Aer condiționat

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - „Aer condiționat” se referă aici. Dacă sunteți în căutarea programului Radio 2, consultați Aer condiționat (emisiune radio) .
Unitate interioară a unui aparat de aer condiționat .
Unitate exterioară a unui aparat de aer condiționat.

Aparatul de aer condiționat este o mașină termică capabilă să scadă sau să crească temperatura unei încăperi sau, în general, a unui mediu al unei clădiri în care se află. Pentru a obține acest rezultat, dezvoltă căldură sensibilă (pozitivă sau negativă) prin care căldura este transmisă cu un fluid , care la rândul său, atunci când este pus în circulație, transferă această căldură într-un mediu . Puterea unui aparat de aer condiționat este măsurată în BTU / h, frigorii / h sau kW, conform cerințelor etichetei energetice europene.

fundal

Primul dispozitiv pentru răcirea climatică a aerului a fost brevetat în 1886 de Lewis Latimer [1] , american, designer și designer al lui Thomas Edison . Termenul „aer condiționat” a fost inventat de Stuart Warren Cramer , care, la fel ca Willis Carrier , a devenit interesat de studiul umidității și aerului condiționat. În jurul anului 1911 Willis Carrier , din Statele Unite , a exploatat schimbările în starea unui gaz pentru a produce schimbări de temperatură atât pozitive („de încălzire”), cât și negative („de răcire”) în mediu. [2] [3] [4] [5] Cu toate acestea, acest sistem a fost inițial implementat și utilizat pentru a dezumidifica mai degrabă decât a împrospăta aerul. Carrier a lucrat ca inginer într-o companie de fabrici industriale . Metoda care constă în evaporarea unui lichid cu o temperatură intrinsecă mică de evaporare - de exemplu amoniac - era deja cunoscută anterior, dar a avut loc odată cu eliberarea fluidului refrigerant în mediu și, prin urmare, a fost utilizabilă doar pentru perioade scurte; Carrier a conceput sistemul pentru a recupera fluidul într-un circuit închis. După un an de muncă, i s-a dat sarcina de a rezolva problema controlului umidității excesive a aerului într-o tipografie din Brooklyn , unde hârtia era încrețită și inutilizabilă.

Anterior, excesul de umiditate era contracarat pur și simplu prin creșterea ventilației sau prin deschiderea ferestrelor pentru îndepărtarea acestuia cu curenți de aer. Umiditatea a creat probleme considerabile de productivitate, deoarece a dus la întreruperea activității lucrătorilor și, prin urmare, a muncii. Carrier a finalizat primul proiect al unui sistem de aer condiționat la 17 iulie 1902 ; tehnologia de la baza fabricii sale era deja similară cu cea a plantelor pe care le găsim astăzi pe piață.

Elemente constitutive

Aparatele de aer condiționat pot consta din două unități, una numită unitate interioară și a doua numită unitate exterioară (cu unul sau două ventilatoare). Între cele două unități rulează două țevi de cupru pentru circulația fluidelor (una în și una în afara) și cablurile pentru conexiunile de control și comandă, în timp ce sursa de alimentare este de obicei adusă din rețea către unitatea exterioară și de la aceasta la interior unitate.

În cazul unui aparat de aer condiționat care poate încălzi și mediul ambiant, ambele unități au nevoie de o conductă de scurgere pentru a evacua apa care se formează prin condens pe schimbătorul care acționează ca un evaporator. Au intrat pe piață și mașinile formate dintr-un singur element care, dacă sunt sprijinite de un perete, îndeplinesc atât funcțiile celor două descrise mai sus, dar cu limite considerabile de eficiență termodinamică și costuri ridicate de achiziție.

Unitățile interioare pot fi apoi împărțite în cinci tipuri de construcții:

  • pe perete: pentru instalații de perete în poziție înaltă;
  • pe podea: ca fancoilul ;
  • consola: pentru instalarea tavanului fără tavan fals ;
  • casetă: pentru instalare încastrată în tavane false;
  • ductabil: pentru instalare asamblată cu conducte aeraulice și anemostatice.

