Κλιματιστικό
Σημείωση:ο όρος "κλιματισμός" αναφέρεται σε οποιαδήποτε μορφή "θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού". Το παρόν άρθρο ασχολείται ειδικά με τις μονάδες που χρησιμοποιούνται ως μέρος ενός συστήματος ψύξης.
Ένα κλιματιστικό είναι ένα σύστημα ή ένα μηχάνημα που επεξεργάζεται τον αέρα σε έναν καθορισμένο, συνήθως κλειστό χώρο μέσω ενός ψυκτικού κύκλου, κατά τον οποίο ο θερμός αέρας απομακρύνεται και αντικαθίσταται με ψυχρότερο αέρα.
Στις κατασκευές, ένα πλήρες σύστημα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού αναφέρεται ως HVAC. Είτε πρόκειται για σπίτια, γραφεία ή οχήματα, ο σκοπός του είναι να παρέχει άνεση μεταβάλλοντας τις ιδιότητες του αέρα, συνήθως ψύχοντας τον αέρα στο εσωτερικό του.Η κύρια λειτουργία του κλιματιστικού είναι η αλλαγή της δυσμενούς θερμοκρασίας.
Το εξωτερικό τμήμα μιας γενικής μονάδας κλιματισμού ενός δωματίου. Για ευκολία στην εγκατάσταση, οι μονάδες τοποθετούνται συνήθως σε παράθυρα ή, όπως σε αυτή τη φωτογραφία, σε μια τρύπα στον τοίχο.
Το εσωτερικό τμήμα της ίδιας μονάδας. Το μπροστινό πάνελ ανοίγει προς τα κάτω για να αποκαλύψει τα χειριστήρια.
Ιστορία
Τον 19ο αιώνα ο Βρετανός επιστήμονας και εφευρέτης Michael Faraday ανακάλυψε ότι η συμπίεση και η υγροποίηση της αμμωνίας μπορούσε να ψύξει τον αέρα όταν η υγροποιημένη αμμωνία αφέθηκε να εξατμιστεί.
Το 1842, ο Αμερικανός γιατρός Dr. John Gorrie χρησιμοποίησε την τεχνολογία των συμπιεστών για τη δημιουργία πάγου, τον οποίο χρησιμοποιούσε για να ψύχει τον αέρα για τους ασθενείς του.[] Ήλπιζε τελικά να χρησιμοποιήσει τη μηχανή παραγωγής πάγου για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας των κτιρίων και σκέφτηκε ακόμη και να ψύξει ολόκληρες πόλεις με ένα σύστημα κεντρικών μονάδων κλιματισμού.
Εφαρμογές κλιματισμού
Οι μηχανικοί κλιματισμού χωρίζουν τις εφαρμογές κλιματισμού σε γενικές γραμμές σε εφαρμογές άνεσης και διεργασιών.
Οι εφαρμογές άνεσης αποσκοπούν στην παροχή ενός εσωτερικού περιβάλλοντος που παραμένει σχετικά σταθερό σε ένα εύρος που προτιμά ο άνθρωπος παρά τις αλλαγές στις εξωτερικές καιρικές συνθήκες ή στα εσωτερικά θερμικά φορτία.
Οι εφαρμογές διεργασιών αποσκοπούν στην παροχή κατάλληλου περιβάλλοντος για μια βιομηχανική ή εμπορική διεργασία, ανεξάρτητα από τα εσωτερικά θερμικά φορτία και τις εξωτερικές καιρικές συνθήκες. Αν και συχνά βρίσκονται στο ίδιο εύρος άνεσης, οι συνθήκες καθορίζονται από τις απαιτήσεις της διεργασίας και όχι από τις ανθρώπινες προτιμήσεις. Οι εφαρμογές διεργασιών περιλαμβάνουν:
- Νοσοκομειακά χειρουργεία στα οποία ο αέρας φιλτράρεται σε υψηλά επίπεδα για να μειωθεί ο κίνδυνος μόλυνσης και η υγρασία ελέγχεται για να περιοριστεί η αφυδάτωση των ασθενών. Παρόλο που οι θερμοκρασίες είναι συχνά στο εύρος άνεσης, ορισμένες εξειδικευμένες επεμβάσεις, όπως η χειρουργική επέμβαση ανοικτής καρδιάς, απαιτούν χαμηλές θερμοκρασίες (περίπου 18 °C, 64 °F) και άλλες, όπως η νεογνική σχετικά υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 28 °C, 82 °F).
