Разработка теоретических основ кондиционирования воздуха

Разработка теоретических основ кондиционирования воздуха, создание прикладной науки кондиционирования воздуха появилось как объективная необходимость развития техники для разработки новых конструкций агрегатов, повышения их эффективности с учетом требований защиты окружающей среды и экономии энергии.

Впервые термин «кондиционирование воздуха» был употреблен в 1815 г., когда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». 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, заложившего основы теории психрометрии, определяющей для кондиционирования воздуха. Основные принципы кондиционирования воздуха были впервые сформулированы профессором Берлинского королевского технологического института Германом Ритшелом, когда он в 1894 г. опубликовал «Руководство по расчету и проектированию установок вентиляции и отопления». В этой книге был раздел, посвященный охлаждению помещений. Впервые были определены основные положения: расчет нагрузки на систему охлаждения, первая и вторая рециркуляция воздуха, возможность охлаждения воздуха с осушением, необходимость применения байпаса при охлаждении воздуха, формулы для расчета расхода приточного воздуха, расчета воздухоохладителя, пример расчета охлаждения помещения. Принципы Ритшела получили развитие в выступлении американского инженера Г. Эйсерта «Охлаждение закрытых помещений» на собрании Американской ассоциации инженеров по отоплению и вентиляции в 1896 г. и в проектах одного из ведущих в то время инженеров Альфреда Вольфа, разработавшего проекты охлаждения помещений медицинского колледжа (1899 г.), фондовой биржи в Нью-Йорке (1901 г.), национального банка в Ганновере (1903 г.). Идея байпаса охладителя реализована Вудбриджем в здании Капитолия США (1895 г.) и впоследствии в Венском театре (1909 г.).

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. Он первым показал необходимость учета совместного действия на человека температуры, относительной влажности и подвижности воздуха в 1861 г.

Как упоминалось выше, Кэрриер исследовал и анализировал процессы тепло- и массообмена между воздухом и чистой водой, а также раствором хлористого кальция в камере орошения, а в 1911 г. опубликовал психрометрическую диаграмму влажного воздуха t-x (температура по сухому термометру — влагосодержание). В 1918 г. русский профессор Л. К. Рамзин разработал i - d диаграмму влажного воздуха (энтальпия -влагосодержание). В странах Европы обычно применяют 1-х диаграмму влажного воздуха (энтальпия — влагосодержание) француза Молье, которая была им опубликована в 1921 г. Впервые на уровне международного сотрудничества признается приоритет России в лице профессора Л.М. Рамзина (1918 г.) в построении i - d диаграммы влажного воздуха в изданном ЦНИИпромзданий совместно с фирмой «Daikin» в 1980 г. «Англо-русско-японском терминологическом словаре по кондиционированию воздуха»

В последующие годы исследованиями в области влагообмена между воздухом и водой занимались Льюис, Меркель, Вольф, Акерман. В 1922 г. Льюис в работе «Испарение жидкости в газ», анализируя случай испарения жидкости при установившемся состоянии, без подвода теплоты извне, вывел, что отношение коэффициента теплообмена к коэффициенту влагообмена равно теплоемкости влажного воздуха. В 1925 г. Меркель, построивший на основании соотношения Льюиса стройную теорию процесса испарительного охлаждения воды, проверил соотношение Льюиса, экспериментируя с небольшим охладителем воды, заполненным металлическими кольцами Рашига. Дальнейшие исследования Гильперта, Шроппома, Линге в 20-30-х гг. XX в. показали, что соотношение Льюиса при небольшой интенсивности теплообмена и невысоких температурах, имеющих место в аппаратах кондиционирования воздуха, можно считать справедливым. Заслугой Меркеля считают вывод основного уравнения теплообмена между воздухом и водой, названного уравнением Меркеля. Линге, проводя многочисленные опыты при контакте воздуха с растворами солей в 1929 г., показал, что парциальное давление водяных паров в пограничном слое воздуха над растворами солей значительно ниже, чем давление над чистой водой при той же температуре. Он доказал, что парциальное давление над раствором соли зависит только от температуры замерзания раствора и практически одинаково для растворов различных солей, имеющих одинаковую температуру замерзания.


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