Légkondíciónálás - Air conditioning

Légkondicionáló kondenzátor egységek épületen kívül
Ablakra szerelt légkondicionáló egyszobás használatra

Légkondicionáló , gyakran rövidítve A / C vagy AC , az a folyamat, eltávolítása és szabályozza a páratartalmat a levegő egy zárt térben, hogy megvalósítsa a kényelmes belső környezet alkalmazásával meghajtású „légkondicionálók” vagy különböző egyéb módszerek, beleértve a passzív hűtést és a szellőző hűtést . A légkondicionálás a fűtést, szellőzést és légkondicionálást (HVAC) biztosító rendszerek és technikák családjának tagja .

A klímaberendezések, amelyek jellemzően gőz-kompressziós hűtést alkalmaznak, a járművekben vagy kis helyiségekben használt kis egységektől a nagy épületeket hűtni képes hatalmas egységekig terjednek. A hidegebb éghajlaton egyre gyakoribbak a fűtésre és hűtésre is használható léghőszivattyúk.

Az IEA szerint 2018 -ig 1,6 milliárd légkondicionáló berendezést szereltek be, ami a becslések szerint az épületek energiafelhasználásának 20% -át tette ki világszerte, és 2050 -re várhatóan 5,6 milliárdra nő. Az ENSZ felszólította a technológia tenni a fenntartható , hogy az éghajlatváltozás mérséklése technikák alkalmazásával, beleértve a passzív hűtés, párologtató hűtés , szelektív árnyékolás, windcatchers és jobb hőszigetelést . A klímaberendezésekben használt CFC és HCFC hűtőközegek , mint például az R-12 és az R-22, károsították az ózonréteget , és a HFC hűtőközegek, mint például az R-410a és az R-404a, amelyeket CFC-k és HCFC-k helyettesítésére terveztek, inkább súlyosbítják a klímaváltozást . Mindkét probléma a hűtőközeg légkörbe jutása miatt következik be, például javításkor. A HFO hűtőközegek, amelyeket néhány, ha nem a legtöbb új berendezésben használnak, mindkét problémát megoldják nulla ózonkárosodási potenciállal (ODP) és sokkal alacsonyabb globális felmelegedési potenciállal (GWP) egy- vagy két számjegyben, szemben a HFC -k három vagy négy számjegyével .

Történelem

A légkondicionálás az őskorból származik. Az ókori egyiptomi épületek sokféle passzív légkondicionáló technikát alkalmaztak. Ezek az Ibériai -félszigetről Észak -Afrikán, Közel -Keleten és Észak -Indián keresztül terjedtek el. Hasonló technikákat fejlesztettek ki máshol forró éghajlaton.

A passzív technikák elterjedtek maradtak egészen a 20. századig, amikor kiestek a divatból, helyükre hajtott légkondicionáló került. A hagyományos épületek mérnöki tanulmányaiból származó információkat felhasználva a passzív technikákat újjáélesztik és módosítják a 21. századi építészeti tervekhez.

Egy sor légkondicionáló egy kereskedelmi irodaépületen kívül

A klímaberendezések lehetővé teszik, hogy az épület beltéri környezete viszonylag állandó maradjon, nagyrészt független a külső időjárási viszonyok változásaitól és a belső hőterheléstől. Ezenkívül lehetővé teszik a mély tervű épületek létrehozását, és lehetővé tették az emberek számára, hogy kényelmesen éljenek a világ forróbb részein.

Fejlődés

Előző felfedezések

1558-ban, Giambattista della Porta leírt eljárás hűtés jég hőmérsékleten messze elmarad a fagyáspontja elő, hogy összekeverjük a kálium-nitrát (majd az úgynevezett „salétrom”) az ő népszerű tudományos könyvet természetes varázsa . 1620 -ban Cornelis Drebbel bemutatta a "Nyár télivé alakítását" az I. Jakab angolnak , lehűtötte a Westminster -apátság nagytermének egy részét vályúkkal és kádakkal. Drebbel kortársa, Francis Bacon ugyanúgy, mint della Porta, aki a tudományos kommunikáció híve , nem lehetett jelen a demonstráción, de egy könyvben, amelyet ugyanebben az évben adtak ki, "mesterséges fagyasztási kísérletnek" minősítette, és azt mondta, hogy "Nitre (ill. inkább a szelleme) nagyon hideg, és ezért a nitrát vagy a só, ha hozzáadják a hóhoz vagy a jéghez, felerősíti az utóbbi hidegségét, a nitrát a saját hideghez való hozzáadásával, de a só a tevékenységhez a hó hidegéhez. "

