Искусственный климат


Где найти прохладный уголок в жаркий летний день? Даже каменные стены зданий не могут служить защитой от зноя. Накаляясь от солнца, стены нагревают и помещение. Работоспособность человека при жаре снижается. Нередко хозяйки занавешивают окна, смачивают пол водой, и в комнате становится прохладнее: испарение воды отнимает тепло от окружающего воздуха.

Но только мощные холодильные машины позволяют создать в помещении необходимый тепловой режим — искусственный климат. Для работы и для отдыха человека наиболее благоприятна температура от +18 до +22°. На состояние его и самочувствие влияет и влажность воздуха.

Схема кондиционирования воздуха в кинотеатре.
Схема кондиционирования воздуха в кинотеатре.

Искусственное получение необходимой температуры и влажности воздуха называется кондиционированием. Различают комфортное кондиционирование и промышленное. Комфортное кондиционирование создает наиболее благоприятные для людей условия в квартирах, кинотеатрах, столовых, поездах дальнего следования, на заводах и в различных учреждениях. Мощные вентиляторы отсасывают из помещений через отверстия в полу, в нижней части стен или под сиденьями в поезде, в кино теплый воздух. По специальным воздуховодам он попадает в камеру, где холодный водяной душ снижает его температуру. Затем охлажденный воздух подается вентиляторами через верхние отверстия обратно в помещение. А отеплившаяся в камере вода охлаждается в испарителе холодильной машины до +8-10° и снова возвращается в «камеру душирования».

Испаритель домашнего кондиционера расположен в комнате. Вентилятор прогоняет через него теплый воздух и возвращает его обратно в комнату. Конденсатор расположен на улице. Поэтому все отобранное тепло отдается наружному воздуху.

Домашние кондиционеры будут особенно удобны, когда в холодильной технике главная роль будет принадлежать полупроводникам (подробнее об этом см. ст. «Полупроводники в технике»).

Промышленное, или технологическое, кондиционирование обслуживает разные производственные процессы. Например, при сборке особо точных приборов и инструментов в помещении необходимо поддерживать строго определенную температуру. Отклонение на полградуса уже нарушает точность сборки, так как с изменением температуры меняются линейные размеры деталей. Промышленное кондиционирование применяется также в химической, текстильной, полиграфической промышленности.

Искусственный климат нужен и для различных специальных целей, например для того, чтобы узнать, смогут ли нормально развиваться растения и животные в новых для них климатических условиях. С помощью холодильных установок можно проверить работу двигателей, приборов, «поведение» различных материалов в условиях, скажем, полярного климата.

Для испытания авиационных двигателей и приборов требуется низкая температура и пониженное давление, характерные для верхних слоев атмосферы. Эти условия создаются в специальных термобарокамерах. Холодильные машины поддерживают в них температуру до — 70-100°, а вакуум-насосы создают необходимое разрежение.

 

ОТОПЛЕНИЕ ХОЛОДОМ

Слова «отопление» и «холод» так не вяжутся друг с другом, что на первый взгляд это сочетание может показаться шуткой. Но давайте вдумаемся в сущность работы холодильной установки. Куда девается тепло, которое холодильный агент отбирает при кипении в испарителе от рассола или воздуха? Куда девается тепло, полученное во время сжатия паров в компрессоре?

Мы уже знаем, что это тепло отдается окружающему воздуху или воде, которые охлаждают конденсатор. Значит, во время работы установки окружающая среда все время нагревается. Если установить испаритель холодильной установки в реке, а конденсатор с воздушным охлаждением — в комнате, то река будет охлаждаться, а отбираемое у нее тепло нагреет воздух в комнате. Холодильная машина превратилась в тепловой насос. При таком способе отопления затраты энергии примерно в 3 раза меньше, чем при непосредственном превращении электрической энергии в тепло.