Охлаждение без кондиционера: Как охладить комнату в жару без кондиционера: популярные способы

Окна, выходящие на восток и запад, затенять труднее.Жалюзи и шторы не очень хороши, поскольку они закрывают вид и дневной свет, а если они расположены внутри окна, тепло действительно проникает в здание. По этой причине предпочтительны внешние ставни, которые часто можно увидеть на старых зданиях во Франции и Италии.

2. Краски и глазури

В настоящее время крыши часто окрашивают специальными пигментами, которые отражают солнечное излучение — не только в видимом диапазоне света, но и в инфракрасном спектре.Они могут снизить температуру поверхности более чем на 10 ° C по сравнению с обычной краской. Также помогает высокоэффективное солнечное остекление на окнах с покрытиями, которые являются «спектрально избирательными», что означает, что они удерживают солнечное тепло снаружи, но пропускают дневной свет.

Существует также фотохромное остекление, которое меняет прозрачность в зависимости от интенсивности света (например, некоторые солнцезащитные очки), и термохромное остекление, которое становится темнее в жаркую погоду, что также может помочь. В настоящее время разрабатываются даже термохромные краски, которые поглощают свет и тепло в холодное время года и отражают его в горячем состоянии.

3. Строительные материалы

Здания, построенные из камня, кирпича или бетона или встроенные в землю, могут ощущаться прохладнее благодаря высокой «тепловой массе» этих материалов, то есть их способности медленно поглощать и отдавать тепло, тем самым сглаживая температуры с течением времени. , делая дневное время прохладнее, а ночное — теплее. Если вы когда-либо посещали каменную церковь в разгар итальянского лета, вы, вероятно, почувствовали этот охлаждающий эффект в действии.

К сожалению, современные здания часто имеют небольшую тепловую массу, или материалы с высокой тепловой массой покрывают гипсокартоном и коврами. Древесина также все чаще используется в строительстве, и хотя строительство зданий из древесины обычно оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, ее тепловая масса ужасна.

4. Гибридные материалы и материалы с фазовым переходом

Хотя бетон имеет высокую тепловую массу, его производство чрезвычайно энергоемко: от 8% до 10% мировых выбросов углекислого газа (CO₂) приходится на цемент.Такие альтернативы, как гибридные системы, состоящие из древесины и бетона, все чаще используются в строительстве и могут помочь снизить воздействие на окружающую среду, а также обеспечить желаемую тепловую массу.

Еще одно, более интересное решение — это материалы с фазовым переходом (PCM). Эти замечательные материалы способны накапливать или выделять энергию в виде скрытой теплоты, когда материал меняет фазу. Поэтому, когда холодно, вещество превращается в твердую фазу (замерзает) и выделяет тепло.Когда он снова становится жидким, материал поглощает тепло, обеспечивая охлаждающий эффект.

PCM могут иметь даже большую тепловую массу, чем камни или бетон — исследования показали, что эти материалы могут снизить внутреннюю температуру до 5 ° C. При добавлении в здание переменного тока они могут снизить потребление электроэнергии за счет охлаждения на 30%.

PCM были названы исследователями очень многообещающей технологией и доступны на коммерческой основе — часто в потолочной плитке и стеновых панелях.Увы, производство ПКМ по-прежнему энергоемко. Но одни PCM могут вызывать четверть выбросов CO₂, чем другие, поэтому выбор правильного продукта является ключевым. А со временем производственные процессы должны стать более эффективными, что повысит эффективность ПКМ.

5. Испарение воды

Вода поглощает тепло и испаряется, а по мере подъема выталкивает более холодный воздух вниз. Это простое явление привело к разработке систем охлаждения, в которых для снижения температуры в помещении используется вода и естественная вентиляция.Методы, используемые для испарения воды, включают использование распылителей, распылительных форсунок (для создания тумана), влажных подушек или пористых материалов, таких как керамические испарители, наполненные водой.

Воду можно испарять в башнях, ветроуловителях или двойных стенках — это любой элемент, создающий канал, по которому горячий воздух и водяной пар могут подниматься, а холодный — опускаться. Такие системы могут быть действительно эффективными, если погода относительно сухая и система тщательно контролируется — в нескольких зданиях были зарегистрированы температуры от 14 ° C до 16 ° C.

Но прежде чем мы слишком увлечемся всеми этими новыми технологиями, давайте вернемся к основам. Простой способ убедиться, что кондиционер не способствует глобальному потеплению, — это использовать возобновляемые источники энергии — в жаркую погоду солнечная энергия кажется очевидным выбором, но для этого нужны деньги и место. Факт остается фактом: здания больше нельзя проектировать без учета того, как они реагируют на тепло — например, стеклянные небоскребы должны устареть. Вместо этого в очень жаркую погоду решающее значение имеют хорошо изолированные крыши и стены.

Подробнее: Стеклянные небоскребы: великое экологическое безумие, которого можно было избежать

Все, что использует электричество в зданиях, должно быть максимально энергоэффективным. Освещение, компьютеры, посудомоечные машины и телевизоры — все они используют электричество и неизбежно выделяют тепло — их следует выключать, когда они не используются. Таким образом, мы все сможем сохранять максимальную прохладу в течение всего лета.