1758 -ban Benjamin Franklin és John Hadley , a Cambridge -i Egyetem kémiaprofesszora kísérletet hajtottak végre annak érdekében, hogy feltárják a párolgás elvét, mint egy eszköz gyors lehűtésének eszközét. Franklin és Hadley megerősítette, hogy az erősen illékony folyadékok (például alkohol és éter ) elpárologtatásával le lehet csökkenteni egy tárgy hőmérsékletét a víz fagypontja felett. Kísérletüket egy higany-üveg hőmérő izzójával végezték, és a párolgás felgyorsítására használt fújtatóval . Csökkentették a hőmérő izzó hőmérsékletét -14 ° C -ra (7 ° F), míg a környezeti hőmérséklet 18 ° C (64 ° F) volt. Franklin jegyezni, hogy sokkal azután, hogy telt el a víz fagyáspontja 0 ° C (32 ° F), a vékony film jég felületén kialakított a hőmérő izzó és hogy a jég tömege körülbelül 6 mm ( 1 / 4  in) vastag amikor -14 ° C (7 ° F) hőmérséklet elérésekor leállították a kísérletet. Franklin így fejezte be: "Ebből a kísérletből láthatjuk annak lehetőségét, hogy egy férfit halálra fagyunk egy meleg nyári napon."

A 19. század számos fejlesztést tartalmazott a tömörítési technológiában. 1820 -ban Michael Faraday angol tudós és feltaláló felfedezte, hogy az ammónia összenyomása és cseppfolyósítása hűtheti a levegőt, amikor a cseppfolyósított ammóniát hagyták elpárologni. 1842 -ben John Gorrie floridai orvos kompresszoros technológiát használt jég előállítására, amelyet a floridai Apalachicola -i kórházában a betegek levegőjének hűtésére használt . Remélte, hogy végül jégkészítő gépével szabályozhatja az épületek hőmérsékletét, és olyan központi légkondicionálót képzelt el, amely egész városokat lehűlhet. Gorrie 1851 -ben szabadalmat kapott, de fő támogatója halála után nem tudta megvalósítani találmányát. 1851-ben James Harrison megalkotta az első mechanikus jégkészítő gépet Geelongban, Ausztráliában , és 1855-ben szabadalmat kapott egy étergőz-kompressziós hűtőrendszerre , amely napi három tonna jeget termel. 1860-ban Harrison megalapított egy második jéggyártó vállalatot, és később vitába szállt arról, hogyan versenyezhet az Egyesült Államokba irányuló jéghűtéses marhahús-értékesítés amerikai előnye ellen.

Első klímaberendezések

Willis Carrier , aki az első korszerű elektromos légkondicionáló egység építésének köszönhető

A villamos energia lehetővé tette a hatékony egységek fejlesztését. 1901 -ben Willis H. Carrier amerikai feltaláló megépítette az első modern elektromos légkondicionáló berendezést. 1902-ben a New York-i Brooklynban, a Sackett-Wilhelms Lithographing & Publishing Company-ban telepítette első légkondicionáló rendszerét ; találmánya szabályozta a hőmérsékletet és a páratartalmat is, ami elősegítette a nyomtató egységes papírméreteinek és tintájának igazítását. Később hat másik alkalmazottal együtt a Carrier megalapította a The Carrier Air Conditioning Company of America nevű vállalkozást, amely 2020 -ban 53 000 alkalmazottat foglalkoztatott és 18,6 milliárd dollár értékű volt.