Detalii de funcționare și construcție

Schema unei pompe de căldură
1.Condensator (partea fierbinte)
2. Supapă de expansiune
3. Evaporator (partea rece)
4. Compresor

Funcționarea unui aparat de aer condiționat se bazează pe principiul pompei de căldură care, datorită utilizării unui ciclu termodinamic care se efectuează pe un fluid frigorific închis într-un circuit, scade energia termică dintr-o parte a circuitului în sine pentru a transfera din partea opusă.

Aerul condiționat constă de obicei din următoarele elemente esențiale:

  • compresor : are ca scop comprimarea fluidului frigorific, adică creșterea presiunii acestuia; în compresor fluidul frigorific este în stare gazoasă; în conformitate cu ecuațiile stării gazelor (în cel mai simplu caz ecuația stării gazelor ideale ) creșterea presiunii unui gaz crește și temperatura acestuia, astfel încât gazul care iese din compresor are o temperatură și o presiune mai mare decât intrarea ; în plus, compresorul este lubrifiat de un ulei lubrifiant caracterizat printr-o formulare chimică care îi permite să se dizolve în fluidul frigorific și, prin urmare, să circule în circuitul frigorific;
  • condensator : are scopul de a favoriza condensarea gazului, adică să-l aducă în stare lichidă prin exploatarea creșterii presiunii conferită gazului de către compresor. Deoarece acest pasaj este exoterm, gazul eliberează căldură, iar această căldură este dispersată în mediu printr-o suprafață de schimb traversată de un curent de aer;
  • element rulant : corespunde unei constricții a conductei; în timpul trecerii în acest blocaj, lichidul este supus la scăderi de presiune localizate, ca urmare a cărei presiune și, în consecință, temperatura sa scad; restricția în cauză poate fi, de asemenea, fixă ​​(tub capilar) sau variabilă (de exemplu, supapă de laminare termostatică sau electronică). Limitarea variabilă permite reglarea debitului fluidului frigorific, utilizat pentru reglarea supraîncălzirii vaporilor de agent frigorific care ies din evaporator ;
  • evaporator : are scopul de a favoriza vaporizarea fluidului frigorific în stare lichidă, un proces endoterm, absorbind astfel căldura din exterior printr-o suprafață de schimb traversată de un curent de aer. Înghețarea suprafeței de schimb trebuie evitată, pentru a permite absorbția căldurii mediului și schimbarea consecventă a stării fluidului frigorific de la lichid la vapori supraîncălziți și ventilația mediului;
  • filtru de aer : dispozitiv conceput pentru a purifica aerul de particule solide suspendate, cum ar fi praful , și este utilizat acolo unde este necesar să existe un flux de aer liber de impurități.

Cei mai frecvent utilizați agenți frigorifici în aparatele de aer condiționat sunt (sau au fost):

  • R12 : aparate de aer condiționat industriale (acum interzise);
  • R22 : aparate de aer condiționat civile și terțiare (în afara legii);
  • R407C : aparate de aer condiționat civile și terțiare;
  • R410A : aparate de aer condiționat civile și terțiare.
  • R32 : aparate de aer condiționat civile și terțiare.

Există, de asemenea , o serie de componente și accesorii care servesc pentru a finaliza și de a gestiona funcționarea sistemului, cum ar fi supapă solenoid la una sau mai multe rute sau vanele de serviciu, presostate , ventilatoare , telecomenzi, termistori , placi electronice .

În aplicațiile civile, configurația care are două unități separate este comună:

  • o unitate externă, care găzduiește compresorul de aer condiționat și caracterizată de obicei prin ventilatorul radial;
  • o unitate internă ( split ), care circulă aerul (condiționat sau nu), distribuindu-l în camere printr-un slot special.

Tipuri și caracteristici

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: invertor și pompă de căldură .

Aparatele de aer condiționat sunt împărțite în două familii numeroase:

  • cele numite numai reci
  • acele numite în mod eronat pompă de căldură (toate funcționează „pompă de căldură”)

Principala diferență este că acesta din urmă, pe lângă răcirea aerului vara, poate încălzi și iarna inversând, printr-o supapă cu mai multe căi, direcția fluxului de agent frigorific și, prin urmare, ciclul de funcționare, scăzând astfel căldura din aer .și apoi puneți-l în mediul intern (evident, cu cât temperatura externă este mai scăzută, cu atât este mai scăzută eficiența, trebuind să moduleze debitul de agent frigorific, printre altele, pentru a evita evaporarea congelării). Practic, într-un aparat de aer condiționat capabil să încălzească un mediu, schimbătorul de căldură al fiecărei unități poate funcționa alternativ ca evaporator sau condensator, absorbind căldura prin primul și eliberându-l prin cel de-al doilea, în timp ce într-un aparat de aer condiționat numai pentru răcire schimbătorul de unități interioare este neapărat un evaporator și cel al unității exterioare un condensator.

