Come scegliere un condizionatore d’aria

Sezioni dell’articolo

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• Storia del condizionatore d’aria
• Il dispositivo e il principio di funzionamento del condizionatore d’aria
• Tipi di condizionatori domestici
• Come scegliere un condizionatore d’aria: raccomandazioni

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In questo articolo: History of Creation; quale refrigerante viene utilizzato nei condizionatori d’aria; come funziona e funziona il condizionatore d’aria; modalità operative di sistemi split e condizionatori d’aria; tipi di condizionatori domestici, i loro pro e contro; raccomandazioni per la scelta di un condizionatore d’aria.

La stagione estiva ha molti vantaggi e uno dei maggiori svantaggi è il calore, che provoca un aumento della sudorazione e richiede grandi quantità di acqua per raffreddare il corpo. Esistono due modi efficaci per far fronte al caldo estivo: immergere il corpo in acqua e abbassare così la sua temperatura interna; acquistare attrezzature climatiche per l’aria condizionata e rendere l’atmosfera nella stanza più confortevole. Poiché il primo metodo, sfortunatamente, è estremamente raro per noi, prenderemo in considerazione il secondo metodo in dettaglio e proveremo a capire cos’è un condizionatore d’aria e come sceglierlo correttamente per le tue esigenze..

Storia del condizionatore d’aria

Il primo esperimento sul raffreddamento rapido di oggetti a basse temperature fu condotto da Benjamin Franklin e dal chimico John Hadley nel 1758. Hanno provato a cambiare le letture di un termometro a mercurio usando liquidi che evaporano rapidamente – etere e alcool. Franklin e Hadley sono riusciti a cambiare la lettura del termometro a -13 ° C e nella stanza in cui è stato condotto l’esperimento, la temperatura era di +18 ° C.

Tuttavia, il principio di funzionamento delle moderne unità di refrigerazione fu scoperto solo nel 1820: lo scienziato inglese Michael Faraday, durante gli esperimenti sul congelamento e sul riscaldamento dell’ammoniaca, scoprì che quando veniva portato allo stato liquido e evaporava attivamente, l’aria veniva raffreddata. Quindi, il principio di funzionamento di un dispositivo di refrigerazione, in cui il refrigerante evapora con l’assorbimento del calore e, quando torna allo stato liquido, rilascia indietro questo calore assorbito, è stato praticamente scoperto da Faraday.

Michael Faraday (22 settembre 1791 – 25 agosto 1867)

Ma gli inventori di quei tempi si sforzarono di organizzare l’aria condizionata sul ghiaccio che si scioglieva. Il primo e relativamente efficace modo per raffreddare l’aria interna è stato inventato dal medico John Gorrie nel tentativo di ridurre in qualche modo la sofferenza dei pazienti con malaria e febbre gialla nel suo ospedale nella città di Apalachicola (Florida, USA). Inventò e costruì una macchina per la produzione di ghiaccio e sperava che la sua invenzione sarebbe diventata popolare, sebbene il suo fabbricatore di ghiaccio lavorasse con frequenti interruzioni e perdite. Tuttavia, la sua invenzione non è diventata così popolare..

Nel 1851, un produttore di ghiaccio meccanico dotato di un compressore fu inventato dall’inglese James Harrison – la sua invenzione produsse 3000 kg di ghiaccio al giorno. Incoraggiato da Harrison, cercò di implementare l’installazione su navi cariche di manzo, ma il trasporto sperimentale di carne congelata in camere con ghiaccio prodotto dal fabbricatore di ghiaccio di Harris fallì: il ghiaccio si scioglieva più velocemente di quanto il generatore potesse produrre il suo nuovo lotto e il lotto di carne doveva essere gettato in mare.

La prima unità di climatizzazione veramente efficiente è stata creata dall’inventore Willis Carrier nel 1902, commissionata dalla società di stampa Sackett-Wilhelms.