1906 -ban Stuart W. Cramer , az észak -karolinai Charlotte -ból azt kutatta, hogyan lehet nedvességet adni textilgyárában. Cramer megalkotta a "légkondicionálás" kifejezést, és egy abban az évben benyújtott szabadalmi bejelentésben használta a "vízkondícionálás" analógjához hasonlóan, amely egy jól ismert eljárás a textíliák könnyebb feldolgozására. A nedvességet a szellőztetéssel egyesítette, hogy "kondicionálja" és megváltoztassa a levegőt a gyárakban, szabályozva a textilüzemekben szükséges páratartalmat. Willis Carrier átvette ezt a kifejezést, és beépítette a cége nevébe.

A hazai klíma hamar felindult. 1914 -ben telepítették az első hazai klímaberendezést Minneapolisban , Charles Gilbert Gates otthonában . Lehetséges azonban, hogy a hatalmas eszközt (kb. 7 x 6 x 20 láb) soha nem használták, mivel a ház lakatlan maradt (Gates már 1913 októberében meghalt).

1931 -ben HH Schultz és JQ Sherman kifejlesztették, hogy mi lesz a legelterjedtebb egyéni légkondicionáló típus: az egyik ablakkeretre tervezett. Az egységeket 1932 -ben értékes áron értékesítették (mai pénzben 120 000–600 000 dollárnak felel meg.) Egy évvel később eladásra kínálták az első autós rendszerek légkondicionáló rendszereit . A Chrysler Motors 1935-ben mutatta be az első praktikus félig hordozható klímaberendezést, a Packard pedig az első olyan autógyártó volt, amely 1939-ben klímaberendezést kínált autóiban.

További fejlődés

A 20. század második felének újításai lehetővé tették a légkondicionálók sokkal gyakoribb használatát. 1945-ben Robert Sherman, Lynn, Massachusetts feltalált egy hordozható, ablakon belüli légkondicionálót, amely hűti, fűti, párásítja, párátlanítja és szűri a levegőt. Az 1960 -as évek végére az Egyesült Államokban a legtöbb újonnan épült lakóházban központi légkondicionáló volt. A box klímaberendezések ez idő alatt is olcsóbbak lettek, ami nagyobb népességnövekedést eredményezett Florida és Arizona államokban.

Ahogy a nemzetközi fejlődés megnövelte az országok gazdagságát, a klímaberendezések globális használata nőtt. 2018 -ra becslések szerint 1,6 milliárd légkondicionáló berendezést telepítettek világszerte, a Nemzetközi Energiaügynökség arra számít, hogy ez a szám 2050 -re 5,6 milliárd egységre nő. 1995 és 2004 között a légkondicionálóval rendelkező városi háztartások aránya Kínában 8% -ról nőtt 70%-ra. 2015 -ig közel 100 millió otthonban, vagy az amerikai háztartások 87% -ában volt légkondicionáló rendszer. 2019-ben a becslések szerint az USA-ban épült új családi házak 90% -a tartalmaz légkondicionálót (a déli 99% -tól a nyugati 62% -ig ).

A légkondicionáló típusai

Mini-split és multi-split rendszerek

Párologtató, beltéri egység vagy terminál, légcsatorna nélküli osztott típusú légkondicionáló oldalán

A légcsatorna nélküli rendszerek (gyakran mini-split, bár ma már vannak vezetett mini split-ek) általában kondicionált és fűtött levegőt szállítanak az épület egyetlen vagy néhány helyiségébe, csatornák nélkül és decentralizált módon. A többzónás vagy többosztásos rendszerek a csatorna nélküli rendszerek közös alkalmazása, és lehetővé teszik akár nyolc helyiség (zóna vagy hely) egymástól függetlenül kondicionálását, mindegyik saját beltéri egységgel és egyidejűleg egyetlen kültéri egységgel. A többosztásos rendszerek fő problémája a külső egység belső csatlakozóhoz csatlakoztatott hűtőközegek hossza. Bár ugyanez a kihívás áll fenn a központi AC -k esetében is.