- Καθαροί χώροι για την παραγωγή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και φαρμακευτικών προϊόντων κ.λπ. στους οποίους απαιτούνται εξαιρετικά υψηλά επίπεδα καθαρότητας του αέρα και έλεγχος της θερμοκρασίας και της υγρασίας για την επιτυχία της διαδικασίας.
- Εγκαταστάσεις αναπαραγωγής εργαστηριακών ζώων. Δεδομένου ότι πολλά ζώα αναπαράγονται κανονικά μόνο την άνοιξη, η διατήρησή τους σε χώρους που αντικατοπτρίζουν ανοιξιάτικες συνθήκες μπορεί να τα κάνει να αναπαράγονται όλο το χρόνο.
- Κλιματισμός αεροσκαφών. Αν και ονομαστικά αποσκοπεί στην παροχή άνεσης στους επιβάτες και στην ψύξη του εξοπλισμού, ο κλιματισμός των αεροσκαφών παρουσιάζει μια ιδιαίτερη διαδικασία λόγω της χαμηλής πίεσης του αέρα έξω από το αεροσκάφος.
Άλλα παραδείγματα περιλαμβάνουν:
- Κέντρα επεξεργασίας δεδομένων
- Εργοστάσια κλωστοϋφαντουργίας
- Εγκαταστάσεις φυσικών δοκιμών
- Φυτά και περιοχές καλλιέργειας γεωργικών εκμεταλλεύσεων
- Πυρηνικές εγκαταστάσεις
- Ορυχεία
- Βιομηχανικά περιβάλλοντα
- Χώροι μαγειρέματος και επεξεργασίας τροφίμων
Τόσο στις εφαρμογές άνεσης όσο και στις εφαρμογές διεργασιών, ο στόχος δεν είναι μόνο ο έλεγχος της θερμοκρασίας (αν και σε ορισμένες εφαρμογές άνεσης αυτό είναι το μόνο που ελέγχεται), αλλά και παράγοντες όπως η υγρασία, η κίνηση του αέρα και η ποιότητα του αέρα.
Βασικές αρχές και θεωρίες του συστήματος κλιματισμού
Κύκλος ψύξης
Στον ψυκτικό κύκλο, μια αντλία μεταφέρει θερμότητα από μια πηγή χαμηλότερης θερμοκρασίας σε μια ψύκτρα υψηλότερης θερμοκρασίας. Η θερμότητα θα ρέει φυσικά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτός είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος κλιματισμού. Ένα ψυκτικό σύστημα κλιματισμού λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο αντλώντας θερμότητα από το δωμάτιο στο οποίο βρίσκεται.
Ο κύκλος αυτός εκμεταλλεύεται τον παγκόσμιο νόμο των αερίων PV = nRT, όπου P είναι η πίεση, V είναι ο όγκος, R είναι η παγκόσμια σταθερά των αερίων, T είναι η θερμοκρασία και n είναι ο αριθμός των μορίων του αερίου (1 mole = 6,022×1023 μόρια).
Ο πιο συνηθισμένος κύκλος ψύξης χρησιμοποιεί έναν ηλεκτροκινητήρα για την κίνηση ενός συμπιεστή. Σε ένα αυτοκίνητο ο συμπιεστής κινείται από μια τροχαλία στον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα, ενώ και οι δύο χρησιμοποιούν ηλεκτροκινητήρες για την κυκλοφορία του αέρα. Δεδομένου ότι η εξάτμιση συμβαίνει όταν απορροφάται θερμότητα και η συμπύκνωση όταν απελευθερώνεται θερμότητα, τα κλιματιστικά έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν έναν συμπιεστή για να προκαλούν αλλαγές πίεσης μεταξύ δύο διαμερισμάτων και να αντλούν ενεργά ένα ψυκτικό μέσο γύρω από ένα κλειστό σύστημα. Το ψυκτικό υγρό ή ψυκτικό μέσο αντλείται στο ψυχόμενο διαμέρισμα (το πηνίο του εξατμιστή). Στη συνέχεια, η χαμηλή πίεση προκαλεί την εξάτμιση του ψυκτικού μέσου παίρνοντας μαζί του τη θερμότητα. Στο άλλο διαμέρισμα (ο συμπυκνωτής), οι ατμοί του ψυκτικού μέσου συμπιέζονται και εξαναγκάζονται μέσω ενός άλλου πηνίου ανταλλαγής θερμότητας, συμπυκνώνονται σε υγρό το οποίο στη συνέχεια απορρίπτει τη θερμότητα που είχε προηγουμένως απορροφηθεί από τον ψυχόμενο χώρο.
