Научные методы и принципы формирования домашней среды: система вентиляции и кондиционирования дома

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение       высшего профессионального образования

«Чувашский государственный

педагогический университет  им. И.Я. Яковлева»

 

Кафедра теории и методики дошкольного образования

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

на тему:

«Научные методы и принципы формирования домашней среды: система  вентиляции и кондиционирования  дома » 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнила

Студентка 4 курса

Яковлева Н.Г.

Научный руководитель: к. п. н.

Дерябина М.Ю.

Оценка после защиты: _________________

Дата защиты:28.12.2012

 

 

 

 

Содержание 

Введение 3

Глава 1. История  создания и классификация систем вентиляции и кондиционирования 4

1.1. История создания систем вентиляции и кондиционирования 4

1.2. Классификация систем вентиляции и кондиционирования 8

Глава 2. Организация вытяжной вентиляции в жилых домах ……………………...26

2.1.  Вентиляция  жилых домов 26

2.2. Организация  вытяжной вентиляции в жилых  домах 30

Заключение 33

Список используемой литературы 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Здоровье, работоспособность, да и просто самочувствие человека в значительной степени определяются условиями микроклимата и воздушной  среды в жилых и общественных помещениях, где он проводит значительную часть своего времени.

Если говорить о физиологическом  воздействии на человека окружающего  воздуха, то следует напомнить, что  человек в сутки потребляет около 3 кг пищи и 15 кг воздуха. Что это за воздух, какова его свежесть и чистота, душно, жарко или холодно человеку в помещении, во многом зависит от инженерных систем, специально предназначенных  для обеспечения воздушного комфорта.

Системы кондиционирования  и вентиляции все больше обуславливают  комфорт нашей жизни, актуальность этого явления и послужила  причиной написания данной работы, целью которой является исследование этих систем.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Выяснить значение кондиционирования воздуха опираясь на историю создания кондиционеров.
2. Классифицировать системы вентиляции.
3. Классифицировать системы кондиционирования воздуха.

Объект исследования: домашняя среда.

Предмет исследования: система  вентиляции и кондиционирования.

Методом исследования является обобщение и анализ научно-теоретических  источников по теме исследования.

 

 

Глава 1. История создания и классификация систем вентиляции и кондиционирования

1. История создания систем вентиляции и кондиционирования

 

Мало кто знает, что  слово кондиционер впервые было произнесено вслух еще в 1815 году. Именно тогда француз Жан Шабаннес получил британский патент на метод "кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях". Однако, практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Карриер собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати.

Правда, уже через год  аристократия Европы, посещая Кельн, считала своим долгом посетить местный  театр. Причем, живой интерес публики  вызывала не только (и не столько) игра труппы, а приятный холодок царивший в зрительном зале даже в самые  знойные месяцы. А когда в 1924 году система кондиционирования была установлена в одном из универмагов  Детройта, наплыв зевак был просто умопомрачительным. Если бы хозяин заведения  догадался брать плату за вход, то, наверное, в короткий срок обогнал  бы и Форда, и Рокфеллера. Впрочем, заведение внакладе не осталось в считанные дни его оборот вырос более чем в три раза.¹

Эти первые аппараты и стали  предками современных систем центрального кондиционирования воздуха. Уже  в те годы существовали водоохлаждающие машины чиллеры, внутренние блоки фанкойлы и нечто напоминающее современные центральные кондиционеры.

 

 

Со временем появлялись более  совершенные компрессоры, в качестве хладагента стал использоваться фреон, а фанкойлы стали похожими на внутренние блоки сплит-систем. Однако принципиальная схема работы традиционных центральных  систем кондиционирования осталась неизменной и по сей день.

"Ископаемым" предком  всех современных сплит-систем  и оконников может считаться  первый комнатный кондиционер,  выпущенный компанией General Electric еще  в 1929 году. Поскольку в качестве  хладагента в этом устройстве  использовался аммиак, пары которого  небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера  были вынесены на улицу. То  есть, по своей сути, это устройство  было самой настоящей сплит-системой. Однако, начиная с 1931 года, когда был изобретен безопасный для человеческого организма хладагент фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни. Более того, в США, Латинской Америке, на Ближнем Востоке и в Индии «оконники» до сих пор являются наиболее популярным типом кондиционеров.² Причины их успеха очевидны: они примерно вдвое дешевле аналогичных по мощности сплит-систем, а их монтаж не требует наличия специальных навыков и дорогостоящего инструмента. Последнее особенно важно вдали от очагов цивилизации, где легче отловить снежного человека, нежели найти гражданина знакомого с труборезом и заправочной станцией с блоком манометров.

