Como escolher um ar condicionado

Neste artigo: História da Criação; qual refrigerante é usado em condicionadores de ar; como o ar condicionado funciona e funciona; modos de operação de sistemas split e condicionadores de ar; tipos de condicionadores de ar domésticos, seus prós e contras; recomendações para escolher um ar condicionado.

O verão tem muitas vantagens e uma das principais desvantagens é o calor, que causa aumento da sudorese e requer grande quantidade de água para resfriar o corpo. Existem duas maneiras eficazes de lidar com o calor do verão: submergir o corpo na água e, assim, baixar a temperatura interna; adquira equipamentos climáticos para ar-condicionado e traga um ambiente mais confortável para o ambiente. Uma vez que o primeiro método, infelizmente, raramente está disponível para nós, consideraremos o segundo método em detalhes e tentaremos descobrir o que é um ar condicionado e como escolhê-lo corretamente para suas necessidades..

História do ar condicionado

O primeiro experimento em objetos de resfriamento rápido a baixas temperaturas foi realizado por Benjamin Franklin e o químico John Hadley em 1758. Eles tentaram alterar as leituras de um termômetro de mercúrio usando líquidos de evaporação rápida – éter e álcool. Franklin e Hadley conseguiram alterar a leitura do termômetro para -13 ° C, e na sala onde o experimento foi realizado a temperatura era de +18 ° C.

No entanto, o princípio de operação das unidades de refrigeração modernas foi descoberto apenas em 1820 – o cientista inglês Michael Faraday, no decorrer de experimentos sobre congelamento e aquecimento da amônia, descobriu que quando ela era levada ao estado líquido e evaporava ativamente, o ar era resfriado. Assim, o princípio de funcionamento de um dispositivo de refrigeração, no qual o refrigerante evapora com a absorção do calor e, ao retornar ao estado líquido, libera esse calor absorvido de volta, foi praticamente descoberto por Faraday.

Michael Faraday (22 de setembro de 1791 – 25 de agosto de 1867)

Mas os inventores daquela época se esforçaram muito para organizar o ar condicionado no gelo derretido. A primeira e relativamente eficaz forma de resfriar o ar interno foi inventada pelo médico John Gorrie na tentativa de reduzir de alguma forma o sofrimento dos pacientes com malária e febre amarela em seu hospital na cidade de Apalachicola (Flórida, EUA). Ele inventou e construiu uma máquina geradora de gelo e esperava que sua invenção se tornasse popular, embora sua máquina de gelo estivesse trabalhando com frequentes interrupções e vazamentos. No entanto, sua invenção não se tornou tão popular..

Em 1851, um fabricante de gelo mecânico equipado com um compressor foi inventado pelo inglês James Harrison – sua invenção produzia 3.000 kg de gelo por dia. Incentivado por Harrison, ele tentou implantar a instalação em navios carregados de carne bovina, mas o transporte experimental de carne congelada em câmaras com gelo produzido pela máquina de gelo da Harris falhou – o gelo derreteu mais rápido do que o gerador poderia produzir seu novo lote e o lote de carne teve que ser jogado ao mar.

A primeira unidade de ar condicionado verdadeiramente eficiente foi criada pelo engenheiro inventor Willis Carrier em 1902, encomendada pela gráfica Sackett-Wilhelms.

Ao criar a instalação, Carrier utilizou os seus conhecimentos na área do aquecimento a vapor – passou o ar do compressor para as tubagens, nas quais instalou serpentinas em espiral com água fria a circular através delas. O aparelho de ar condicionado, inventado por Willis Carrier, permitia não só resfriar o ar das instalações, mas também não aumentava o nível de umidade das mesmas, importante para equipamentos de impressão e papel, e a eficiência dos funcionários da fábrica aumentava significativamente. Willis Carrier, fundador da empresa de sistemas de ventilação Carrier Corporation, é reconhecido mundialmente como o criador da primeira unidade de ar condicionado. A propósito, foi a empresa da Carrier que começou a produzir ar condicionado doméstico (quarto) – isso aconteceu em 1929.

Stuart Kramer. (1868 – 1940)

Mas a autoria do termo comum “ar condicionado” pertence ao americano Stuart Kramer, que em 1906 se dedicava a pesquisas na área de aumento da umidade do ar nas lojas de uma fábrica têxtil em Charlotte (Carolina do Norte, EUA). Em um pedido de patente para uma planta que evapora água enquanto aumenta a umidade do ar e ao mesmo tempo resfria, Kramer chamou sua invenção de ar condicionado. O termo sonoro e atraente foi imediatamente adotado por Willis Carrier, acrescentando-o ao nome de sua empresa..