Az első mini-split rendszereket 1954–1968-ban a japán Mitsubishi Electric és Toshiba értékesítette , ahol a fejlesztést az otthonok kis mérete motiválta. A többzónás légcsatorna nélküli rendszereket a Daikin találta fel 1973-ban, és a változó hűtőközeg-áramlási rendszereket (amelyeket nagyobb, többosztásos rendszereknek is fel lehet gondolni) szintén a Daikin 1982-ben. Mindkettőt először Japánban értékesítették. A változó hűtőközeg -áramlási rendszerek a légkezelőből származó központi központi hűtéssel összehasonlítva kiküszöbölik a nagy hűtőlevegő -csatornák, légkezelők és hűtőberendezések szükségességét; ehelyett a hűvös hűtőközeget sokkal kisebb csöveken keresztül szállítják a beltéri egységekhez a kondicionálandó helyiségekben, így kevesebb helyet hagyva a leesett mennyezet felett és kisebb szerkezeti hatást, ugyanakkor lehetővé teszi a terek egyedi és független hőmérséklet -szabályozását, valamint és a beltéri egységek az egész épületben eloszthatók. A változó hűtőközeg -áramlású beltéri egységeket külön -külön is ki lehet kapcsolni a nem használt helyeken.

Csatornás központi rendszerek

Az osztott rendszerű központi klímaberendezések két hőcserélőből , egy külső egységből (a kondenzátorból ), amelyből a hő a környezetbe kerül, és egy belső hőcserélőből (a ventilátor-tekercs , a légkezelő egység vagy az elpárologtató ), a csővezetékben lévő hűtőközegből keringtek a kettő között. Az FCU ezután szellőzőcsatornákkal csatlakozik a hűtendő terekhez .

Központi üzemi hűtés

Hűtőtornyok, amelyeket központi hűtővíz-üzemben használnak folyadékhűtéses hűtőberendezésekkel

Nagy központi hűtés növények használhatja közbenső hűtőfolyadék , például hűtött víz pumpálnak légkezelők vagy fan-coil egységek közelében, vagy a terek hűtendő amely azután csatornában vagy szállít hideg levegőt a tereket kell kondicionálni, ahelyett légcsatorna hideg levegő közvetlenül ezekhez terek az üzemből, ami nem történik meg a levegő alacsony sűrűsége és hőkapacitása miatt, ami kivitelezhetetlenül nagy csatornákat igényelne. A hűtött víz lehűti hűtőberendezések a növény, amely használja a hűtőkörfolyamat hűlni vízben, gyakran át a hőt a légkörbe még vízhűtéses hűtőberendezések használata révén hűtőtornyok . A hűtők lehetnek levegővel vagy folyadékkal hűtöttek.

Hordozható egységek

A hordozható rendszer kerekeken található beltéri egységgel rendelkezik, amely rugalmas csöveken keresztül csatlakozik a kültéri egységhez, hasonlóan egy állandóan rögzített egységhez (például központi légkondicionálóhoz).

A tömlőrendszerek, amelyek lehetnek egyblokkosak vagy levegő-levegő , légcsatornákon keresztül kifelé szellőznek. A monoblokk típus vödörbe vagy tálcába gyűjti a vizet, és megtelik, amikor megtelik. A levegő-levegő típus újra elpárologtatja a vizet, és a csatornás tömlőn keresztül kiengedi, és folyamatosan működhet. Az ilyen hordozható egységek szívják a beltéri levegőt, és egyetlen csatornán keresztül ürítik ki a szabadba.

Sok hordozható légkondicionáló rendelkezik hő- és párátlanító funkcióval.

Ablakegység és csomagolt terminál

A csomagolt terminál légkondicionáló (PTAC), a falon keresztül és az ablak klímaberendezések hasonlóak. A PTAC rendszereket úgy lehet beállítani, hogy hideg időben fűtést biztosítsanak, közvetlenül elektromos szalag, gáz vagy más fűtőberendezések használatával, vagy a hűtőközeg áramlásának megfordításával, hogy felmelegítsék a belső teret, és hőt vonjanak ki a külső levegőből, átalakítva a légkondicionálót hőszivattyú . Telepíthetők egy falnyílásba egy speciális hüvely segítségével a falon, és egy egyedi, a falhoz és az ablakhoz tartozó klímaberendezéssel ellátott rács is felszerelhető az ablakba, de egyedi rács nélkül.