Ένα απλό στυλιζαρισμένο διάγραμμα του ψυκτικού κύκλου: 1) πηνίο συμπύκνωσης, 2) βαλβίδα διαστολής, 3) πηνίο εξατμιστή, 4) συμπιεστής.
Επιπτώσεις στην υγεία
Ο κλιματισμός έχει τόσο μεγάλη επίδραση στην ανθρώπινη υγεία όσο και οποιοδήποτε γενικό σύστημα θέρμανσης.Τα κακώς συντηρημένα συστήματα κλιματισμού (ιδίως τα μεγάλα, κεντρικά συστήματα) μπορούν περιστασιακά να προωθήσουν την ανάπτυξη και εξάπλωση μικροοργανισμών όπως η Legionella pneumophila, ο μολυσματικός παράγοντας που ευθύνεται για τη νόσο των λεγεωναρίων. Ο κλιματισμός μπορεί να έχει θετική επίδραση στους πάσχοντες από αλλεργίες και άσθμα.
Σε σοβαρούς καύσωνες, ο κλιματισμός μπορεί να σώσει τη ζωή των ηλικιωμένων. Ορισμένες τοπικές αρχές έχουν δημιουργήσει ακόμη και δημόσια κέντρα ψύξης προς όφελος όσων δεν διαθέτουν κλιματισμό στο σπίτι.
Σχετικές σελίδες
- Ενέργεια
- Αντλία θερμότητας
- Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Σε τι αναφέρεται ο όρος "κλιματισμός";
A: Ο όρος "κλιματισμός" αναφέρεται σε οποιαδήποτε μορφή "θέρμανσης, αερισμού και κλιματισμού".
Ερ: Με ποιους τύπους μονάδων ασχολείται συγκεκριμένα το άρθρο;
Α: Το άρθρο ασχολείται ειδικά με μονάδες που χρησιμοποιούνται ως μέρος ενός συστήματος ψύξης.
Ερ: Πώς ένα κλιματιστικό επεξεργάζεται τον αέρα σε έναν κλειστό χώρο;
Α: Ένα κλιματιστικό επεξεργάζεται τον αέρα σε κλειστό χώρο μέσω ενός ψυκτικού κύκλου κατά τον οποίο ο θερμός αέρας απομακρύνεται και αντικαθίσταται με ψυχρότερο αέρα.
Ε: Ποιος είναι ο σκοπός της HVAC;
Α: Στις κατασκευές, ένα πλήρες σύστημα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού αναφέρεται ως HVAC.
Ερ: Ποιος είναι ο σκοπός ενός κλιματιστικού σε σπίτια, γραφεία ή οχήματα;
Α: Ο σκοπός ενός κλιματιστικού σε σπίτια, γραφεία ή οχήματα είναι να παρέχει άνεση μεταβάλλοντας τις ιδιότητες του αέρα, συνήθως ψύχοντας τον αέρα στο εσωτερικό του.
Ερ: Ποια είναι η κύρια λειτουργία ενός κλιματιστικού;
Α: Η κύρια λειτουργία ενός κλιματιστικού είναι η αλλαγή της δυσμενούς θερμοκρασίας.
Ερ: Ποιος είναι ο ορισμός του κλιματιστικού;
A: Ένα κλιματιστικό είναι ένα σύστημα ή ένα μηχάνημα που επεξεργάζεται τον αέρα σε έναν καθορισμένο, συνήθως κλειστό χώρο μέσω ενός ψυκτικού κύκλου κατά τον οποίο ο θερμός αέρας απομακρύνεται και αντικαθίσταται με ψυχρότερο αέρα.