O problema do refrigerante permaneceu – amônia, propano, clorometano e dióxido de enxofre, que realizaram essa tarefa nos primeiros condicionadores de ar, eram venenosos e explosivos, os fabricantes de condicionadores de ar foram forçados a dividir as unidades de ar condicionado em duas unidades divididas e remover a unidade de refrigeração o mais longe possível das instalações onde estavam localizados. pessoas. Tudo mudou em 1928, quando o engenheiro químico americano Thomas Midgley Jr. e o cientista químico Albert Henne sintetizaram o refrigerante diclorofluorometano, que chamaram de Freon. Freon não era inflamável e à prova de explosão, não causava envenenamento em caso de vazamento – graças às suas propriedades, tornou-se possível produzir um ar condicionado monobloco semelhante ao “BK” soviético.

Os primeiros condicionadores de ar de janela, em 1929, foram colocados no mercado pela General Electric, embora ainda fossem extremamente perigosos – o refrigerante neles era a amônia. Depois de substituir a amônia pelo freon em 1931, a produção de condicionadores de ar de janela foi retomada por várias empresas americanas ao mesmo tempo, sua popularidade aumentou drasticamente.

25 anos atrás, cientistas ambientais descobriram que o refrigerante freon causa danos colossais à camada de ozônio da Terra..

No entanto, em meados do século 20, os americanos perderam a liderança no campo de aparelhos de ar condicionado doméstico e industrial – as empresas japonesas começaram a liderar, oferecendo aparelhos de ar condicionado mais baratos e de melhor qualidade que superavam os americanos em suas características. Em 1958, o fabricante japonês Daikin lançou o primeiro ar condicionado capaz não só de resfriar, mas também de aquecer o ar interno. E em 1961, a Toshiba fez sucesso no mercado de ar condicionado ao reviver a produção de sistemas divididos em dois blocos – uma unidade com um compressor barulhento foi montada fora das instalações, e tal divisão poderia ser instalada em qualquer lugar, não apenas onde houvesse uma janela. O primeiro sistema multi-split, no qual havia uma unidade externa com um compressor e várias unidades de ar condicionado interno, foi novamente desenvolvido pela japonesa “Daikin” – em 1969.

A propósito, o ar condicionado soviético com o nome despretensioso de “ar condicionado doméstico” ou “BK”, cuja produção foi lançada em Baku (Azerbaijão) em 1975, foi criado em conjunto com engenheiros japoneses da empresa Hitachi. Era barulhento, volumoso, consumia muita energia e era fabulosamente caro, mas não havia outra opção para os cidadãos da URSS superar o calor do verão em suas casas..

Ar condicionado soviético BK-1500

Os protótipos de todos os modernos sistemas split e condicionadores de ar foram criados no Japão: 1977 – condicionador de ar com microprocessador (empresa Toshiba); 1981 – um condicionador de ar inverter capaz de diminuir e aumentar de forma independente a frequência de operação do compressor, o que reduziu significativamente o consumo de energia (Toshiba); 1982 VRV ou Circuito de Refrigerante Variável (Daikin).

25 anos atrás, cientistas ambientais descobriram que o refrigerante freon causa danos colossais à camada de ozônio da Terra. De acordo com os resultados dos estudos ambientais, foi adotado o Protocolo de Montreal, segundo o qual os principais países fabricantes do mundo são obrigados a interromper completamente o uso do freon (R-12) até 2014, substituindo-o por 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R-134a) mais seguro.

O dispositivo e o princípio de operação do ar condicionado

Independentemente do número de unidades, quaisquer condicionadores de ar, exceto o caso, consistem nos seguintes elementos:

• um compressor que comprime e conduz o refrigerante através dos tubos do circuito de refrigeração;
• um condensador, externamente reminiscente de um radiador, é sempre descarregado para fora (fora da sala), convertendo o refrigerante de um estado gasoso para um líquido;
• um evaporador, também semelhante em projeto a um radiador, localizado na seção interna ou, no caso de um monobloco, na seção de ar condicionado voltada para o ambiente. Converte o refrigerante do estado líquido para o gasoso;
• um acelerador (válvula de termorregulação) ou um tubo capilar em espiral que reduz a pressão do refrigerante no circuito antes de entrar no evaporador;
• ventiladores, a rotação dos quais aumenta a taxa de troca de calor entre o condensador e o evaporador com o ambiente de ar externo.