Csomagolt légkondicionáló

A csomagolt klímaberendezések (más néven önálló egységek) központi rendszerek, amelyek egyetlen házba integrálják az osztott központi rendszer összes alkatrészét, és levegőt szállítanak, esetleg csatornákon keresztül a hűtendő helyiségekbe. Felépítésüktől függően lehetnek kültéren vagy beltéren, tetőn ( tetőtéri egységek ), hogy a légkondicionált levegőt az épületen belülről vagy kívülről szívják be, és legyen víz, hűtőközeg vagy léghűtéses. Gyakran előfordul, hogy a kültéri egységek léghűtésesek, míg a beltéri egységek folyadékhűtésűek egy hűtőtorony segítségével.

Művelet

Működési elvek

A hűtési ciklus egyszerű stilizált diagramja: 1)  kondenzációs tekercs , 2)  tágulási szelep , 3)  párologtató tekercs , 4)  kompresszor

A hagyományos váltakozó áramú rendszerek hűtése gőz-kompressziós ciklus segítségével történik, amely a hűtőközeg gáz és folyadék közötti kényszerkeringését és fázisváltását használja fel a hő átadására. A gőz-kompressziós ciklus megtörténhet egy egységes vagy csomagolt berendezésen belül; vagy hűtőberendezésen belül, amely a terminál hűtőberendezéséhez (például ventilátor tekercsegységhez a légkezelőben) van csatlakoztatva az elpárologtató oldalán, és a hőelvezető berendezéshez, például a hűtőtoronyhoz a kondenzátor oldalán. A levegős hőszivattyú számos komponensét megosztja a légkondicionáló rendszerrel, de tartalmaz egy tolatószelepet, amely lehetővé teszi az egység fűtését és hűtését.

A légkondicionáló berendezés csökkenti a rendszer által feldolgozott levegő abszolút páratartalmát, ha az elpárologtató tekercs felülete lényegesen hűvösebb, mint a környező levegő harmatpontja . Egy elfoglalt helyiségre tervezett légkondicionáló általában 30-60% relatív páratartalmat ér el az elfoglalt térben.

A legtöbb modern légkondicionáló rendszer párátlanítási ciklussal rendelkezik, amely alatt a kompresszor működik, miközben a ventilátor le van lassítva, hogy csökkentse a párologtató hőmérsékletét, és ezáltal több vizet sűrítsen le. A párátlanító ugyanazt a hűtési ciklust használja, de mind a párologtatót, mind a kondenzátort ugyanabba a légútba építi be; a levegő először az elpárologtató tekercsén halad át, ahol lehűtik és párátlanítanak, mielőtt áthalad a kondenzátor tekercsén, ahol ismét felmelegszik, mielőtt ismét visszaengedik a helyiségbe.

A szabadhűtés néha kiválasztható, ha a külső levegő hűvösebb, mint a belső levegő, ezért a kompresszort nem kell használni, ami nagy hűtési hatékonyságot eredményez ilyenkor. Ez szezonális hőtárolással is kombinálható .

Fűtés

Néhány légkondicionáló rendszerek azt a lehetőséget, hogy megfordítsa a hűtő körfolyamat és úgy járnak, mint a levegő hőszivattyú , tehát termelő fűtés helyett hűtés a beltéri környezetben. Általában "fordított ciklusú légkondicionálónak" is nevezik őket. A hőszivattyú lényegesen energiahatékonyabb, mint az elektromos ellenállásos fűtés , mivel a levegőből vagy talajvízből a fűtött térbe, valamint a vásárolt elektromos energiából származó hőt szállítja. Amikor a hőszivattyú fűtési üzemmódban van, a beltéri párologtató tekercs szerepet játszik, és kondenzátor tekercs lesz, ami hőt termel. A kültéri kondenzátor egység is szerepet játszik, hogy elpárologtatóként szolgáljon, és hideg levegőt bocsát ki (hidegebb, mint a környezeti külső levegő).