Durante la creazione dell’installazione, Carrier ha utilizzato le sue conoscenze nel campo del riscaldamento a vapore: ha passato l’aria dal compressore ai tubi, in cui ha installato bobine a spirale con acqua fredda che circolava attraverso di essi. L’unità di condizionamento dell’aria, inventata da Willis Carrier, ha permesso non solo di raffreddare l’aria negli ambienti, ma anche di non aumentare il livello di umidità, fattore importante per le attrezzature per la stampa e la carta, e l’efficienza degli impiegati della fabbrica è aumentata in modo significativo. È Willis Carrier, il fondatore della società di sistemi di ventilazione Carrier Corporation, riconosciuto in tutto il mondo come il creatore della prima unità di condizionamento dell’aria. A proposito, è stata la compagnia Carrier a lanciare per la prima volta la produzione di condizionatori domestici (ambiente) – è successo nel 1929.

Stuart Kramer. (1868-1940)

Ma la paternità del termine comune “condizionatore d’aria” appartiene all’americano Stuart Kramer, che nel 1906 fu impegnato nella ricerca sull’aumento dell’umidità dell’aria nei negozi di una fabbrica tessile a Charlotte (North Carolina, USA). In una domanda di brevetto per un impianto che fa evaporare l’acqua aumentando l’umidità dell’aria e contemporaneamente raffreddandola, Kramer ha definito la sua invenzione un condizionatore d’aria. Il termine sonoro e attraente è stato immediatamente ripreso da Willis Carrier, aggiungendolo al nome della sua azienda..

Il problema del refrigerante è rimasto: ammoniaca, propano, clorometano e anidride solforosa, che hanno svolto questo compito nei primi condizionatori d’aria, erano velenosi ed esplosivi, i produttori di condizionatori d’aria sono stati costretti a dividere le unità di condizionamento d’aria in due unità divise e rimuovere l’unità refrigerante il più lontano possibile dai locali in cui si trovavano. persone. Tutto cambiò nel 1928, quando l’ingegnere chimico americano Thomas Midgley Jr. e lo scienziato chimico Albert Henne sintetizzarono il diclorofluorometano refrigerante, che chiamarono Freon. Freon era ininfiammabile e antideflagrante, non causava avvelenamento in caso di perdite – grazie alle sue proprietà, divenne possibile produrre un condizionatore monoblocco per finestre, simile al “BK” sovietico.

I primi condizionatori d’aria per finestre, nel 1929, furono immessi sul mercato da General Electric, sebbene fossero ancora estremamente pericolosi – il refrigerante in essi contenuto era l’ammoniaca. Dopo aver sostituito l’ammoniaca con il freon nel 1931, la produzione di condizionatori d’aria per finestre è stata ripresa da diverse società americane contemporaneamente, la loro popolarità è aumentata rapidamente.

25 anni fa, gli scienziati ambientali hanno scoperto che il freon del refrigerante provoca danni colossali allo strato di ozono della Terra..

Tuttavia, a metà del 20 ° secolo, gli americani avevano perso la loro leadership nel campo delle unità di condizionamento domestiche e industriali – le aziende giapponesi iniziarono a guidare, offrendo condizionatori più economici e di qualità superiore che superavano le loro controparti americane nelle loro caratteristiche. Il produttore giapponese Daikin nel 1958 pubblicò il primo condizionatore d’aria in grado non solo di raffreddare, ma anche di riscaldare l’aria interna. E nel 1961, Toshiba fece un salto nel mercato della climatizzazione facendo rivivere la produzione di sistemi split da due unità: un’unità con un compressore rumoroso era montata fuori dalla stanza e una tale divisione poteva essere installata ovunque, non solo dove c’è una finestra. Il primo sistema multi-split, in cui esisteva un’unità esterna con un compressore e diverse unità di condizionamento dell’aria interna, fu nuovamente sviluppato dal giapponese “Daikin” – nel 1969.

A proposito, il condizionatore sovietico con il nome senza pretese “condizionatore d’aria per uso domestico” o “BK”, la cui produzione è stata lanciata a Baku (Azerbaigian) nel 1975, è stato creato insieme agli ingegneri giapponesi dell’azienda Hitachi. Era rumoroso, ingombrante, ad alta intensità energetica e favolosamente costoso, ma non c’erano altre opzioni per i cittadini dell’URSS per superare il caldo estivo nelle loro case..