Как сэкономить на домашнем кондиционировании воздуха и расходах на электроэнергию летом

В летнее время много интересного: вечеринки у бассейна, пикники на заднем дворе, игры в бейсбол.Единственное, что не так хорошо летом, — это жара. В палящий июльский день с температурой 90-х (а на Восточном побережье, вдобавок к этому, очень влажной), может возникнуть соблазн провести весь день в помещении с включенным кондиционером.

К сожалению, за комфорт с кондиционером приходится дорого обходиться. В 2019 году компания Sense, занимающаяся технологиями снижения выбросов углерода, проанализировала счета за электроэнергию домохозяйств по всей стране, чтобы рассчитать расходы на летнее охлаждение. Было обнаружено, что средняя стоимость колеблется от 25 долларов в штате Вашингтон до более 450 долларов в жаркой Аризоне.

Но есть способы снизить эту стоимость. Согласно диаграмме энергопотребления от Lowe’s, большая центральная система кондиционирования потребляет около 3800 ватт, или 3,8 киловатт-часа на каждый час использования. Напротив, небольшой оконный кондиционер потребляет 1200 Вт, а вентилятор коробки — только 200. Таким образом, использование центрального кондиционера меньше может сократить ваши счета за коммунальные услуги, а также ваш углеродный след.

Как сэкономить деньги на кондиционировании воздуха и энергии в летнем доме

Один из простых способов сократить использование кондиционера — это, в первую очередь, не допускать нагрева вашего дома.Вы мало что можете поделать с тем, как жарко на улице, но есть много способов не допустить попадания тепла в дом.

Улучшение теплоизоляции и герметизации утечек помогает не допустить попадания горячего и холодного воздуха внутрь. Вы также можете предотвратить перегрев дома солнцем, тщательно выбрав оконные рамы, кровлю, покраску и ландшафтный дизайн.

Используйте науку для охлаждения вашего дома

Это основная термодинамика: когда в одном месте жарко, а в другом прохладно, тепло естественным образом перемещается в более прохладную область.Поэтому, когда на ваш дом падает летнее солнце, оно в конечном итоге проникает внутрь. Этот эффект известен как «приток солнечного тепла». Вы можете предотвратить попадание солнечного тепла по всему дому с помощью комбинации технологий изоляции и блокировки в дополнение к предотвращению добавления дополнительного тепла.

1. Не закрывать Windows

Держите окна закрытыми днем, когда на улице жарче, чем внутри. Даже если они обеспечивают лишь небольшую изоляцию, лучше немного, чем ничего.Вечером, когда на улице остынет, откройте окна, чтобы впустить прохладный воздух.

2. Обновите Windows

По данным Министерства энергетики США, на ваши окна приходится от 25% до 30% тепла, которое ваш дом получает и теряет. Чем старше ваши окна, тем больше тепла может просачиваться через них. Многие старые окна имеют только одно стекло, а их рамы плохо изолированы.

Но в более новых окнах есть два или три стекла с изоляционным слоем газа, зажатым между ними.Современные энергосберегающие окна также имеют лучше изолированные рамы, поэтому вы теряете меньше тепла по краям стекла. По данным Energy Star, переход на окна с рейтингом Energy Star может сократить ваши счета за электроэнергию на 7–24%.

Однако замена окон — дорогостоящая работа. Согласно Angi (ранее Angie’s List), типичная стоимость окна составляет от 200 до 1300 долларов. Если ваши текущие окна достаточно новые и в хорошем состоянии, их замена, вероятно, не стоит затрат.

Например, по данным Energy Star, средний показатель U.С. домовладелец тратит около 875 долларов в год на отопление и охлаждение. Если это так, новые окна могут сэкономить не более 210 долларов в год. Если вы замените 10 окон по 600 долларов за каждое, они окупятся за 28 лет. Это может быть дольше, чем вы ожидаете владеть домом.

3. Добавить Storm Windows

Более дешевый способ получить преимущества многослойного окна — это установить временные штормовые окна. Это жесткие панели из стекла или пластика, которые можно разместить снаружи или внутри существующих окон, удерживая между ними слой блокирующего тепло воздуха.

По оценкам Министерства энергетики США, новые штормовые окна стоят от 60 до 200 долларов за окно и могут сэкономить от 12% до 33% ваших годовых счетов за отопление и охлаждение. Их установка — это простая работа, которая занимает от 20 до 30 минут на каждое окно.

4. Утеплить чердак

Многие дома в этой стране, особенно старые, имеют меньше теплоизоляции, чем им нужно. Карта на веб-сайте DOE показывает, какой уровень изоляции должен быть у вас в разных частях дома в зависимости от того, где вы живете.

Изоляция имеет решающее значение для вашего чердака, который под палящим летним солнцем может нагреваться до температуры печи. Добавление теплоизоляции на чердак предотвращает распространение всего накопленного тепла в жилое пространство.

Стоимость теплоизоляции чердака и потенциальная экономия на счете за летнее охлаждение сильно различаются. Они зависят от таких факторов, как место вашего проживания, размер вашего дома и текущий уровень изоляции. Вы можете использовать инструмент Home Energy Saver, созданный для Министерства энергетики, чтобы выяснить, сколько этот проект может вам сэкономить.