A léghőszivattyúk népszerűbbek az enyhébb téli éghajlaton, ahol a hőmérséklet gyakran 4–13 ° C (40–55 ° F) tartományban van, mert a hőszivattyúk szélsőséges hidegben hatástalanná válnak. Ennek részben az az oka, hogy jég képződik a kültéri egység hőcserélőjének tekercsén, ami gátolja a levegő áramlását a tekercs felett. Ennek ellensúlyozására a hőszivattyús rendszernek átmenetileg vissza kell kapcsolnia a szokásos légkondicionáló üzemmódba, hogy a kültéri elpárologtató tekercs visszaálljon kondenzátor tekercsre, hogy felmelegedhessen és leolvaszthasson. Ezért egyes hőszivattyús rendszerek elektromos ellenállásos fűtéssel rendelkeznek a beltéri levegő útjában, amely csak ebben az üzemmódban aktiválódik, hogy kompenzálja az ideiglenes beltéri levegőhűtést, amely egyébként télen kellemetlen lenne.

A jegesedés probléma válik sokkal nagyobb mértékűek a kültéri hőmérséklet alacsony, így hőszivattyúk gyakran telepítik párhuzamosan egy további hagyományos formában fűtési, mint például egy elektromos melegítővel, a földgáz , fűtés olaj- vagy fatüzelésű kandalló vagy központi fűtés , amely a hőszivattyú helyett a zordabb téli hőmérsékleten használják. Ebben az esetben a hőszivattyút hatékonyan használják az enyhébb hőmérsékletek során, és a rendszer a hagyományos hőforrásra kapcsol, amikor a külső hőmérséklet alacsonyabb.

Teljesítmény

A légkondicionáló rendszer teljesítménytényezője (COP) a hasznos fűtés vagy hűtés és a szükséges munka aránya. A magasabb COP -k alacsonyabb működési költségeket jelentenek. A COP általában meghaladja az 1 -et; a pontos érték azonban nagymértékben függ az üzemeltetési körülményektől, különösen az abszolút hőmérséklettől és a mosogató és a rendszer közötti relatív hőmérséklettől, és gyakran ábrázolják vagy átlagolják a várható körülményekhez képest. Az Egyesült Államokban a légkondicionáló berendezések teljesítményét gyakran " tonna hűtés " kifejezéssel írják le , és mindegyik megközelítőleg egyenlő egy rövid tonna (910 kg) jég olvadási teljesítményével 24 óra alatt. egyenlő 12.000 BTU IT per óra, vagy 3517 watt . lakossági központi légkondicionáló rendszerek általában 1 és 5 tonna (3,5-18 kW) a kapacitás.

A klímaberendezések hatékonyságát gyakran a szezonális energiahatékonysági mutató (SEER) értékeli, amelyet a Légkondicionáló, Fűtő és Hűtőintézet határoz meg 2008-as AHRI 210/240 szabványában, az Unitary Air-Conditioning and Air-Source teljesítményértékelésében. Hőszivattyús berendezés . Hasonló szabvány az európai szezonális energiahatékonysági mutató (ESEER).

Hatás

Egészségügyi hatások

Meleg időben a légkondicionáló megakadályozhatja a hőgutát , a túlzott izzadás okozta kiszáradást és a hipertermiával kapcsolatos egyéb problémákat . A hőhullámok a leghalálosabb típusú időjárási jelenségek a fejlett országokban. A légkondicionáló (beleértve a szűrést, párásítást, hűtést és fertőtlenítést) használható tiszta, biztonságos, hipoallergén légkör biztosítására a kórházi műtőkben és más olyan környezetekben, ahol a megfelelő légkör kritikus fontosságú a betegek biztonsága és jóléte szempontjából. Néha otthoni használatra ajánlott allergiás embereknek , különösen a penészgombáknak .

A rosszul karbantartott vízhűtő tornyok elősegíthetik a mikroorganizmusok növekedését és terjedését, mint például a Legionella pneumophila , a légiósok betegségéért felelős fertőző ágens . Mindaddig, amíg a hűtőtornyot tisztán tartják (általában klórkezeléssel ), ezek az egészségügyi veszélyek elkerülhetők vagy csökkenthetők. New York állam kodifikált követelményeket tartalmaz a hűtőtornyok regisztrálására, karbantartására és tesztelésére, hogy megvédje a Legionellát .

Környezeti hatások

A hűtőközegek komoly környezeti problémákat okoztak és okoznak továbbra is, beleértve az ózonréteget és az éghajlatváltozást is , mivel több ország még nem ratifikálta a fluorozott szénhidrogének fogyasztását és termelését csökkentő kigali módosítást .