Condizionatore sovietico BK-1500

I prototipi di tutti i moderni sistemi split e condizionatori d’aria sono stati creati in Giappone: 1977 – condizionatore d’aria con microprocessore (azienda Toshiba); 1981 – un condizionatore d’aria a inverter in grado di abbassare e aumentare in modo indipendente la frequenza operativa del compressore, riducendo significativamente il consumo di energia (Toshiba); 1982 VRV o circuito refrigerante refrigerante variabile (Daikin).

25 anni fa, gli scienziati ambientali hanno scoperto che il freon del refrigerante provoca danni colossali allo strato di ozono della Terra. Secondo i risultati degli studi ambientali, è stato adottato il protocollo di Montreal, in base al quale i principali paesi manifatturieri del mondo sono obbligati a smettere completamente di usare il freon (R-12) entro il 2014, sostituendolo con 1,1,1,2-tetrafluoroetano più sicuro (R-134a).

Il dispositivo e il principio di funzionamento del condizionatore d’aria

Indipendentemente dal numero di unità, tutti i condizionatori d’aria, escluso il caso, sono costituiti dai seguenti elementi:

• un compressore che comprime e guida il refrigerante attraverso i tubi del circuito di refrigerazione;
• un condensatore, che ricorda esternamente un radiatore, viene sempre scaricato all’esterno (all’esterno della stanza), convertendo il refrigerante da uno stato gassoso a un liquido;
• un evaporatore, anch’esso simile nel design a un radiatore, situato nella parte interna o, nel caso di un monoblocco, la sezione del condizionatore d’aria rivolta verso la stanza. Converte il refrigerante dallo stato liquido a quello gassoso;
• una valvola a farfalla (valvola di termoregolazione) o un tubo capillare a spirale che riduce la pressione del refrigerante nel circuito prima di entrare nell’evaporatore;
• ventole, la cui rotazione aumenta la velocità di scambio termico tra il condensatore e l’evaporatore con l’aria esterna.

Oltre agli elementi principali, un moderno condizionatore d’aria è dotato di un sensore di temperatura, controllo elettronico e filtri dell’aria.

1 – compressore, 2 – valvola a quattro vie, 3 – circuito di controllo elettronico, 4 – ventilatore esterno, 5 – condensatore, 6 – refrigerante circola attraverso questi tubi, 7 – ventilatore interno, 8 – evaporatore, 9 – filtro grosso (preliminare), 10 – filtro fine.

Ora su come funziona il condizionatore d’aria. Tutti i suoi elementi sopra descritti, ad eccezione dei ventilatori, sono interconnessi da tubi di rame o alluminio con pareti sottili. Si forma un circuito di refrigerazione chiuso contenente refrigerante e olio per compressori.

Modalità di raffreddamento. Quando il condizionatore d’aria viene acceso, il refrigerante inizia a fluire dall’evaporatore nel compressore sotto forma di un gas con una temperatura da 10 a 20 ° C e una pressione da tre a cinque atmosfere. Nel compressore, il refrigerante viene compresso, la sua pressione aumenta da 15 a 25 atmosfere, si riscalda fino a una temperatura da 70 a 90 ° C ed entra nel condensatore attraverso i tubi del circuito. Il riscaldamento del condensatore, in cui entra il refrigerante, è ridotto dall’intenso funzionamento dei ventilatori. Raffreddandosi, il refrigerante si trasforma in uno stato liquido, la sua temperatura è superiore all’atmosfera esterna – di circa 10-20 ° C, la pressione è abbastanza alta.

All’uscita del condensatore, il refrigerante entra nel tubo capillare o nella valvola di termoregolazione, la temperatura e la pressione diminuiscono e si trasforma parzialmente in uno stato gassoso. Questa miscela di refrigerante gassoso e liquido, a bassa pressione, viene introdotta nell’evaporatore. In esso, la parte liquida del refrigerante diventa completamente un gas, mentre il calore dall’esterno viene attivamente assorbito: l’aria pompata dal condizionatore d’aria e passata attraverso l’evaporatore diventa fredda. Dopo che il refrigerante allo stato gassoso e sotto bassa pressione entra nuovamente nel compressore, il processo inizia dall’inizio.