5. Установите излучающий барьер

Вы можете еще больше утеплить чердак, добавив излучающий барьер — покрытие из отражающего материала на нижней стороне крыши, которое блокирует лучистое тепло солнца. Излучающие барьеры обычно изготавливаются из алюминиевой фольги, наклеиваемой на бумажную, картонную, пластиковую или деревянную основу.

По данным CostHelper, излучающий барьер стоит от 150 до 375 долларов за чердак площадью 1500 квадратных футов. Если нанять кого-то еще, чтобы установить его, добавляется еще от 300 до 500 долларов.Министерство энергетики сообщает, что в теплом солнечном климате добавление лучистого барьера на чердак может снизить общие затраты на охлаждение на 5-10%.

6. Уплотнение дверей и окон

Даже самые хорошо изолированные стены не сохранят прохладу в вашем доме, если большие зазоры вокруг дверей и окон позволяют выходить прохладному воздуху. К счастью, эти утечки воздуха легко закрыть герметиком или герметиком.

Министерство энергетики утверждает, что герметизация — это простая работа, выполняемая своими руками, которая занимает всего пару часов, стоит менее 30 долларов и может сократить потребление энергии на 10–20%.Утеплитель вокруг окон еще дешевле и проще: на это потребуется всего один час и 5-10 долларов.

7. Светлая краска поглощает меньше тепла

Темные поверхности на солнце нагреваются намного больше, чем светлые. В эксперименте CNET в 2018 году коричневая оштукатуренная стена в солнечный день нагрелась на 25 градусов по Фаренгейту, чем та же стена, окрашенная в белый цвет. Таким образом, покраска вашего дома в более светлый цвет может помочь уменьшить количество тепла, которое он поглощает от солнца, и снизить расходы на кондиционирование воздуха.

Обратной стороной является то, что светлый дом также поглощает меньше согревающего солнечного света зимой.Таким образом, этот трюк сэкономит вам деньги только в том случае, если ваши расходы на летнее охлаждение выше, чем на зимнее отопление. Инструмент Home Energy Saver может сказать вам, применимо ли это к вам.

По данным Home Advisor, профессиональная перекраска дома стоит от 17750 до 4211 долларов. Однако вы можете сделать это самостоятельно, используя краску и расходные материалы на сумму от 700 до 1300 долларов.

8. Установите прохладную крышу

В следующий раз, когда вам нужно будет заменить крышу, подумайте о «прохладной крыше» — сделанной из специальных отражающих материалов или покрытий, которые блокируют солнечные лучи.По данным Министерства энергетики, холодные крыши могут оставаться на летнем солнце более чем на 50 градусов по Фаренгейту, чем стандартные крыши темного цвета, и стоят они примерно столько же.

Однако прохладные крыши также поглощают меньше тепла зимой. Таким образом, как и светлая краска, они наиболее полезны в теплом климате, когда люди тратят больше на охлаждение летом, чем на отопление зимой.

9. Посадить тенистые деревья и кустарники

Деревья охлаждают пространство вокруг себя двумя способами. Они создают тень, двигаются и выпускают водяной пар через свои листья.По данным Министерства энергетики, температура воздуха непосредственно под деревом может быть на 25 градусов ниже, чем температура воздуха непосредственно над близлежащей дорогой.

Лиственные деревья — те, которые теряют листья осенью — могут обеспечивать летнюю тень, но при этом позволять солнцу светить сквозь голые ветки зимой. Высокие деревья на южной стороне вашего дома предлагают лучшую тень для крыши, в то время как деревья с конечностями ближе к земле полезны на западной стороне, чтобы блокировать нижнее полуденное солнце.

Министерство энергетики утверждает, что лиственное дерево от 6 до 8 футов высотой может затенять ваши окна, как только вы его посадите. Через пять-десять лет он может начать затенять крышу.

По словам Анги, двухметровое дерево из питомника обычно стоит от 50 до 200 долларов, если посадить его самостоятельно. Однако наем профессионального ландшафтного дизайнера для доставки и посадки добавляет к стоимости от 100 до 500 долларов.

Вы также можете стратегически разместить небольшие растения, такие как кусты и виноградные лозы, чтобы затенять определенные части вашего дома и двора.Например, вы можете посадить живую изгородь, чтобы затенять тротуар, или построить решетку для вьющихся лоз, чтобы затенить патио. Виноградная лоза также может помочь затенять внешние стены вашего дома, и вы можете разместить большие горшечные растения, такие как бамбук, перед солнечными окнами.

Этот старый дом объясняет, как построить тенистую беседку для вашего патио из материалов стоимостью от 800 до 2000 долларов. Есть много видов вьющихся растений, которые можно вырастить, чтобы покрыть их из пакета семян за 2 доллара.

10. Положите тент

Если у вас есть жилая зона на открытом воздухе, например, палуба, патио или детская площадка, вы можете поддерживать ее в прохладе, добавив навес из теневой ткани.Цветоводы используют этот неплотно сплетенный синтетический материал в теплицах, чтобы защитить растения от прямых солнечных лучей, но он также может обеспечить тень во дворе.