O altă distincție este cea referitoare la nutriția și funcționarea lor. Din acest punct de vedere, există:

Tehnologia aparatelor de aer condiționat on-off este cea mai veche, simplă și mai puțin costisitoare; cu toate acestea, are un consum de energie mai mare (instantaneu) și oferă un confort redus, deoarece, odată pornit, aparatul de aer condiționat atinge imediat puterea maximă de răcire și rămâne acolo, emițând aer foarte rece prin ventilație la o anumită viteză, pentru a se asigura că camera a fi răcit atinge temperatura setată pe un termostat mecanic sau electronic. Când această temperatură este atinsă, compresorul se dezactivează (unitatea interioară pur și simplu circulă aerul în cameră fără să o răcească) și apoi repornește la putere maximă odată ce temperatura camerei este mai mare decât cea setată la câteva grade. [6] Aceste grade de diferență se numesc histerezis și sunt utilizate pentru a preveni frecvența de pornire și oprire a compresorului de a fi excesivă (și, prin urmare, uzura relativă este foarte rapidă).

Aparatele de aer condiționat echipate cu invertoare, pe de altă parte, modulează emisia de aer rece prin reglarea electronică a vitezei de rotație a arborelui compresorului, folosind astfel în orice moment doar puterea de răcire strict necesară: atunci când aparatul este comutat și o temperatură care se abate semnificativ de la cea actuală, puterea este maximă și apoi scade treptat pe măsură ce temperatura ambiantă se apropie de temperatura setată. Când se atinge această temperatură, compresorul nu se oprește complet, ci continuă să funcționeze folosind doar puterea necesară pentru a menține temperatura ambiantă aproape de cea dorită (de obicei în ordinea a jumătate de grad de diferență). [6] Acest lucru evită emisia discontinuă de aer foarte rece alternând cu aerul la temperatura camerei, asigurând un confort mai mare, mai puțin stres pe compresor datorită pornirilor și opririlor repetate și un consum mai mic de energie electrică în caz de utilizare continuă, ceea ce vă permite, de asemenea, să amortiza costul mai mare. Puterea de răcire poate fi, de asemenea, modulată în continuare prin reglarea automată a vitezei de ventilație, astfel încât să scadă progresiv pe măsură ce diferența, moment cu moment, dintre temperatura camerei și cea setată scade, deoarece reglarea capacității compresorului permite evitarea înghețării evaporator chiar și în prezența unor sarcini termice reduse.

Aspecte energetice

Aparatele de aer condiționat, la fel ca multe electrocasnice, sunt supuse reglementărilor de economisire a energiei. În Uniunea Europeană de la 1 ianuarie 2013, aparatul de aer condiționat trebuie să prezinte eticheta energetică, care să prezinte clasa consumului de energie , variind de la A +++ (cel mai bun) la D (cel mai rău, cu cel mai mare consum). [7] Aparatele de aer condiționat cu consum redus au de obicei tehnologie invertor. Un aparat de aer condiționat pornit-oprit poate fi inclus în orice clasă dacă consumă la fel de mult ca tipul de aparat (în acest caz aparatul de aer condiționat) din aceeași clasă, cu tehnologie invertor sau nu.

Prescripții de reglementare în lume

Italia

Lărgiți-vă perspectivele!
Acest articol sau secțiune despre subiectul tehnologiei are o perspectivă geografic limitată .
Ajutați la extinderea acestuia sau propuneți modificări în discuție . Dacă articolul este temeinic, ia în considerare dacă este preferabil să îl faci un articol secundar, în funcție de unul mai general. Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Condominiile italiene pot emitereglementări ale condominiei , aprobate în cadrul adunării , care interzic instalarea de unități externe pe fațadă din motive estetice. Argumentul este controversat, deoarece adesea un bun colectiv (frumusețea clădirii) se ciocnește cu un beneficiu privat (aerul condiționat al unității de locuit). Constrângerea este adesea depășită dacă o persoană care are nevoie de aer condiționat din motive de sănătate locuiește în apartament, caz în care reglementarea condominiului este evitată cu un certificat medical, dar nu fără probleme. În cel mai rău caz, sunt instalate aparate de aer condiționat fără unitate externă.