Além dos elementos básicos, um ar condicionado moderno é equipado com sensor de temperatura, controle eletrônico e filtros de ar.

1 – compressor, 2 – válvula de quatro vias, 3 – circuito de controle eletrônico, 4 – ventilador externo, 5 – condensador, 6 – refrigerante circula por esses tubos, 7 – ventilador interno, 8 – evaporador, 9 – filtro grosso (preliminar), 10 – filtro fino.

Agora sobre como funciona o ar condicionado. Todos os seus elementos descritos acima, com exceção dos ventiladores, são interligados por tubos de cobre ou alumínio de paredes finas. Um circuito fechado de refrigeração é formado, contendo refrigerante e algum óleo de compressor.

Modo de refrigeração. Quando o ar condicionado é ligado, o refrigerante na forma de gás começa a fluir do evaporador para o compressor, com uma temperatura de 10 a 20 ° C e sob uma pressão de três a cinco atmosferas. No compressor, o refrigerante é comprimido, sua pressão aumenta de 15 para 25 atmosferas, aquece até uma temperatura de 70 a 90 ° C e entra no condensador pelos tubos do circuito. O aquecimento do condensador, por onde o refrigerante entra, é reduzido pela operação intensiva dos ventiladores. Resfriando, o refrigerante passa para o estado líquido, sua temperatura é mais alta que a da atmosfera externa – cerca de 10-20 ° C, a pressão é bastante alta.

Na saída do condensador, o refrigerante entra no tubo capilar ou válvula termorreguladora, a temperatura e a pressão diminuem, passando parcialmente para o estado gasoso. Esta mistura de refrigerante gasoso e líquido, sob baixa pressão, é introduzida no evaporador. Nele, a parte líquida do refrigerante torna-se completamente um gás, enquanto o calor externo é absorvido ativamente – o ar bombeado pelo ar condicionado e passado pelo evaporador torna-se frio. Depois que o refrigerante no estado gasoso e sob baixa pressão entra no compressor novamente – o processo começa do início.

Modo de aquecimento (bomba de calor) ou reverso. Quase todos os modelos e marcas de sistemas split modernos são capazes não apenas de condicionar (resfriar) o ar no ambiente, mas também de aquecê-lo fornecendo ar quente. Para executar esta função, o ar condicionado é equipado com uma válvula especial – uma válvula de quatro vias, capaz de mudar a direção do fluxo do refrigerante do compressor na direção direta ou reversa sob o controle de um solenóide. O princípio do aquecimento é semelhante ao princípio do modo de resfriamento – a diferença é que o refrigerante passa pelos estágios de alta, baixa pressão, subida e queda de temperatura em um ciclo oposto ao ciclo de resfriamento. Essa. o condensador da unidade externa (externa) do sistema de divisão é resfriado e o evaporador da unidade interna é aquecido, liberando calor para o ar soprado pelos ventiladores na sala.

Modo de ventilação em sistemas divididos.Neste modo, o compressor é desligado, o movimento do refrigerante no sistema é completamente interrompido – a unidade interna do sistema split mistura o ar dentro da sala usando ventiladores. Isso permitirá, por exemplo, distribuir de maneira mais eficiente o ar quente proveniente das baterias de aquecimento, movê-lo com ar frio – ou seja, criar um clima homogêneo de temperatura interna.

Modo de desumidificação.Quando o evaporador esfria, a umidade contida na atmosfera da sala se condensa em seu invólucro de metal – ela se acumula na bandeja. Trabalhando no modo de resfriamento, o ar condicionado acumula e drena o condensado do palete automaticamente: em sistemas divididos através de um tubo de plástico conduzido da unidade interna (interna) para o sistema de esgoto ou externamente; em aparelhos de ar condicionado monobloco (janela), a umidade é descarregada através de um tubo de metal, cuja saída está localizada abaixo do lado externo (da rua).

Tipos de condicionadores de ar domésticos

Entre os diversos aparelhos de ar condicionado, apenas quatro são totalmente domésticos: janela (monobloco), móvel, monobloco de parede, sistema split e ar condicionado híbrido.

Condicionadores monoblocoexternamente semelhantes ao BC soviético, mas têm dimensões menores e se distinguem por características de alta qualidade – são menos barulhentos, frequentemente capazes de não apenas resfriar, mas também aquecer o ambiente.

Suas características positivas: baixo custo – de 7.000 rublos; climatização, purificação e introdução de ar fresco proveniente da rua nas instalações; fácil instalação em uma moldura de janela ou em um orifício preparado disposto em uma parede fina, sem necessidade de instaladores com equipamentos especiais.