Рулоны теневой ткани в Home Depot стоят около 0,30 доллара за квадратный фут. Вы можете прикрепить материал к существующей беседке или любому другому деревянному или металлическому каркасу.

11. Затеняйте свою Windows

По данным Министерства энергетики, около 76% солнечного света, падающего на окна с двойным остеклением в летние месяцы, передает тепло в дом.

Любой вид обработки окон может уменьшить приток солнечного тепла. Просто закройте шторы, жалюзи или ставни на окнах, выходящих на солнце. Если вы дома в течение дня, закройте окна, выходящие на восток, утром и откройте их днем, а не окна, выходящие на запад. Если вы отсутствуете весь день, полностью затемните дом, пока не вернетесь домой.

Министерство энергетики утверждает, что обработка окон может сильно повлиять на температуру в вашем доме. Например, занавеска среднего цвета с белой пластиковой подкладкой может снизить приток тепла на 33%.Чтобы получить максимальную отдачу от штор, повесьте их близко к окнам и дайте им упасть до подоконника, чтобы полностью заблокировать свет.

Другие способы заблокировать поступление солнечного тепла из окон:

• Наружные ставни . Ставни на внешней стороне окон могут блокировать солнечный свет еще до того, как он попадет в стекло. Но это работает только с настоящими открывающимися и закрывающимися ставнями, а не с фиксированными декоративными ставнями.
• Внешние оттенки . Если в вашем доме нет жалюзи, вы можете повесить рулонные шторы из бамбука или виниловых полос за самыми солнечными окнами дома.Обычно они стоят от 25 до 120 долларов за штуку и катятся вверх и вниз с помощью троса. Закрывайте их утром, чтобы не пропускать солнечный свет, и открывайте вечером, чтобы впустить прохладный ветерок.
• Маркизы . Министерство энергетики заявляет, что навесы могут снизить приток солнечного тепла до 65% для окон, выходящих на юг, и на 77% для окон, выходящих на запад. Он рекомендует навесы из светлой, непрозрачной, плотно сплетенной синтетической ткани, водоотталкивающей и устойчивой к плесени. Они стоят от 200 до 1000 долларов каждый.Вы можете снимать или убирать их зимой, чтобы впустить солнечный свет.
• Солнечные экраны . Солнечное экранирование представляет собой плотную сетку, способную заменить стандартную оконную ширму. Он особенно эффективен для окон, выходящих на восток и запад, куда утром и вечером попадает прямой солнечный свет. Солнечные экраны могут поместиться снаружи или внутри ваших окон. По данным Efficient Window Coverings, они стоят около 45 долларов за окно.
• Оконная пленка . Есть несколько типов полупрозрачных пленок, которые прилипают к вашим окнам, блокируя до 60% солнечного тепла, не закрывая обзор.Они лучше всего подходят для теплого климата, так как зимой блокируют желаемое солнечное тепло. Согласно данным Efficient Window Coverings, стоимость пленки может составлять от 10 до 125 долларов за окно.

12. Меньше нагрева

Блокировка тепла не принесет большой пользы, если вы создадите больше тепла в помещении. Источники тепла в помещении включают:

• Кулинария . Включенная плита или духовка нагревает кухню большим количеством тепла, которое в конечном итоге распространяется на остальную часть дома.Вы можете снизить температуру приготовления, приготовив еду в микроволновой печи, мультиварке или на открытом воздухе на гриле. Если вам нужно использовать печь, включите вентилятор, чтобы выдувать горячий воздух.
• Приборы . Включите посудомоечную машину и сушилку для белья ночью, когда воздух прохладнее, чтобы снизить нагрузку на кондиционер. Вы также можете уменьшить количество тепла, выделяемого этими приборами, с помощью режима сушки на воздухе. А если на улице солнечно, вы можете полностью отказаться от сушилки для белья и использовать бельевую веревку для сушки белья.
• Душевые . Даже летом некоторые люди предпочитают начинать день с горячего душа. Если вы один из них, включите вентилятор в ванной, чтобы выпустить весь этот парный воздух, вместо того, чтобы позволять теплу и влажности в вашем доме накапливаться.
• Электроника . Ваш компьютер, стереосистема и телевизор выделяют тепло, которое повышает температуру в помещении. Даже когда они выключены, эти устройства продолжают потреблять ток, выделяющий тепло. Чтобы в вашей комнате было как можно прохладнее, отключайте эти устройства от электросети, когда они не используются, или подключайте их к удлинителю, который можно отключить.
• Освещение . Если у вас все еще есть старые лампы накаливания, замените их более прохладными светодиодными лампами. В дневное время вы также можете использовать дневной свет, не добавляя слишком много тепла, открыв жалюзи на окнах, которые не находятся под прямыми солнечными лучами.

Помимо снижения ваших потребностей в охлаждении, большинство этих шагов по снижению нагрева также напрямую экономят энергию, что еще больше снижает ваши счета за электроэнергию. И, как бонус, они также полезны для окружающей среды.