Trebuie specificat (pentru aparatele de aer condiționat destinate utilizării civile) că numai conexiunea referitoare la puterea electrică pentru alimentarea aparatului de aer condiționat la sistemul electric de acasă cade. Conexiunea dintre cele două mașini (atât hidraulice, cât și electrice) nu intră sub incidența legii, deoarece legislația europeană consideră setul celor două mașini (intern + extern) o singură componentă, deci ca și cum ar fi un singur aparat.

Conform prevederilor Organismului Național de Unificare Italiană , principalele standarde tehnice de referință sunt:

  • UNI EN 378-1: "Sisteme de refrigerare și pompe de căldură" - CERINȚE DE SIGURANȚĂ ȘI MEDIU - Cerințe de bază, definiții, clasificare și criterii de selecție.
  • UNI EN 378-2: "Sisteme de refrigerare și pompe de căldură" - SIGURANȚĂ ȘI CERINȚE DE MEDIU - Proiectare, construcție, testare, marcare și documentare.
  • UNI EN 378-3: "Sisteme de refrigerare și pompe de căldură" - SIGURANȚĂ ȘI CERINȚE DE MEDIU - Instalarea pe șantier și protecția persoanelor.
  • UNI EN 378-4: "Sisteme de refrigerare și pompe de căldură" - SIGURANȚĂ ȘI CERINȚE DE MEDIU - Funcționare, întreținere, reparații și utilizare.
  • Standard CEI 64-8 / 7 (Instalații electrice cu tensiune nominală care nu depășește 1000 V c.a. și 1500 V c.c. - Medii și aplicații particulare)

Uniunea Europeană

Conform legislației Uniunii Europene, directiva Uniunii Europene pe această temă este n. 94/2 / CE din 21 ianuarie 1994 și Decretul din 12 aprilie 1998 al Ministerului Industriei, Comerțului și Artizanatului ; fiecare stat membru poate avea apoi propria legislație.

Notă

  1. ^ "Aparat pentru răcire și dezinfectare"; Număr brevet: 334.078; Data înregistrării: 12.01.1886. , pe webfiles.uci.edu (arhivat din original la 6 decembrie 2019) .
  2. ^ Elizabeth Palermo, Cine a inventat aerul condiționat? , în Live Science , Future US, Inc., 1 mai 2014. Adus 26 august 2019 .
  3. ^ John Varrasi, Global Cooling: The History of Air Conditioning , ASME , The American Society of Mechanical Engineers, 6 iunie 2011. Accesat la 26 august 2019 .
  4. ^ RV Simha, Willis H Carrier , în Rezonanță: Journal of Science Education , vol. 17, n. 2, Springer Science + Business Media , februarie 2012, pp. 117–138, DOI : 10.1007 / s12045-012-0014-y , ISSN 0973-712X ( WC ACNP ) .
  5. ^ Gulledge III, Charles și Knight, Dennis, Inginerie de încălzire, ventilare, aer condiționat și refrigerare , Ghid de proiectare a întregii clădiri , Institutul Național de Științe ale Clădirii , 11 februarie 2016. Accesat la 26 august 2019 .
    „Deși nu a inventat de fapt aerul condiționat și nici nu a luat prima abordare științifică documentată pentru a-l aplica, Willis Carrier este creditat cu integrarea metodei științifice, ingineria și afacerile acestei tehnologii în curs de dezvoltare și crearea industriei pe care o cunoaștem astăzi ca aer -condiționat. " .
  6. ^ a b On-Off și Inverter , pe energiaenergetica.enea.it , ENEA. Adus la 17 aprilie 2018 (Arhivat din original la 17 aprilie 2018) .
  7. ^ Eticheta energetică ( PDF ), pe enea.it , ENEA. Adus la 24 iulie 2015 (arhivat din original la 4 aprilie 2015) .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Thesaurus BNCF 25599 · GND (DE) 4120572-8
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Condizionatore_d%27aria&oldid=122450939 ”