A jelenlegi klímaberendezés az épületek energiafogyasztásának 20% -át teszi ki világszerte, és a klímaváltozás és a technológia elterjedése miatt a légkondicionálás használatának várható növekedése jelentős energiaigény -növekedést fog eredményezni. A folyamatos légkondicionálás alternatívái közé tartozik a passzív hűtés, a passzív szolárhűtés természetes szellőzése, az árnyékolások a napenergia csökkentése érdekében, a fák, az építészeti árnyalatok, az ablakok (és az ablakbevonatok használata) a napenergia -nyereség csökkentése érdekében .

2018 -ban az ENSZ felszólított a technológia fenntarthatóbbá tételére az éghajlatváltozás mérséklése érdekében.

Gazdasági hatások

A légkondicionálás különböző változásokat okozott a demográfiában, különösen az Egyesült Államokban az 1970 -es évektől kezdve:

  • A születési arány tavasszal alacsonyabb volt, mint más évszakokban az 1970 -es évekig, de ez a különbség azután csökkent a következő 30 évben
  • A nyári halálozási ráta , amely magasabb volt a kánikulának kitett régiókban nyáron, szintén kiegyenlítődött.
  • A Napöv ma az Egyesült Államok teljes népességének 30% -át tartalmazza, amikor a 20. század elején az amerikaiak 24% -a lakta.

A találmányt, amelyet először a célzott iparágak, például a sajtó és a nagy gyárak javára fejlesztettek ki, gyorsan elterjedt az állami ügynökségekben és közigazgatásokban, tanulmányokkal, amelyek azt állítják, hogy 24% -hoz közeli megnövekedett termelékenység áll fenn légkondicionálóval felszerelt helyeken.

Más technikák

A passzív légkondicionálóval tervezett épületek építése és karbantartása általában olcsóbb, mint az alacsonyabb energiaigényű hagyományos HVAC rendszerekkel rendelkező épületek . Míg óránként tíz légcsere és több tíz fokos hűtés érhető el passzív módszerekkel, a helyspecifikus mikroklímát figyelembe kell venni, ami bonyolítja az épülettervezést .

Számos technika alkalmazható a kényelem növelésére és az épületek hőmérsékletének csökkentésére. Ide tartozik a párolgási hűtés, a szelektív árnyékolás, a szél, a hőkonvekció és a hőtárolás.

Passzív szellőzés

A Dogtrot házakat úgy tervezték, hogy maximalizálják a természetes szellőzést.
A passzív szellőztetés az a folyamat, amikor levegőt juttatnak be és távolítanak el a beltéri térből mechanikai rendszerek használata nélkül . Ez a külső levegő áramlását jelenti a beltéri térbe a természeti erőkből származó nyomáskülönbségek következtében. Az épületekben kétféle természetes szellőzés létezik : szélhajtás és felhajtóerő-vezérelt szellőzés . A szél által vezérelt szellőzés az épület vagy szerkezet körüli szél által keltett különböző nyomásokból és a kerületen kialakított nyílásokból származik, amelyek lehetővé teszik az épületen való átáramlást. A felhajtóerő által vezérelt szellőzés annak az irányított felhajtóerőnek köszönhető, amely a belső és a külső hőmérséklet közötti különbségekből származik. Mivel a belső hőnyereség, amely hőmérsékleti különbségeket hoz létre a belső és a külső között, természetes folyamatokból származik, beleértve az emberekből származó hőt, és a szélhatások változóak, a természetesen szellőző épületeket néha "lélegző épületeknek" nevezik.

Passzív hűtés

Hagyományos iráni napelemes hűtés

A passzív hűtés olyan épülettervezési megközelítés, amely az épület hőnövekedésének szabályozására és a hőelvezetésre összpontosít annak érdekében, hogy javítsa a beltéri hőkomfortot alacsony energiafogyasztás mellett. Ez a megközelítés vagy úgy működik, hogy megakadályozza a hő belépését a belső térbe (hőnyereség -megelőzés), vagy eltávolítja a hőt az épületből (természetes hűtés).