Modalità riscaldamento (pompa di calore) o inversa. Quasi tutti i modelli e le marche dei moderni sistemi split sono in grado non solo di condizionare (raffreddare) l’aria nella stanza, ma anche di riscaldarla fornendo aria calda. Per eseguire questa funzione, il condizionatore d’aria è dotato di una valvola speciale – una valvola a quattro vie, in grado di cambiare la direzione del flusso di refrigerante dal compressore in avanti o indietro sotto il controllo di un solenoide. Il principio del riscaldamento è simile al principio della modalità di raffreddamento – la differenza è che il refrigerante attraversa le fasi di alta, bassa pressione, aumento e diminuzione delle temperature in un ciclo opposto al ciclo di raffreddamento. Coloro. il condensatore dell’unità esterna (esterna) del sistema split viene raffreddato e l’evaporatore dell’unità interna si riscalda, emettendo calore nell’aria soffiata dai ventilatori nella stanza.

Modalità di ventilazione in sistemi split.In questa modalità, il compressore viene spento, il movimento del refrigerante nel sistema viene completamente arrestato: l’unità interna del sistema split mescola l’aria all’interno della stanza usando i ventilatori. Ciò consentirà, ad esempio, di distribuire in modo più efficiente l’aria calda proveniente dalle batterie di riscaldamento, spostandola con aria fredda, ad es. creare un clima omogeneo di temperatura interna.

Modalità di deumidificazione.Quando l’evaporatore si raffredda, l’umidità contenuta nell’atmosfera della stanza si condensa sul suo corpo metallico – si accumula nella pentola. Funzionando in modalità di raffreddamento, il condizionatore d’aria si accumula e scarica automaticamente la condensa dal pallet: in sistemi divisi attraverso un tubo di plastica condotto dall’unità interna (interna) al sistema fognario o all’esterno; nei condizionatori d’aria monoblocco (finestra), l’umidità viene scaricata attraverso un tubo metallico, la cui uscita si trova sul fondo sul lato esterno (stradale).

Tipi di condizionatori domestici

Tra i molti diversi condizionatori d’aria, solo quattro sono completamente domestici: finestra (monoblocco), mobile, monoblocco a parete, sistema split e condizionatore ibrido.

Condizionatori monobloccoesteriormente simili al Soviet a.C., solo che hanno dimensioni più ridotte e si distinguono per caratteristiche di qualità superiore: sono meno rumorose, spesso in grado non solo di raffreddare, ma anche di riscaldare l’ambiente.

Le loro caratteristiche positive: basso costo – da 7000 rubli; aria condizionata, purificazione e aria fresca che entra nei locali dalla strada; facile installazione in un telaio di una finestra o in un foro predisposto disposto in una parete sottile, senza necessità di installatori con attrezzature speciali.

Caratteristiche negative: bassa produttività, sufficiente solo per una piccola stanza; l’installazione in strutture di finestre in plastica o alluminio con finestre a doppi vetri è consentita solo se è stata assunta in anticipo, anche nella fase di ordinazione del telaio, e ha un’apertura predisposta per le dimensioni del condizionatore d’aria.

Condizionatore d’aria mobilein base alla progettazione, non è diverso da un monoblocco per finestra, solo che è dotato di un interasse e non è installato in modo permanente. Per rimuovere l’aria calda, il condizionatore d’aria mobile ha un tubo flessibile con un dispositivo di fissaggio che consente di fissarlo in una finestra leggermente aperta.

Caratteristiche positive del condizionatore mobile: non richiede installazione; passare facilmente da una stanza all’altra; non costoso – il costo è di 10.000 rubli.

Caratteristiche negative: bassa potenza – è sufficiente per una sola stanza; l’aria non preparata dall’esterno scorrerà attraverso la finestra leggermente aperta; riscaldamento o raffreddamento senza portare aria fresca dall’esterno; richiede la rimozione manuale della condensa.

Monoblocco a parete.Esternamente, è simile al blocco interno del sistema diviso ed è anche montato sulla parete. Le sue caratteristiche positive e negative sono simili a quelle di un condizionatore mobile, costa da 16.000 rubli, durante il funzionamento è più rumoroso di un’unità a sistema diviso. Il vantaggio principale è la posizione, ad es. non si metterà sotto i piedi.