Características negativas: baixa produtividade, suficiente apenas para uma pequena sala; a instalação em estruturas de janela de plástico ou alumínio com vidros duplos é permitida apenas se for assumida com antecedência, mesmo na fase de pedido da moldura, e possuir uma abertura preparada para o tamanho do ar condicionado.

Ar condicionado móvelpelo seu design, não é diferente de um monobloco de janela, apenas é equipado com uma distância entre eixos e não é instalado permanentemente. Para remover o ar quente, o ar condicionado móvel possui uma mangueira flexível com um prendedor que permite fixá-lo em uma janela ligeiramente aberta.

Características positivas do condicionador de ar móvel: não requer instalação; mover-se facilmente de uma sala para outra; não é caro – o custo é de 10.000 rublos.

Características negativas: baixo consumo de energia – é suficiente para apenas uma sala; o ar não preparado de fora fluirá pela janela ligeiramente aberta; aquecimento ou resfriamento sem a introdução de ar fresco da rua; requer remoção manual de condensado.

Monobloco montado na parede.Externamente, é semelhante ao bloco interno de um sistema split e também é montado na parede. Suas características positivas e negativas são semelhantes às características de um ar condicionado móvel, custa a partir de 16.000 rublos, durante a operação é mais ruidoso do que uma unidade de sistema dividido. A principal vantagem é a localização, ou seja, não vai ficar sob os pés.

Sistema de divisão. Hoje, os sistemas de divisão são o dispositivo mais popular e difundido para manter um clima interno aceitável. Existe um grande número de fabricantes e marcas de sistemas split, divididos em “economia”, “classe média” e “elite”. Separadamente, vale destacar os sistemas split tipo inversor – são dotados de um sistema capaz de manter a temperatura em um nível estritamente especificado sem quedas, reduzindo e aumentando a velocidade do compressor. Os compressores dos condicionadores de ar convencionais funcionam na mesma velocidade, desligando quando a temperatura ambiente definida é atingida e ligando novamente quando sobe ou desce, dependendo do modo de operação (refrigeração ou aquecimento). Ao mesmo tempo, as pessoas na sala se sentirão desconfortáveis ​​periodicamente devido às mudanças de temperatura e o consumo de energia será alto. O inversor de ar condicionado não desliga de forma alguma – ao alterar a velocidade do compressor, seus sensores de temperatura configuram o modo de operação que permite manter a temperatura definida pelo usuário. Ao mesmo tempo, o consumo de eletricidade é reduzido, porque o ar condicionado opera na maior parte do tempo com menos energia, não há alto consumo de energia com partidas frequentes do compressor.

Características positivas: baixo nível de ruído, porque a unidade com compressor barulhento fica fora do prédio; purificação do ar de poeira suspensa nele; mais eficiente do que quaisquer monoblocos, mesmo com a mesma potência; a instalação em qualquer uma das paredes é permitida; consumo de energia econômico, especialmente em sistemas de divisão do inversor; em sistemas multisplit, apenas uma unidade externa, mas bastante poderosa, é necessária, com várias internas, ou seja, a fachada do prédio não será suspensa com blocos externos.

Características negativas: alto, em comparação com monoblocos, custo – classe econômica de 20.000 rublos; a necessidade de instalação especializada, com envolvimento obrigatório dos instaladores; falta de fornecimento de ar fresco externo em quaisquer modelos de sistemas split, com exceção da série Ururu Sarara da fabricante japonesa Daikin; se o bloco externo de sistemas multisplit falhar, todos os blocos internos não funcionarão; requerem manutenção obrigatória; a maioria dos sistemas divididos não são capazes de operar em temperaturas abaixo de zero fora.

Ar condicionado híbrido.Por design, os dispositivos climáticos deste tipo são algo entre condicionadores de ar monobloco móveis e sistemas split – sua unidade interna é equipada com rodas e é fácil de mover, eles também têm uma unidade externa que pode ser colocada, por exemplo, em uma varanda ou suspensa de uma janela por cintos. Os blocos são conectados uns aos outros por mangueiras flexíveis e duráveis ​​ao longo das quais o refrigerante se move.

Características positivas: grande, em comparação com monoblocos móveis, energia – resfriamento ou aquecimento de uma sala até 60 m²; menos barulho; não requer instalação profissional.

Características negativas: custo bastante elevado – de 17.000 rublos; É muito difícil encontrar condicionadores de ar desse tipo nas lojas, praticamente não são importados; requer a remoção periódica de condensado do reservatório na unidade interna.

