министерство энергетики США. Получено 19 июн 2013.
  58. ^ Trott, A.R .; Велч, Т. (2000). Холодильное оборудование и кондиционирование воздуха. Великобритания: Reed Educational and Professional Publishing Ltd. с. 312. ISBN  0-7506-4219-X.
  59. ^ "Портативный кондиционер против сплит-системы | Плюсы и минусы". Canstar Blue. 14 августа 2018.
  60. ^ «Катар обещает чемпионат мира с кондиционерами». CNN. 3 декабря 2010 г.
  61. ^ «BBC World Service - Новости - Катар 2022: Как построить комфортные стадионы в жарком климате». Bbc.co.uk. 3 декабря 2010 г.. Получено 8 ноября 2012.
  62. ^ а б Кингма, Борис; ван Маркен Лихтенбельт, Воутер (3 августа 2015 г.). «Энергопотребление в зданиях и потребность женщин в тепле». Природа. 5 (12): 1054. Bibcode:2015NatCC ... 5.1054K. Дои:10.1038 / NCLIMATE2741.
  63. ^ Лэнг, Сьюзен (19 октября 2004 г.). «Исследование связывает теплые офисы с меньшим количеством ошибок при печати и более высокой производительностью». Корнельская хроника. Получено 25 сентября 2015.
  64. ^ «Инверсия природы: как кондиционер создал современный город | Cities | The Guardian». amp.theguardian.com.
  65. ^ «Как кондиционер создал современную Америку». Атлантический океан.
  66. ^ «48 новых остановок для автобусов с кондиционерами в Дубае скоро». Новости Персидского залива.
  67. ^ а б c Кэрролл, Рори (26 октября 2015 г.). «Как Америка пристрастилась к кондиционированию воздуха». Хранитель. Получено 9 июля 2020.
  68. ^ Шерил Корниш; Стивен Купер; Салима Дженкинс. «Характеристики нового жилья». census.gov. Бюро переписи населения США.
  69. ^ "Руководство по покупке центрального кондиционирования воздуха". Потребительские отчеты.
  70. ^ «История кондиционирования». Energy.gov.
  71. ^ Монтгомери, Дэвид. «Чего вы могли не знать о кондиционировании воздуха». CityLab.
  72. ^ https://www.washingtonpost.com/news/worldviews/wp/2015/07/22/europe-to-america-your-love-of-air-conditioning-is-stupid/?outputType=amp
  73. ^ «Статистическое управление Канады - Обследование домашних хозяйств и окружающей среды, 2013 г.». The Daily - Исследование домашних хозяйств и окружающей среды, 2013 г.. Статистическое управление Канады. 10 марта 2015 г.. Получено 11 мая 2015.
  74. ^ "Χρυσές" δουλειές για τις εταιρείες κλιματιστικών έφερε το κύμα καύσωνα (на греческом). Lambrakis Press. 25 июля 2007 г.. Получено 30 июн 2008.
  75. ^ "STĦARRI DWAR ID-DĦUL U L-INFIQ TAL-FAMILJA 2008 / Обследование бюджетов домашних хозяйств 2008" (PDF). Национальное статистическое управление, Мальта. Получено 14 июля 2011.
  76. ^ «Как кондиционирование воздуха сделало Америку - и как оно могло сломить всех нас». 26 июля 2016 г.
  77. ^ https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2016/05/31/the-world-is-about-to-install-700-million-air-conditioners-heres-what-that- средства для климата /
  78. ^ «Защита от легионеллы». health.ny.gov. Получено 25 марта 2019.
  79. ^ «Каждый восьмой дом в США использует программируемый термостат с центральным кондиционером». Управление энергетической информации США. Министерство энергетики США. 19 июля 2017 г.. Получено 20 июля 2017.
  80. ^ Нейфах, Леон (21 июля 2013 г.). «Как жить без кондиционера». Бостонский глобус.
  81. ^ «Влияние автомобильного кондиционирования воздуха на экономию топлива» (PDF). Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. Получено 6 февраля 2012.
  82. ^ "Программа управления хладагентами Регулируемые хладагенты". Калифорнийское агентство по охране окружающей среды. Архивировано из оригинал 4 октября 2013 г.
  83. ^ «Химические вещества в окружающей среде: фреон 113 (№ КАС 76-13-1): подготовлено Управлением по предотвращению загрязнения и токсичности» (ТЕКСТ). Epa.gov. Август 1994 г.. Получено 10 июн 2015.
  84. ^ "Chapter.2_FINAL.indd" (PDF). Получено 9 августа 2010.
  85. ^ «Государственная политика на 2010–2015 годы: качество окружающей среды». GOV.UK. 8 мая 2015. Получено 10 июн 2015.
  86. ^ «Разрушение озонового слоя замедляется после всемирного запрета на выброс ХФУ». ScienceDaily. 30 июля 2003 г.. Получено 31 января, 2020.
  87. ^ Шлоссберг, Татьяна (9 августа 2016 г.). "Насколько плох ваш кондиционер для планеты?". Нью-Йорк Таймс. Получено 17 августа 2016.
  88. ^ «Соблюдение Правил повторного использования хладагентов Раздела 608 | Защита озонового слоя - Нормативные программы | Агентство по охране окружающей среды США». Epa.gov. 21 апреля 2015 г.. Получено 10 июн 2015.
  89. ^ «Текущее состояние кондиционирования воздуха - доклады и презентации». R744.com. Архивировано из оригинал 14 мая 2008 г.
  90. ^ «Победа Greenfreeze F-Gas! Более экологичные холодильники наконец легализованы в США» Greenpeace.org. Архивировано из оригинал 12 июня 2015 г.
  91. ^ Окружающая среда, У. Н. (2019-10-31). «Новые правила для кондиционеров и холодильников, направленные на борьбу с изменением климата». ООН Окружающая среда. Получено 2020-03-30.
  92. ^ Баррека, Алан; Клэй, Карен; Дешен, Оливье; Гринстоун, Майкл; Шапиро, Джозеф С. (февраль 2016 г.). «Адаптация к изменению климата: заметное снижение взаимосвязи между температурой и смертностью в США за ХХ век». Журнал политической экономии. 124 (1). Дои:10.1086/684582. S2CID  15243377.
  93. ^ Глэзер, Эдвард; Тобио, Кристина (апрель 2007 г.). "Восстание солнечного пояса". Южный экономический журнал. 74 (3): 610–643. Дои:10.3386 / w13071. Получено 31 января, 2020.
  94. ^ Нордхаус, ВД (10 февраля 2006 г.). «География и макроэкономика: новые данные и новые открытия». Труды Национальной академии наук. 103 (10): 3510–3517. Дои:10.1073 / pnas.0509842103. ISSN  0027-8424. ЧВК  1363683. PMID  16473945.

внешняя ссылка