Sistema split. Oggi i sistemi split sono il dispositivo più diffuso e diffuso per mantenere un clima interno accettabile. Esistono numerosi produttori e marchi di sistemi divisi, suddivisi in “economia”, “classe media” ed “élite”. Separatamente, vale la pena notare i sistemi split di tipo inverter: sono dotati di un sistema in grado di mantenere la temperatura a un livello rigorosamente specificato senza cadute, abbassando e aumentando la velocità del compressore. I compressori dei condizionatori d’aria convenzionali funzionano alla stessa velocità, spegnendosi quando viene raggiunta la temperatura impostata nella stanza e riaccendendosi quando aumenta o diminuisce, a seconda della modalità operativa (raffreddamento o riscaldamento). Allo stesso tempo, le persone nella stanza si sentiranno periodicamente a disagio a causa delle variazioni di temperatura e il consumo energetico sarà elevato. Il condizionatore d’aria dell’inverter non si spegne affatto: modificando la velocità del compressore, i suoi sensori di temperatura impostano la modalità operativa che consente di mantenere la temperatura impostata dall’utente. Allo stesso tempo, il consumo di elettricità è ridotto, perché il condizionatore d’aria funziona la maggior parte del tempo con meno energia, non vi è un elevato consumo di energia con frequenti avviamenti del compressore.

Caratteristiche positive: basso livello di rumore, perché l’unità con un compressore rumoroso si trova all’esterno dell’edificio; purificazione dell’aria dalla polvere sospesa al suo interno; più efficiente di qualsiasi monoblocco, anche con la stessa potenza; è consentita l’installazione su qualsiasi parete; consumo di energia economico, specialmente nei sistemi split dell’inverter; nei sistemi multisplit, è necessaria solo un’unità esterna, ma piuttosto potente, con diverse unità interne, ad es. la facciata dell’edificio non sarà appesa con blocchi esterni.

Caratteristiche negative: alto, rispetto ai monoblocchi, costo – classe economica da 20.000 rubli; la necessità di un’installazione specializzata, con il coinvolgimento obbligatorio degli installatori; mancanza di aria fresca dall’esterno in tutti i modelli di sistemi split, ad eccezione della serie Ururu Sarara del produttore giapponese Daikin; se il blocco esterno dei sistemi multisplit fallisce, tutti i blocchi interni non funzioneranno; richiedere manutenzione obbligatoria; la maggior parte dei sistemi split non è in grado di funzionare a temperature inferiori allo zero all’esterno.

Condizionatore ibrido.In base alla progettazione, i dispositivi climatici di questo tipo sono qualcosa tra condizionatori monoblocco mobili e sistemi split: la loro unità interna è dotata di ruote ed è facile da spostare, hanno anche un’unità esterna che può essere posizionata, ad esempio, su un balcone o sospesa da una finestra sulle cinture. I blocchi sono collegati tra loro da tubi flessibili e resistenti lungo i quali si muove il refrigerante.

Caratteristiche positive: grande, rispetto ai monoblocchi mobili, raffreddamento o riscaldamento di una stanza fino a 60 m²; meno rumore; non richiede installazione professionale.

Caratteristiche negative: costo piuttosto elevato – da 17.000 rubli; è molto difficile trovare condizionatori di questo tipo nei negozi, praticamente non vengono importati; richiede la rimozione periodica della condensa dalla coppa nell’unità interna.

Come scegliere un condizionatore d’aria: raccomandazioni

Quindi, passiamo direttamente alla questione della scelta di un condizionatore d’aria. Prima di visitare i negozi e cercare un condizionatore d’aria adatto sotto tutti gli aspetti, è necessario scoprire quanto segue:

• l’effettiva necessità di raffreddare questa stanza per scoprire la potenza richiesta del condizionatore d’aria in kilowatt. Secondo uno schema semplificato, viene calcolato al ritmo di 1 kW per ogni 10 m² locali con un’altezza del soffitto non superiore a 2,7 m. Un calcolo più accurato si basa sulla posizione della stanza (lato soleggiato o ombreggiato), il numero di persone presenti in essa, il numero di elettrodomestici e apparecchi di illuminazione. Solo uno specialista può eseguire un tale calcolo, quindi contiamo sul calcolo secondo uno schema semplificato con arrotondamento a un valore più grande – nel complesso, un condizionatore d’aria con una capacità di 2,5 kW sarà sufficiente per una stanza;
• è la rete elettrica della casa in grado di sopportare un carico aggiuntivo di 2-3 kW. Spesso, il cablaggio elettrico nei vecchi edifici non è progettato per questo; sarebbe ragionevole posare una linea di cablaggio elettrica indipendente per un condizionatore d’aria, con l’installazione di un fusibile automatico indipendente nel quadro elettrico;
• determinerà il luogo di installazione del condizionatore d’aria, nel caso di scelta di un sistema diviso – il luogo di installazione dell’unità esterna, tenendo conto della necessità di una sua futura manutenzione, ad es. ci deve essere libero accesso ad esso. Quando si sceglie un luogo per l’installazione dell’unità interna, tenere presente che non è necessario posizionarlo direttamente sopra il letto, il tavolo da pranzo o il tavolo da lavoro: si spegnerà, ci saranno problemi di salute.

In base alle prestazioni e alla fascia di prezzo, i condizionatori d’aria di diversi produttori sono suddivisi in questo modo:

• classe “economia”, ha marchi di condizionatori d’aria coreani e cinesi “LG”, “Midea”, “Dantex”, “Samsung”, “Gree”, “Haier”, ecc. Il costo dei condizionatori d’aria di questi produttori parte da 15.000 rubli, la vita utile con prevenzione e manutenzione tempestive non supera i 5 anni, dopodiché saranno necessarie gravi riparazioni;
• classe media, in cui i modelli di condizionatori d’aria di marchi giapponesi ed europei “Panasonic”, “Hitachi”, “McQuay”, ecc. I condizionatori d’aria di questi marchi costano da 20.000 rubli, la durata media è di 7 anni;
• la classe “d’élite” comprende apparecchiature di produttori giapponesi che da decenni guidano il mercato mondiale dei condizionatori d’aria: Daikin, Fujitsu General, Mitsubishi Haier, ecc. Tali condizionatori d’aria hanno il maggior numero di opzioni e capacità e nella loro progettazione non vengono utilizzati materiali e schede elettroniche a basso costo. Il loro costo parte da 25.000 rubli, la durata media è di 15 anni.

I consigli generali per la scelta di un condizionatore d’aria per la tua casa sono descritti qui, inoltre dovrai scoprire:

• che tipo di garanzia offre il produttore di questo marchio di climatizzatori per il suo elemento principale: il compressore. In caso di guasto del compressore, la sua sostituzione può costare la metà del costo dell’intero condizionatore d’aria;
• quali filtri – usa e getta o riutilizzabili – sono installati sul blocco interno del sistema split, se usa e getta, quindi qual è la frequenza della loro sostituzione e il costo di quelli nuovi;
• qual è la gamma limite di temperature “stradali” in cui il sistema split funzionerà senza interruzioni, è questo condizionatore d’aria dotato di un sistema di riscaldamento per l’unità esterna a temperature inferiori allo zero. Se non esiste un sistema di riscaldamento, il condizionatore d’aria non può essere utilizzato in inverno: si congela e si guasta;
• il livello di rumore dell’unità interna del sistema split, non dovrebbe superare i 30 decibel (idealmente 25 dB);
• quali accessori sono inclusi nel kit del condizionatore d’aria – per un sistema split, avrai bisogno di circa 10 m di un tubo di rame, 5-6 m di un tubo di scarico, 4-5 m di cavi di alimentazione che collegano le unità esterne e interne (l’esatta necessità della lunghezza dei componenti dipende dalla posizione di installazione e dalla distanza tra unità esterne e interne). Il prezzo include un kit di montaggio?.

La scelta migliore sarebbe un condizionatore d’aria inverter che può sia raffreddare che riscaldare la stanza. Si noti che la funzione di riscaldamento è progettata solo per la bassa stagione, ma non per la stagione invernale – in inverno il condizionatore d’aria non viene utilizzato o viene utilizzato solo in modalità di ventilazione.

L’installazione con il coinvolgimento di specialisti in bassa stagione avrà un costo pari al 20-25% del costo del sistema split; nella stagione calda, i prezzi per l’installazione di un condizionatore d’aria possono raggiungere il 40% del costo.