Como escolher um ar condicionado – recomendações

Então, vamos direto ao assunto da escolha de um ar condicionado. Antes de visitar lojas e procurar um ar condicionado que seja adequado em todos os aspectos, você precisa descobrir o seguinte:

• a necessidade real de resfriar esta sala para descobrir a potência necessária do ar condicionado em quilowatts. De acordo com um esquema simplificado, é calculado à razão de 1 kW para cada 10 m² Instalações com pé-direito não superior a 2,7 M. Um cálculo mais preciso baseia-se na localização da divisão (lado ensolarado ou à sombra), número de pessoas presentes, número de eletrodomésticos e luminárias. Apenas um especialista pode realizar tal cálculo, portanto, contamos com o cálculo de acordo com um esquema simplificado com arredondamento para um valor maior – em geral, um ar condicionado com capacidade de 2,5 kW será suficiente para uma sala;
• é a rede elétrica da casa capaz de suportar uma carga adicional de 2-3 kW. Muitas vezes a fiação elétrica das casas do antigo prédio não é projetada para isso, seria razoável estabelecer uma fiação independente para o ar condicionado, com a instalação de um fusível automático independente no quadro elétrico;
• irá determinar o local de instalação do ar condicionado, no caso de escolha de um sistema split – o local de instalação da unidade exterior, tendo em conta a necessidade da sua futura manutenção, ou seja, deve haver livre acesso a ele. Ao escolher um local para instalar a unidade interna, observe que você não deve colocá-la diretamente acima da cama, mesa de jantar ou mesa de trabalho – ela explodirá, haverá problemas de saúde.

De acordo com seu desempenho e faixa de preço, os condicionadores de ar de diferentes fabricantes são subdivididos aproximadamente assim:

• classe “economia”, tem ar condicionado das marcas coreana e chinesa “LG”, “Midea”, “Dantex”, “Samsung”, “Gree”, “Haier”, etc. O custo dos condicionadores de ar desses fabricantes começa em 15.000 rublos, a vida útil com prevenção e manutenção oportuna não é mais do que 5 anos, após os quais reparos sérios serão necessários;
• classe média, em que os modelos de condicionadores de ar das marcas japonesas e europeias “Panasonic”, “Hitachi”, “McQuay”, etc. Os condicionadores de ar dessas marcas custam a partir de 20.000 rublos, a vida útil média é de 7 anos;
• a classe “elite” inclui equipamentos de fabricantes japoneses que lideram o mercado global de ar condicionado há décadas – Daikin, Fujitsu General, Mitsubishi Haier, etc. Esses condicionadores de ar têm o maior número de opções e recursos, e não são usados ​​materiais baratos e placas eletrônicas em seu projeto. Seu custo começa em 25.000 rublos, a vida útil média é de 15 anos.

Recomendações gerais para a escolha de um ar condicionado para sua casa são descritas aqui, além de você precisar descobrir:

• que garantia dá o fabricante desta marca de ar condicionado para o seu elemento principal – o compressor. No caso de quebra do compressor, substituí-lo pode custar metade do custo de todo o ar condicionado;
• quais filtros – descartáveis ​​ou reutilizáveis ​​- são instalados no bloco interno do sistema split, se descartáveis, qual a frequência de sua troca e o custo dos novos;
• qual é a faixa limite de temperaturas “de rua” em que o sistema split funcionará sem interrupções, este ar condicionado está equipado com um sistema de aquecimento da unidade externa em temperaturas abaixo de zero. Se não houver sistema de aquecimento, o ar condicionado não poderá ser usado no inverno – ele congelará e falhará;
• o nível de ruído da unidade interna do sistema split, não deve exceder 30 decibéis (idealmente 25 dB);
• quais acessórios estão incluídos no kit de ar condicionado – para um sistema dividido, você precisará de cerca de 10 m de um tubo de cobre, 5-6 m de um tubo de drenagem, 4-5 m de cabos de alimentação conectando as unidades externa e interna (a necessidade exata do comprimento dos componentes depende do local de instalação e da distância entre unidades externas e internas). O preço inclui kit de montagem.

A melhor escolha seria um condicionador de ar inverter que resfrie e aqueça o ambiente. Observe que a função de aquecimento é projetada apenas para a baixa temporada, mas não para a temporada de inverno – no inverno, o ar condicionado não é usado, ou é usado apenas no modo de ventilação.

A instalação com envolvimento de especialistas na entressafra custará um valor igual a 20-25% do custo do sistema split, na estação quente os preços de instalação do ar condicionado podem chegar a 40% do custo.