2. Историяразвитиякондиционированиявоздуха

История кондиционирования воздуха идет от древних веков и основывается не на науке, а на человеческих инстинктах. Человек всегда приспосабливался к окружающему миру, и в доисторическое время, находясь в пещере, защищал себя не только от врагов (хищников и себе подобных), но и от ветра, дождя, снега, солнца и других климатических нагрузок. Выйдя из пещеры, человек должен был создать хотя бы простейшие защитныесредства: тенты, зонты, опахала, веера.

Применение естественного холода для снижения температуры воздуха имеетмноговековыетрадиции.Наблюдениязаохлаждающимэффектомснега и льда привели к тому, что его стали собирать и сохранять. Ещѐ в древности китайцы, римляне, греки собирали в морозную погоду лед с рек и озер и затаривали им погреба и ямы-ледники, а летом с их помощью снижали температуру в помещениях.

Древние египтяне, в силу жаркого климата, лишенные возможности запасать лед, использовали другой способ. Ониохлаждаливоду, помещая ее в пористые глиняные сосуды (или кожаные мешки). Просачивающаяся через поры вода испарялась на поверхности, отбирая теплоту на испарение и от воды в сосуде. В настоящее время испарительное охлаждение широко применяется в системах кондиционирования воздуха.

В Персии (древнем Иране) существовал обычай накрывать палатки (шатры) мокрым войлоком. Постоянные жилища строились наполовину уходящими под землю, причем люди стремились расположить их вблизи источников воды. Воду направляли так, чтобы она падала перед входом в небольшойводоем,надкоторымустанавливаливентиляционнуюколоннудля отвода теплого сухого воздуха. Воздух над водой охлаждался, отдавая часть своей теплоты на испарение воды, и увлажнялся, создавая прохладу. Этот способ трансформировался в архитектурный вариант атриума с фонтаном.

В древнеиндийском городе Мохенджо-Даро (2-3 тысячелетие до н. э.) строились высокие дома без окон, на плоских крышах в которых находились устройства для улавливания ветра в виде емкостей с отверстиями, обра- щенными в сторону моря. Отверстия снабжались простейшими клапанами, которыеоткрывались либо закрывались в зависимости отсилы и направления ветра. Таким образом, воздух поступал в низкий чердак, где находились плоские чаны с водой. Здесь горячий сухой воздух, контактируя с поверх- ностьюводы,охлаждался засчетиспарительногоэффекта,а затемпо каналам в толстых стенах опускался в помещения.

В Японии зародился и продолжает использоваться в императорской столице Киото (дома, рестораны, вычислительные центры) прием испари- тельного охлаждения―uchimizu‖– орошение водой крыш и домов.

Более технологичная Европа искала иные способы понижения температуры. В ХVI веке были попытки охлаждения воздуха с использо- ваниемводысдобавлениемсолей,например,нитратакалия.Соли,раство-

ряясь в воде, поглощают большое количество теплоты, вызывая значительное снижение температуры окружающей среды. Позже были получены более низкие температурысмешивая не воду, а снег с солями.

Впервыетермин«кондиционированиевоздуха»былупотребленв 1815г.,когдафранцузЖаннШабаннесполучилбританскийпатентнаметод

«кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях».

Охлаждение воздуха с помощью льда осуществлялось долгое время. Одна из первых установок круглогодичного кондиционирования воздухабыла смонтирована в 1834 г. в здании английского парламента. Кроме отопления и вентиляции здания, она была предназначена для охлаждения воздуха в помещении путем разбрызгивания воды, охлаждаемой льдом.

В том же 1834 г. французский ученый Пельтье открыл обратный термоэлектрический эффект. В дальнейшем открытие «эффекта Пельтье» было применено в производстве термоэлектрических кондиционеров,которые сегодня успешно используются на автомобилях,подводных лодкахи самолетах.

Одним из создателей основ кондиционирования воздуха можно назвать М. Ломоносова, с именем которого связана разработка теории теплоты и теории движения воздуха в каналах и трубах, а также Рихмана, заложившегоосновытеориипсихрометрии,определяющейдля кондиционированиявоздуха.

Прообразами систем кондиционирования воздуха можно считать приточные установки с увлажнением воздуха при помощи открытых наполненных водой сосудов, предложенные Флавицким и применявшиеся в зданиях больниц Петербурга.

Одесский оперный театр, построенный в 1887 году, имел систему охлаждения воздуха. В ней использовался аккумулятор холода в виде шахты, углубленной в землю на 11 метров, в которую летом сбрасывали лед. Шахта соединялась с вентиляционным каналом, вымощенным базальтовыми камня- ми. Холодный воздух за счет естественной тяги поднимался в театральный зал, где он распределялся под каждое сидение.

Основные принципы кондиционирования воздуха были впервые сфор- мулированы профессором Берлинского королевского технологического института Германом Ритшелом, когда он в 1894 г. опубликовал «Руководство по расчету и проектированию установок вентиляции и отопления». Прин- ципыРитшелаполучилиразвитиеввыступленииамериканскогоинженера Г. Эйсерта «Охлаждение закрытых помещений».

Первая установка комфортного кондиционирования воздуха с аммиачной холодильной машиной была создана лишь в 1893 г. Она была установлена в жилом доме в г. Франкфурт-на-Майне. Змеевики непосредст- венного охлаждения аммиаком были размещены на чердаке над охлаж- даемым залом, в который холодный воздух поступал через перфорированныйпотолок.

В 1899 г. в медицинском колледже Корнеля в Нью-Йорке была смонтированаустановкаскомпрессионнойаммиачнойхолодильноймашиной и рассольным поверхностным воздухоохладителем. В 1902 г. установкой с таким же воздухоохладителем и абсорбционной холодильной машиной был оборудован Ганноверский национальный банк.

Человеком, сыгравшим огромную роль в развитии кондиционирования воздуха, был Уиллис Хэвиленд Кэрриер. Кинотеатр Граумана «Metropolitan Theater» в Лос-Анджелесе штата Калифорния был первым, в котором ком- пания «CARRIER Engineering» сделала систему кондиционирования воздухас воздухораздачей, рециркуляцией, охлаждением, увлажнением и автомати- ческим контролем параметров.

В России первые установки кондиционирования воздуха появились на текстильных фабриках еще до Октябрьской революции 1917 года. Это были установки неполного кондиционирования, которые назывались вентил- яционно-увлажнительными. Основным тепломассообменнымаппаратом служили форсуночные камеры. Вплоть до 1930-х годов такими установками оснащались все реконструируемые и новые текстильные фабрики.

Появление в Советском Союзе отдельных систем кондиционирования воздуха в промышленных зданиях относится к 1930-м годам. Для обору- дования Дворца Советов в Москве под руководством Н. С. Ермолаева были разработаны проекты кондиционеров, но работы по их реализации были приостановлены в начале войны.

В условиях нашего климата комфортные системы кондиционирования воздуха не были в то время актуальными: даже в крупных общественных зданиях удавалось поддерживать приемлемое состояние воздушной среды, не прибегая к средствам кондиционирования.

В 1963÷1965 годах в подмосковном городе Домодедово был налажен выпуск кондиционеров для узлов связи и пунктов управления ракетным оружием. Завод «Экватор» в городе Николаеве стал выпускать судовые кондиционеры и, наконец, несколько предприятий приступило к выпуску климатическогооборудованиядляавиации.Производствокондиционеровдля промышленных нужд было освоено в Харькове.

В 1969 году компания Daikin выпустила кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних блоков. Так появилисьмульти-сплит-системы.Сегодняонимогутвключатьвсебяотдвух до шести внутренних блоков различных типов.

В СССР в 1976 г. был введен в действие крупнейший в Европе и Азии Бакинский завод бытовых кондиционеров, рассчитанный на выпуск 400 тыс. автономных кондиционеров в год. Продукция выпускалась по лицензии японской фирмы Hitachi. В Баку был освоен выпуск первых советских сплит- систем с внутренним блоком напольного типа.

В 1997 году на заводе «Элемаш» был освоен выпуск сплит-систем из сборочных комплектов Samsung, а затем налажено производство продукции подсобственнойторговоймаркой.И,наконец,в2000–2002годахпроиз-

водство сплит-систем начато в подмосковном Фрязино, Хабаровске, Москве, Ижевске, Ростове-на-Дону.

В 1982 г. компания «Daikin» впервые в мире создала новый тип центральной интеллектуальной системы кондиционирования воздуха – VRV, предназначеннойдляобслуживаниямногоэтажныхофисныхзданий.Впервые разработан охладитель с одновинтовым компрессором.

Конечно, на этом прогресс в развитии климатической техники не закон- чился, однако сейчас совершенствуются уже существующие типы оборудо- вания. Появляются новые функциональные возможности, меняется дизайн, разрабатываются новые холодильные агенты.

В наши дни разработку проектов кондиционирования воздуха зданий стремятся вести на стадии разработки архитектурного проекта. Активно разрабатываются такие концепции, как «Интеллектуальные здания» с максимальным использованием потенциала окружающей среды.

В 2002 г. компания «HAIER» впервые в мире предложила бытовой кондиционер, способный повышать концентрацию кислорода в помещении.

В целом, решение большинства проблем кондиционирования воздуха возможно только на базе комплексного подхода к микроклимату, форми- рование которого определяется многими факторами. СКВ выполняют при этом функцию наиболее активного средства обеспечения требуемых значе- ний, как отдельных параметров воздушной среды, так и их комплексов.