Oro kondicionierius

Istorija

XIX a. britų mokslininkas ir išradėjas Maiklas Faradėjus (Michael Faraday) atrado, kad suspaudus ir suskystinus amoniaką galima atšaldyti orą, kai suskystintam amoniakui leidžiama išgaruoti.

1842 m. amerikiečių gydytojas daktaras Džonas Goris (John Gorrie) panaudojo kompresorių technologiją, kad pagamintų ledą, kuriuo vėsino orą savo pacientams.^[] Jis tikėjosi, kad ilgainiui savo ledo gaminimo mašiną panaudos pastatų temperatūrai reguliuoti, ir net svarstė galimybę vėsinti ištisus miestus centralizuota oro kondicionavimo įrenginių sistema.

Oro kondicionavimo taikymas

Oro kondicionavimo inžinieriai oro kondicionavimo sistemas skirsto į komforto ir technologines.

Komforto taikymo tikslas - užtikrinti patalpų aplinką, kuri išliktų santykinai pastovi, t. y. tokia, kokią žmonės pageidauja, nepaisant išorės oro sąlygų ar vidaus šilumos apkrovos pokyčių.

Procesų metu siekiama užtikrinti tinkamą aplinką pramoniniam ar komerciniam procesui, neatsižvelgiant į vidines šilumos apkrovas ir išorines oro sąlygas. Nors dažnai būna vienodas komforto diapazonas, sąlygas lemia proceso reikalavimai, o ne žmogaus pageidavimai. Procesų taikymai apima:

• Ligoninių operacinės, kuriose oras filtruojamas iki aukšto lygio, kad būtų sumažinta infekcijos rizika, o drėgmė kontroliuojama, kad pacientas nebūtų dehidratuotas. Nors temperatūra dažnai yra komforto ribose, kai kurioms specializuotoms procedūroms, tokioms kaip atviros širdies operacijos, reikalinga žema temperatūra (apie 18 °C, 64 °F), o kitoms, pavyzdžiui, naujagimių operacijoms, - palyginti aukšta temperatūra (apie 28 °C, 82 °F).

• Švarios patalpos, skirtos integrinių grandynų, vaistų ir kt. gamybai, kuriose proceso sėkmei užtikrinti būtinas itin aukštas oro švarumo lygis ir temperatūros bei drėgmės kontrolė.

• Laboratorinių gyvūnų veisimo įrenginiai. Kadangi daugelis gyvūnų paprastai dauginasi tik pavasarį, laikydami juos patalpose, kurios atspindi pavasario sąlygas, jie gali daugintis ištisus metus.

• Orlaivių oro kondicionavimas. Nors nominaliai orlaivių oro kondicionavimas skirtas keleivių komfortui užtikrinti ir įrangai vėsinti, tačiau dėl žemo oro slėgio orlaivio išorėje oro kondicionavimo procesas yra ypatingas.

Kiti pavyzdžiai:

• Duomenų apdorojimo centrai
• Tekstilės fabrikai
• Fizinės testavimo priemonės
• Augalai ir ūkių auginimo plotai
• Branduoliniai įrenginiai
• Kasyklos
• Pramoninė aplinka
• Maisto gaminimo ir apdorojimo zonos

Tiek komforto, tiek procesų metu siekiama ne tik kontroliuoti temperatūrą (nors kai kuriose komforto sistemose kontroliuojama tik ši temperatūra), bet ir tokius veiksnius kaip drėgmė, oro judėjimas ir oro kokybė.

Oro kondicionavimo sistemos pagrindai ir teorijos

Šaldymo ciklas

Šaldymo cikle siurblys perduoda šilumą iš žemesnės temperatūros šaltinio į aukštesnės temperatūros šilumnešį. Šiluma natūraliai teka priešinga kryptimi. Tai labiausiai paplitęs oro kondicionavimo tipas. Šaldymo oro kondicionavimo sistema veikia beveik taip pat, siurbdama šilumą iš patalpos, kurioje ji stovi.

Šiame cikle naudojamas universalusis dujų dėsnis PV = nRT, kur P - slėgis, V - tūris, R - universalioji dujų konstanta, T - temperatūra, o n - dujų molekulių skaičius (1 molis = 6,022×10²³ molekulių).

Labiausiai paplitusiame šaldymo cikle kompresorių suka elektros variklis. Automobilyje kompresorių suka variklio alkūninio veleno skriemulys, o oro cirkuliacijai abiejuose atvejais naudojami elektros varikliai. Kadangi garavimas vyksta absorbuojant šilumą, o kondensacija - atiduodant šilumą, oro kondicionieriai yra suprojektuoti taip, kad kompresorius sukelia slėgio pokyčius tarp dviejų skyrių ir aktyviai pumpuoja aušinimo skystį uždaroje sistemoje. Šaldymo skystis, arba šaldymo agentas, pumpuojamas į aušinamą skyrių (garintuvo ritę). Dėl mažo slėgio šaldymo agentas išgaruoja ir kartu su savimi pasiima šilumą. Kitame skyriuje (kondensatoriuje) šaldymo skysčio garai suspaudžiami ir verčiami per kitą šilumokaitį, kondensuojasi į skystį, kuris vėliau atiduoda anksčiau iš vėsinamos erdvės sugertą šilumą.

Paprasta stilizuota šaldymo ciklo schema: 1) kondensatoriaus ritė, 2) išsiplėtimo vožtuvas, 3) garintuvo ritė, 4) kompresorius.

Poveikis sveikatai

Oro kondicionavimo sistemos turi tiek pat įtakos žmonių sveikatai, kiek ir bet kuri kita šildymo sistema.Prastai prižiūrimos oro kondicionavimo sistemos (ypač didelės centralizuotos sistemos) kartais gali skatinti mikroorganizmų, tokių kaip Legionella pneumophila, užkrečiamosios medžiagos, sukeliančios Legionierių ligą, augimą ir plitimą. Oro kondicionavimo sistemos gali turėti teigiamą poveikį sergantiesiems alergija ir astma.

Per didelius karščius oro kondicionavimas gali išgelbėti pagyvenusių žmonių gyvybes. Kai kurios vietos valdžios institucijos netgi įsteigė viešus vėsinimo centrus tiems, kurie namuose neturi oro kondicionierių.

Susiję puslapiai

• Energija
• Šilumos siurblys
• Atsinaujinančioji energija