Охладитесь без кондиционера

Во многих онлайн-статьях и видеороликах утверждается, что вы можете сделать свой собственный кондиционер, используя комплектующие менее чем за 30 долларов.Типичная установка включает просверливание отверстий в ведре или ящике для льда, заполнение его льдом, направление настольного вентилятора в ведро и направление воздушного потока через куски ПВХ-трубы.

У этой идеи есть две проблемы. Во-первых, это не совсем кондиционер. Он больше похож на болотный охладитель, а это значит, что он бесполезен во влажном климате.

Во-вторых, эти самодельные охладители для болот работают не очень хорошо. В тесте, проведенном Consumer Reports, «кондиционер» в виде ящика со льдом мог охлаждать комнату только на 2–3 градуса по Фаренгейту — и только в течение примерно 30 минут.Конструкция с ведром, испытанная Philadelphia Inquirer, снизила температуру не более чем на 1,5 градуса F.

Суть в том, что эти самодельные кондиционеры почти ничего не делают для охлаждения комнаты. В большинстве случаев вы добьетесь лучших результатов, используя настольный вентилятор традиционным способом и сохраняя лед для холодного напитка.

Но это не значит, что включение кондиционера — единственная альтернатива изнурению. Есть много законных способов сохранять хладнокровие, которые требуют гораздо меньше энергии и денег.

13. Используйте вентиляторы

Вентилятор не охлаждает вашу комнату. Вместо этого он охлаждает вас напрямую, сдувая подушку теплого воздуха, который скапливается вокруг вашего тела.

Это не очень помогает при сильной жаре (более 95 градусов по Фаренгейту), потому что нет более прохладного воздуха, чтобы заменить его. Но при более низких температурах в помещении вентилятор может заставить вас почувствовать себя на несколько градусов прохладнее. Согласно Министерству энергетики, использование потолочного вентилятора позволяет вам чувствовать себя одинаково комфортно с термостатом на 4 градуса по Фаренгейту выше.

Вы можете купить базовый настольный вентилятор всего за 15 долларов, а более мощный башенный вентилятор — примерно за 60 долларов.Даже на самом высоком уровне настройки башенный вентилятор потребляет менее 100 Вт энергии — намного меньше, чем 1200 Вт, которые использует типичный однокомнатный кондиционер.

Чтобы получить максимальную пользу от поклонников, одевайтесь легко. Если вы сидите в джинсах и толстовке, эта более тяжелая одежда задерживает горячий воздух рядом с вашим телом. Переход на более легкую одежду, такую ​​как шорты и майки, облегчит испарение пота и сохранит прохладу.

14. Нанесите немного холода

Если прохладного бриза недостаточно, чтобы чувствовать себя комфортно, можно охладиться непосредственно холодной водой или льдом.Принятие холодного душа сразу снижает температуру. Вы также можете смочить ткань в холодной воде и накинуть ее на шею. Поскольку это точка пульса, то есть место, где кровеносные сосуды находятся близко к поверхности, прикладывание холода к этой области заставляет вас чувствовать себя прохладнее.

Если это недостаточно холодно, попробуйте пакет со льдом или обычный холодный пакет, который вы охладите в холодильнике или морозильной камере. Вы можете купить холодные компрессы в аптеках по цене от 5 до 10 долларов. За 50–200 долларов вы можете получить охлаждающий жилет с карманами для нескольких холодных компрессов.Это удерживает их близко к вашему телу, пока вы занимаетесь другими делами.

15. Добавьте более холодный воздух

Ночью, когда воздух прохладнее, имеет смысл принести как можно больше этого прохладного воздуха в ваш дом. Вы можете открыть окна, но оконный вентилятор, который стоит менее 100 долларов, может намного быстрее втягивать холодный воздух. Типичный оконный вентилятор потребляет не более 100 Вт электроэнергии.

Если вам нужен еще больший поток воздуха, вы можете установить вентилятор на весь дом. Он крепится к потолку и втягивает воздух через открытые окна.По словам Family Handyman, вентиляторы могут снизить температуру в вашем доме на 5 градусов по Фаренгейту или более за считанные минуты, используя одну десятую энергии кондиционера. Будьте готовы потратить несколько сотен долларов на вентилятор и еще несколько сотен на его установку.

16. Используйте болотный охладитель

Болотный охладитель, также называемый испарительным охладителем, обдувает теплый воздух над пропитанными водой подушками. Когда вода испаряется, она охлаждает воздух на целых 40 градусов по Фаренгейту. Согласно Министерству энергетики, охладители на болотах стоят примерно вдвое дешевле, чем установка кондиционера, и потребляют только 25% энергии.

Стоячие охладители для болот стоят от 130 долларов. По данным HomeAdvisor, вы можете установить систему испарительного охлаждения всего дома примерно за 2500 долларов.

Основным недостатком этого типа системы охлаждения является то, что она работает только в сухом климате. На этой карте от компании по производству бытовой техники Sylvane показано, какие части страны лучше всего подходят для установки испарительных охладителей.

Эффективно управляйте кондиционером при необходимости

В некоторых частях страны хороший вентилятор и пара пакетов со льдом — все, что вам нужно, чтобы пережить летнюю жару.Но в очень жарких и влажных районах невозможно прожить все лето, не включив кондиционер. В те дни, когда кондиционирование воздуха является обязательным условием, лучший способ сэкономить энергию и деньги — поддерживать работу системы кондиционирования с максимальной эффективностью.

Кондиционеры основаны на физическом принципе: когда жидкость превращается в газ, она поглощает тепло. Они работают, циркулируя жидкость через ряд змеевиков, многократно испаряясь и конденсируясь. Когда жидкость испаряется, она поглощает тепло, удаляя его из воздуха внутри.Когда он конденсируется, он теряет тепло, которое выделяет наружу.

Кондиционер состоит из трех основных компонентов:

• Испаритель . Испаритель — это часть кондиционера, которая находится внутри дома. Испаритель всасывает теплый воздух из помещения через фильтр и пропускает его через ряд змеевиков, заполненных жидким хладагентом. Когда воздух охлаждается, вентилятор выдувает его из испарителя и циркулирует по дому.
• Компрессор .Поскольку жидкость в испарителе забирает тепло из воздуха в помещении, она превращается в газ. Этот газ поступает в компрессор, который находится за пределами дома. Компрессор сжимает газ, увеличивая его давление, чтобы помочь ему вернуться в жидкость.
• Конденсатор . Компрессор закачивает горячий сжатый газ в конденсатор, где его тепло передается через ряд ребер, как в автомобильном радиаторе. Второй вентилятор обдувает эти нагретые ребра, чтобы рассеять тепло в наружный воздух.Когда газ охлаждается, он снова превращается в жидкость и возвращается в испаритель, чтобы снова запустить процесс.

Есть несколько задач, которые вы должны выполнять регулярно для обслуживания вашего подразделения в дополнение к стратегиям по снижению нагрузки на ваше подразделение (и ваш бюджет).

17. Уход за кондиционером

Регулярное техническое обслуживание может иметь огромное значение, когда речь идет об эффективной работе вашего кондиционера, а эффективность ежемесячно экономит ваши деньги на счетах за охлаждение.Простые задачи, которые вы можете выполнить самостоятельно, включают:

• Очистите или замените фильтр . Со временем частицы забивают фильтр (который сохраняет испаритель в чистоте), затрудняя прохождение воздуха и заставляя испаритель работать тяжелее, что приводит к увеличению ваших счетов за электроэнергию. Министерство энергетики отмечает, что грязный фильтр может снизить эффективность вашей системы на 5–15%. Ежемесячно проверяйте фильтр и очищайте или заменяйте загрязненные согласно руководству. Большинство одноразовых воздушных фильтров стоит менее 30 долларов, а многоразовые — от 30 до 200 долларов.Чтобы очистить многоразовый фильтр, пропылесосьте его, чтобы удалить мусор; постирать в теплой мыльной воде; и дайте ему высохнуть на воздухе перед заменой.
• Очистите катушки и ребра . Вытащив фильтр, проверьте змеевики испарителя на наличие пыли или мусора. Осторожно удалите частицы с помощью насадки для обивки пылесоса. Также промывайте змеевики и ребра из шланга перед каждым летом. Сначала отключите питание центрального кондиционера через отсечную коробку прибора или автоматический выключатель. Отключите и снимите оконный кондиционер.Проверьте, не погнуты ли какие-либо плавники, и распрямите их гребнем для плавников, который вы можете купить в домашнем магазине примерно за 15 долларов.
• Убрать мусор . Если у вас центральная система кондиционирования воздуха, вам необходимо держать конденсатор подальше от мусора, такого как высокая трава или мертвые листья. Такой беспорядок ограничивает поток воздуха вокруг конденсатора, поэтому он не может эффективно рассеивать тепло. Удаляйте сорняки и другой мусор при чистке конденсатора в начале каждого сезона.
• Очистить засорения .Испаритель вашего кондиционера не только отводит тепло из воздуха, но и удаляет влагу. Эта лишняя вода стекает наружу через трубу, называемую дренажной линией или линией конденсата. Со временем эта труба может забиться грязью и мусором. Чтобы предотвратить это, время от времени протягивайте жесткий провод через дренажные линии, чтобы удалить любые засоры.
• Проверить пломбы . Оконный кондиционер имеет уплотнения по краям, где он входит в оконную раму. Влага может постепенно повредить это уплотнение, позволяя выходить прохладному воздуху.Каждое лето проверяйте уплотнения кондиционера, чтобы убедиться, что они полностью контактируют с агрегатом, и замените их, если они повреждены. Новое уплотнение из пенопласта стоит всего несколько долларов.
• Прикройся . Когда наступает холодная погода, накройте наружные части вашего центрального кондиционера, чтобы защитить его от мусора и суровой зимней погоды. Если у вас есть оконный кондиционер, либо накройте его, либо уберите на зиму на хранение.

18. Снижение энергопотребления кондиционера

Помимо регулярного технического обслуживания, вы можете предпринять несколько других шагов для снижения энергопотребления вашего кондиционера.Например:

• Отрегулируйте термостат . Нет необходимости поддерживать такую ​​высокую температуру в помещении, что вы задыхаетесь, но не думайте, что вам нужно поддерживать ее на уровне 70 градусов по Фаренгейту круглый год. Вместо этого экспериментируйте. Наденьте более легкую одежду, используйте пакет со льдом или включите настольный вентилятор, и вы можете чувствовать себя комфортно, установив термостат на 80 градусов по Фаренгейту или даже выше.
• Закройте воздуховоды . Если в вашем доме есть принудительное воздушное отопление, вы можете терять до 30% охлажденного воздуха из-за негерметичных воздуховодов.Вы можете нанять подрядчика для поиска и ремонта отверстий и утечек в воздуховодах или сделать это самостоятельно с помощью мастичного герметика или металлической ленты (но не изоленты, которая, несмотря на свое название, плохо справляется с герметизацией воздуховодов). В некоторых районах местная коммунальная компания проверит воздуховоды вашего дома на предмет утечек за небольшую плату или бесплатно.
• Установить таймер . Многие центральные и оконные кондиционеры имеют встроенные таймеры, поэтому вы можете настроить их на автоматическое отключение, когда вы уезжаете на день, и на повторное включение за полчаса до вашего приезда домой.Этого времени достаточно, чтобы к тому времени, когда вы вернетесь домой, в доме станет прохладно и комфортно, и он потребляет гораздо меньше энергии, чем если бы он работал весь день.
• Используйте программируемый термостат . Если у вашего кондиционера нет таймера, вы можете настроить его на отключение в ваше отсутствие с помощью программируемого термостата. Министерство энергетики заявляет, что использование программируемого термостата может сэкономить до 10% на круглогодичных расходах на отопление и охлаждение.
• Попробуйте умный термостат . Как вариант, установите умный термостат, например Nest.Эти устройства могут делать то же самое, что и программируемый термостат, а затем еще кое-что. Например, вы можете управлять ими удаленно со своего телефона, позволяя повышать или понижать температуру, когда вы едете домой с работы или в отпуск. Они даже могут узнать о привычках вашей семьи и автоматически отрегулировать температуру в зависимости от того, когда вы обычно находитесь дома.
• Используйте кнопку энергосбережения . В большинстве оконных кондиционеров компрессор отключается, когда в комнате достигается желаемая температура, но вентилятор продолжает работать, тратя энергию.Но у многих агрегатов есть кнопка энергосбережения, которая выключает вентилятор при отключении компрессора.

Один совет по энергосбережению, который вам следует игнорировать, — это закрывать регистры в комнатах, которые вы не используете, например в дополнительной спальне или столовой для официальных мероприятий. Исследование, проведенное в 2003 году Национальной лабораторией Лоуренса Беркли, показало, что в обычном доме это фактически увеличивает потребление энергии кондиционером, поскольку приводит к большей утечке в системе воздуховодов.

Модернизируйте свою систему кондиционирования воздуха

По данным Министерства энергетики, современные более эффективные центральные системы кондиционирования используют на 30-50% меньше энергии, чем те, что были построены в середине 1970-х годов.Даже по сравнению с установкой 10-летней давности новый кондиционер может сократить расходы на охлаждение на 20-40%. Так что, если вы в настоящее время тратите 133 доллара в год на летнее охлаждение, как средняя американская семья (на Sense), обновление вашей системы может сэкономить вам до 53 долларов в год.

Но если ваша центральная система кондиционирования все еще работает, вы, вероятно, не сэкономите денег, заменив ее. По данным HomeAdvisor, покупка и установка новой центральной системы кондиционирования стоит в среднем от 3800 до 7500 долларов. Это означает, что вашей новой системе потребуется более 70 лет, чтобы окупиться.

Еще один вопрос, который следует рассмотреть перед заменой центрального кондиционера, заключается в том, следует ли переходить на другой тип системы, которая потребляет меньше энергии. Решите ли вы заменить свой старый кондиционер на новую систему центрального кондиционирования или одну из альтернатив, зависит от ваших потребностей в отоплении и охлаждении и от того, сколько вы можете сэкономить с каждой системой.

19. Повысьте эффективность с помощью новой центральной системы кондиционирования воздуха

Если у вас есть воздуховоды и ваша старая система кондиционирования требует замены, стоит выбрать энергоэффективную.Рейтинг эффективности центрального кондиционера называется его «сезонным коэффициентом энергоэффективности» или SEER. Это показатель того, сколько энергии он использует для достижения определенной мощности охлаждения. Старые системы кондиционирования часто имеют SEER 6 или меньше, в то время как современные могут достигать 20 или больше.

Размер вашей системы также важен. Если ваша центральная система кондиционирования слишком мала для вашего дома, она не сможет охладить все пространство в самые жаркие дни.

С другой стороны, система, которая слишком велика для дома, стоит дороже и менее эффективна.Это происходит потому, что ему нужно работать всего несколько минут, чтобы снизить температуру около термостата, но этого недостаточно, чтобы удалить влажность. Из-за слишком большого размера системы некоторые участки могут оказаться слишком теплыми, потому что она не работает достаточно долго.