A természetes hűtés a természetes környezetből származó helyszíni energiát használja fel az építőelemek (pl. Épületburkolat ) építészeti kialakításával kombinálva , nem pedig mechanikus rendszereket a hő elvezetésére. Ezért a természetes hűtés nemcsak az épület építészeti kialakításától függ, hanem attól is, hogy a terület természeti erőforrásait hogyan használják fel hűtőbordaként (azaz mindent, ami elnyeli vagy elvezeti a hőt). A helyszíni hűtőbordák például a felső légkör (éjszakai égbolt), a kültéri levegő (szél) és a föld/talaj.

A passzív hűtés fontos eszköz az épületek tervezéséhez az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás érdekében-  csökkenti az energiaigényes légkondicionálótól való függőséget a melegedő környezetben.
A hagyományos építészetben használt pár rövid szélfogó vagy malqaf ; a szél a szél felőli oldalon leszorul , a hátsó oldalon pedig távozik ( keresztszellőzés ). Szél hiányában a keringés párologtató hűtéssel hajtható a bemenetben (amelyet szintén porfogásra terveztek). A központban, a shuksheika ( laterna vent), használt, hogy leárnyékolja a qa'a alábbi, miközben lehetővé teszi a forró levegő emelkedik ki belőle ( verem hatás ).

Rajongók

A kézi rajongók az őskor óta léteznek . Az épületekbe épített nagy emberi erővel működő ventilátorok közé tartozik a punkah .

A 2. századi kínai feltaláló, Ding Huan , a Han-dinasztia korszakából feltalált egy forgó ventilátort a klímaberendezéshez, hét, 3 m (10 láb) átmérőjű kerékkel, amelyeket manuálisan foglyok hajtanak. A 747, Császár Xuanzong (r. 712-762) a Tang-dinasztia (618-907) volt a Cool terem ( Liang Dian 涼殿) épült a császári palota, amely a Tang Yulin le, mint amelyek a víz meghajtású ventilátor kerekek légkondicionáló, valamint a szökőkutakból felszálló vízsugár . A későbbi Song -dinasztia (960–1279) idején írott források a légkondicionáló forgóventilátorát még szélesebb körben használtnak említették.

Termikus pufferelés

Azokon a területeken, ahol éjszaka vagy télen hideg van , hőtárolót használnak. Hőt tárolhatnak földben vagy falazatban; levegőt szívnak a falazat mellett, hogy felmelegedjenek vagy lehűljenek.

Azokon a területeken, amelyek télen éjszaka fagypont alatt vannak, a hó és a jég összegyűjthető és tárolható jégházakban , későbbi hűtési célokra. Ez a technika több mint 3700 éves a Közel -Keleten. A téli időszakban a szabadtéri jég betakarítását, valamint a nyári szállítást és tárolást a gazdag európaiak gyakorolták az 1600 -as évek elején, és az 1600 -as évek vége felé népszerűvé vált Európában és Amerikában. Ezt a gyakorlatot mechanikus kompressziós ciklusú jégkészítő gépek váltották fel (lásd alább).

Párolgási hűtés

Párolgási hűtő

Száraz, forró éghajlaton a párolgó hűtőhatást úgy lehet alkalmazni, hogy vizet helyeznek a levegőbeömlő nyílásba, így a huzat levegőt szív a víz fölé, majd a házba. Emiatt néha azt mondják, hogy a szökőkút a forró, száraz éghajlatú építészetben olyan, mint a kandalló a hideg éghajlatú építészetben. Az elpárologtató hűtés párásabbá teszi a levegőt is, ami előnyös lehet száraz sivatagi éghajlaton.

A párologtató hűtők általában úgy érzik, mintha nem működnének a magas páratartalom idején, amikor nincs sok száraz levegő, amellyel a hűtők dolgozhatnak, hogy a levegő a lehető leghűvösebb legyen a lakók számára. Más típusú légkondicionálókkal ellentétben a párologtató hűtők a külső levegőt a hűtőpárnákon keresztül vezetik, amelyek lehűtik a levegőt, mielőtt a légcsatorna -rendszeren keresztül eléri a ház belsejét; ennek a lehűlt külső levegőnek lehetővé kell tennie, hogy a házban lévő melegebb levegőt egy kipufogónyíláson, például nyitott ajtón vagy ablakon keresztül kiszorítsa.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek