Climatización : mantenimiento automático en espacios cerrados o vehículos de todos los parámetros del aire o individualmente ( temperatura , humedad relativa , limpieza, velocidad del aire) para garantizar las condiciones climáticas óptimas que sean más favorables para el bienestar de las personas, realizando un proceso tecnológico, y garantizar la seguridad de los valores [1] .
Se proporciona climatización en los locales para crear y mantener en ellos:
El aire acondicionado , llevado a cabo para crear y mantener condiciones de aire aceptables u óptimas, se denomina condiciones climáticas cómodas y artificiales de acuerdo con los requisitos tecnológicos - tecnológicos. La climatización se lleva a cabo mediante un conjunto de soluciones técnicas denominado sistema de climatización (ACS). La composición del SCR incluye medios técnicos de preparación, mezcla y distribución de aire, preparación de frío, así como medios técnicos de suministro de frío y calor, automatización, control remoto y monitorización.
Los primeros intentos de aire acondicionado se hicieron en Persia hace miles de años. Los dispositivos persas de refrigeración por aire aprovecharon la capacidad del agua para enfriarse mucho al evaporarse. Un acondicionador de aire típico de esos días era un eje especial que atrapaba el aliento del viento, en el que se colocaban recipientes porosos de agua o el agua fluía desde una fuente. El aire de la mina se enfrió y se saturó con humedad y luego se alimentó a la habitación. El dispositivo era relativamente eficiente en climas cálidos y secos, un acondicionador de aire de este tipo no podría funcionar con una humedad relativa alta.
En la India, en el verano, se usaba como puerta un marco entrelazado con un cocotero indio - tatti . Encima de la puerta se instaló un recipiente, el cual se fue llenando lentamente de agua por el efecto de capilaridad en los tejidos del tatti. Cuando el nivel del agua alcanzó cierto valor, el tanque volcó, roció agua sobre la puerta y volvió a su estado original. Este ciclo se repitió muchas veces mientras la palmera permanecía viva y recibía suficiente luz (ver Art. Transpiración ).
En 1820, el científico e inventor británico Michael Faraday descubrió que el amoníaco comprimido y licuado enfría el aire a medida que se evapora. Pero sus ideas eran en gran parte teóricas. El aire acondicionado eléctrico fue inventado por Willis Carrier alrededor de 1902 . También desarrolló el primer sistema de aire acondicionado para una imprenta en Brooklyn ( Nueva York ). En el verano, durante el proceso de impresión, el cambio constante de temperatura y humedad no permitía lograr una reproducción del color de alta calidad. Carrier desarrolló un aparato que enfriaba el aire a una temperatura constante y lo secaba al 55%. Llamó a su dispositivo "un aparato para procesar el aire". En 1915, él y seis compañeros ingenieros fundaron su propia empresa, Garrier Engineering Co., más tarde rebautizada como Carrier . En la actualidad, Carrier es uno de los principales fabricantes de acondicionadores de aire y posee el 12 % de la producción mundial de acondicionadores de aire.
El término aire acondicionado en sí mismo fue propuesto por primera vez en 1906 por Steward Cramer , quien asoció este concepto con la obtención de un producto acondicionado.
Más tarde, se comenzaron a utilizar costosos sistemas de aire acondicionado para mejorar la productividad en el lugar de trabajo. Luego se amplió el alcance de la climatización para mejorar el confort en viviendas y automóviles. La década de 1950 vio un auge en las ventas de acondicionadores de aire residenciales en los Estados Unidos .
Los primeros acondicionadores de aire y refrigeradores usaban gases tóxicos como el amoníaco y el cloruro de metilo , que provocaban accidentes fatales si se filtraban. En la década de 1930 , por razones de seguridad, General Electric introdujo un acondicionador de aire con una unidad de condensación ubicada en el exterior del edificio. Fue el primer sistema dividido .
El primer acondicionador de aire para automóviles tenía una capacidad de enfriamiento de 370 watts , fue creado por C & C Kelvinator Co en 1930 e instalado en un Cadillac .
Thomas Midgley Jr. fue el primero en proponer el uso de difluoroclorometano como refrigerante , más tarde llamado freón en 1928 . Este refrigerante resultó ser mucho más seguro para las personas, pero no para la capa de ozono de la atmósfera. Freon es el nombre comercial de DuPont para todos los refrigerantes CFC , HCFC o HFC , cada uno incluye un número que indica la composición molecular ( R-11 , R-12 , R-22 , R-134a ). La mezcla más utilizada es HCFC, o R-22, pero el plan es eliminarlo gradualmente de la producción de nuevos electrodomésticos para 2010 y eliminarlo por completo para 2020 . Hoy en día, el refrigerante R-410A está ganando popularidad , es seguro para la capa de ozono de la Tierra, no es inflamable, no es tóxico y ahorra energía.
En la Federación de Rusia se utilizan cuatro tipos principales de refrigerantes: sustancias que agotan la capa de ozono, gases que contienen flúor, hidrofluoroolefinas y refrigerantes naturales. La circulación de sustancias que agotan la capa de ozono, como los clorofluorocarbonos (CFC) o los hidroclorofluorocarbonos (HCFC), está regulada por el Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono. Sin embargo, tanto los CFC como los HCFC tienen un importante potencial de calentamiento global. [2]
La producción de clorofluorocarbonos se ha eliminado en todo el mundo. Los hidroclorofluorocarbonos, que son menos dañinos para la capa de ozono, también se están eliminando.
Las sustancias que contienen flúor, los hidrofluorocarbonos (HFC) y sus mezclas, se utilizan actualmente de forma activa en los sistemas modernos de aire acondicionado y refrigeración. Estos son refrigerantes como R410A, R404A, R407, R507, R32, R134a y otros. Su potencial de agotamiento de la capa de ozono es cero, pero los HFC son gases de efecto invernadero regulados por el Protocolo de Kioto de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.
Hidrofluoroolefinas es el nombre comercial de varios HFC que tienen un potencial de calentamiento global relativamente bajo. La producción industrial de estas sustancias se está estableciendo actualmente, incluso mediante el lanzamiento de instalaciones relevantes en China y otros países. Las corporaciones internacionales están promoviendo activamente las hidrofluoroolefinas, declarándolas no solo como un sustituto ecológico de los CFC, HCFC y HFC, sino también como una alternativa segura a los refrigerantes naturales para los seres humanos. Las hidrofluoroolefinas no se producen en la Federación Rusa y actualmente no hay planes para abrir su producción en nuestro país. [2] Los sistemas de refrigeración modernos utilizan cada vez más refrigerantes naturales. Se trata de sustancias como el amoníaco (R717) , el dióxido de carbono (R744) , el propano (R290) y el isobutano (R600a) . Las ventajas de los refrigerantes naturales incluyen una alta eficiencia energética y ningún impacto negativo en la capa de ozono y el clima. [2]
En la década de 1980 , Toshiba desarrolló una nueva forma de controlar el compresor, que consiste en cambiar la frecuencia de la fuente de alimentación del compresor: sistemas inverter .
El principio de funcionamiento de un acondicionador de aire es similar al de un refrigerador.
Cabe señalar que, en condiciones reales, el ciclo inverso de una máquina de refrigeración consta de más de 4 puntos: por ejemplo, cuando se usa un compresor de tornillo, el vapor de refrigerante comprimido caliente ingresa inmediatamente no al condensador, sino al separador de aceite. Y solo desde allí van al condensador. Después del condensador, el refrigerante líquido, por regla general, ingresa al receptor (depósito especial) y desde allí se envía a la válvula de expansión (acelerador).
Para calentar el aire en la habitación, los acondicionadores de aire cambian al modo de bomba de calor: el condensador actúa como un evaporador y el evaporador actúa como un condensador, es decir, el calor de la condensación eliminada se usa para calentar el aire.
Control de humedadA veces, el acondicionador de aire tiene la tarea de reducir la humedad del aire (modo de operación "Dry", que se muestra en la pantalla como una gota). Un serpentín del evaporador suficientemente frío (por debajo del punto de rocío ) condensa el vapor de agua del aire tratado (de la misma manera que una bebida muy fría condensa el vapor de agua del aire en el exterior de un vaso), enviando agua al sistema de drenaje y bajando así la humedad del aire. El aire deshumidificado mejora la comodidad, ya que proporciona un enfriamiento natural del cuerpo humano al evaporar el sudor de la piel. Por lo general, los acondicionadores de aire proporcionan una humedad relativa del 40 al 60 por ciento. La instalación de un aire acondicionado con generador de vapor le permite mantener un valor preciso de la humedad en la habitación.
Los sistemas de enfriamiento persas anteriores eran enfriadores evaporativos. En lugares con climas muy secos, son populares ya que pueden proporcionar fácilmente un buen nivel de comodidad . Un enfriador evaporativo es un dispositivo que toma aire del exterior y lo fuerza a través de una almohadilla húmeda. La temperatura del aire entrante medida con una temperatura de bulbo seco desciende. La "cantidad de calor contenida en el aire" total ( energía interna ) permanece sin cambios. Parte del calor se convierte en calor latente por la evaporación del agua en las almohadillas húmedas y más frías. Dichos enfriadores pueden ser muy efectivos si el aire entrante está lo suficientemente seco. También son más baratos, más fiables y fáciles de mantener. Un tipo similar de enfriador, pero que usaba hielo para enfriar y humedecer el aire, fue patentado en 1842 por el estadounidense John Gorry Apalachicola , quien usó el dispositivo para enfriar a los pacientes en su hospital de malaria .
En la actualidad se ha generalizado el diseño de sistemas de climatización en la etapa de desarrollo de un proyecto arquitectónico.
En pleno siglo XXI , el ahorro energético en climatización cobra cada vez más importancia . Dado el estado de deterioro del medio ambiente , proporcionar aire interior limpio es uno de los temas más importantes. Además, la calidad del aire es de gran importancia en la medicina (quirófanos y salas de maternidad), en la producción de productos electrónicos y en otras industrias de alta tecnología. Los acondicionadores de aire de precisión se utilizan para mantener con precisión los valores de temperatura y humedad.