Долгое время лидерство  в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию  воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата.

В 1958 году Японская компания Daikin разработала первый тепловой насос, тем самым, научив кондиционеры работать на тепло. А еще через три года произошло событие в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха. Это начало массового выпуска сплит-систем. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях оборудованных сплит-системами намного тише, чем в комнатах, где работаю оконники. Интенсивность звука уменьшена на порядок. Второй огромный плюс—это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте.

Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные  и встраиваемые в подвесной потолок—кассетные  и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна — различные  типы внутренних блоков позволяют создавать  наиболее оптимальное распределение  охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения. ³

В 1969 году компания Daikin выпустила  кондиционер, в котором с одним  внешним блоком работало сразу несколько  внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в  себя от двух до шести внутренних блоков, различных типов.

Существенным нововведением  стало появление кондиционера инверторного типа. В 1981 году компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а уже в 1998 году инверторы заняли 95% японского рынка.

 

Ну и, наконец, последний  из наиболее популярных в мире типов  кондиционеров—VRV—системы были предложены компанией Daikin в 1982 году. Центральные  интеллектуальные системы типа VRV состоят  из наружных и внутренних блоков, которые  могут быть удалены друг от друга  на 100 метров, причем 50 из них по вертикали. К тому же, установка VRV-систем достаточно проста и не занимает много времени. Монтаж можно вести даже после  проведения отделочных работ, а при  острой необходимости — не прерывая работу офиса. Возможен и поэтапный  ввод мощностей, с отдельных этажей или помещений. А вот традиционные центральные системы кондиционирования  надо закладывать в проект еще  на стадии строительства.

Благодаря целому ряду уникальных достоинств VRV системы составили  серьезную конкуренцию традиционным центральным системам кондиционирования  воздуха, а в ряде стран, например в Японии, практически полностью  вытеснили их с рынка.

Конечно, на этом прогресс в  развитии климатической техники  не закончился, однако сейчас совершенствуются уже существующие типы оборудования. Появляются новые функциональные возможности, меняется дизайн, разрабатываются новые  холодильные агенты.

 

 

 

 

 

2. Классификация систем вентиляции и кондиционирования

 

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена  для обеспечения заданного состояния  воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).    

Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических  параметров в помещениях различного назначения.    

При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением  помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений  и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:     

1. По способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением.     

2. По назначению: приточные и вытяжные.    

3. По зоне обслуживания: местные и общеобменные.    

4.По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные.

Естественная вентиляция.     

Перемещение воздуха в  системах естественной вентиляции происходит:     

• вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и  воздуха в помещении, так называемой аэрации;    

• вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем — вытяжным устройством (дефлектором), установленным  на кровле здания;    

• в результате воздействия  так называемого ветрового давления.     

Аэрацию применяют в цехах  со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных  газов в приточном воздухе  не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка  приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование  тумана или конденсата.   

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет  из него менее плотный теплый воздух.     

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.     

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха  создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад  по высоте между уровнем забора воздуха  из помещения и его выбросом через  дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина  горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах — не превышать 1 м/с.    

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, —  пониженное давление (разрежение).    

Если в ограждениях  здания имеются проемы, то с наветренной  стороны атмосферный воздух поступает  в помещение, а с заветренной  — выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит  от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих  разностей давлений.    

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической  энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

Механическая вентиляция.     

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие  перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие  системы могут подавать и удалять  воздух из локальных зон помещения  в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости  воздух подвергают различным видам  обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.     

Следует отметить, что в  практике часто предусматривают  так называемую смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.    

В каждом конкретном проекте  определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом  отношении, а также экономически и технически более рациональным.