20. Выбирайте оконные блоки

Нет смысла охлаждать весь дом, если вы используете только несколько комнат. Если вы, как правило, проводите большую часть дня в отдельной комнате, например в домашнем офисе, возможно, вам стоит отказаться от центрального кондиционирования воздуха и просто использовать оконный кондиционер в этой единственной комнате.Кондиционер с новым окном обычно стоит от 110 до 400 долларов и потребляет около 1200 Вт для работы.

Даже если вам нужно установить оконные блоки в нескольких комнатах, дешевле охлаждать одну комнату за раз, чем весь дом сразу, и нет потерь энергии на утечку через систему воздуховодов. Но если вам нужно охладить несколько комнат одновременно, центральная система кондиционирования более эффективна.

21. Установите мини-сплит-систему

Вместо использования одного испарителя и вентилятора для охлаждения всего дома в этих системах есть несколько внутренних вентиляционных установок, подключенных к одному конденсатору и компрессору.Такая установка позволяет охлаждать отдельные комнаты вместо охлаждения всего дома. Это также устраняет необходимость в воздуховодах, поэтому нет утечки воздуха.

Mini проще установить, чем центральные системы кондиционирования, особенно в домах, в которых еще нет воздушного отопления. Их главный недостаток в том, что они обычно дороже. По данным HomeAdvisor, установка бесканальной системы обходится примерно на 30% дороже, чем установка новой канальной системы.

Но это применимо только к домам, в которых уже есть воздуховоды от существующей системы отопления или кондиционирования воздуха.В доме без воздуховодов новая сплит-система стоит до 50% меньше, чем новая центральная система кондиционирования.

22. Инвестируйте в геотермальную систему

Стандартный кондиционер передает тепло из вашего дома в воздух, который летом уже довольно жарко. Напротив, геотермальные системы передают тепло в помещении земле на глубине примерно 10 футов под поверхностью, которая круглый год держится на отметке 54 градуса по Фаренгейту.

Согласно Министерству энергетики, геотермальная система потребляет на 30-60% меньше энергии, чем традиционная система с источником воздуха.Кроме того, вы можете использовать его для обогрева дома зимой или для охлаждения летом.

Геотермальные системы дороги — от 10 000 до 30 000 долларов, по данным Family Handyman. Это намного больше, чем обычная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Но вы можете иметь право на получение налоговой льготы Energy Star для покрытия части расходов, и это может сэкономить вам от 20% до 60% на счетах за отопление и охлаждение дома.

Заключительное слово

Одна вещь, которую вы не должны делать, чтобы сэкономить на расходах на летнее охлаждение, — это позволять температуре в вашем доме подниматься до опасного уровня.Когда температура выше 90 градусов по Фаренгейту и влажность также высока, ваше тело больше не может охлаждаться за счет потоотделения, что подвергает вас риску заболеваний, связанных с жарой, таких как тепловое истощение или тепловой удар.

Симптомы тепловой болезни включают сильную жажду, мышечные спазмы, усталость, головную боль, головокружение и тошноту. Если у вас начнутся какие-либо из этих симптомов в жаркий день, забудьте о счетах за электричество и как можно быстрее охладитесь, иначе вы можете оказаться в отделении неотложной помощи.

К счастью, нет необходимости подвергать себя опасности — или даже дискомфорту — просто чтобы сэкономить. Комбинируя перечисленные здесь советы, вы сможете значительно сократить свои летние счета за электроэнергию, не перегреваясь в перегретом доме.

Water Handbook — Системы кондиционирования и охлаждения

Более века промышленное кондиционирование воздуха использовалось для осушения, контроля влажности и удаления пыли и дыма. Его наиболее известная функция — обеспечение комфортной рабочей среды, повышение комфорта и производительности персонала в офисах, коммерческих зданиях и промышленных предприятиях.

Кондиционирование воздуха — это процесс обработки и распределения воздуха для контроля температуры, влажности и качества воздуха в выбранных зонах. Для контроля температуры и влажности воздух перемещается над охлажденными или нагретыми змеевиками и / или струей воды с контролируемой температурой. Прямые струи воды также удаляют пыль и запахи. Другие системы очистки воздуха могут включать механическое разделение, адгезию, фильтрацию, фильтрацию или статическое притяжение, в зависимости от типа встречающихся загрязнителей воздуха и требуемого качества воздуха (Рисунок 34-1).

Охлаждение — это процесс понижения температуры вещества ниже температуры окружающей среды и включает производство охлажденной воды для кондиционирования воздуха или технологических процессов. Охлажденная вода для использования в таких процессах, как литье под давлением, может иметь тот же температурный диапазон, что и охлажденная вода, используемая для кондиционирования воздуха. Системы охлаждения также используются для подачи охлажденных антифризов (рассолов) при температурах ниже точки замерзания воды. Рассолы используются в производстве льда и холодильных установках, а также в различных химических процессах.

Охлажденная вода может использоваться в воздухоочистителях либо в закрытых змеевиках, либо в виде разбрызгиваемой воды. Охлажденная вода также может использоваться для закрытых систем и для индивидуальных систем орошения.

Для производства и распределения охлажденного воздуха используется множество методов. В центральных системах кондиционирования воздуха воздух проходит через змеевики, охлаждаемые водой, рассолом или прямым расширением летучего хладагента. Затем охлажденный воздух распределяется по воздуховодам.

Водяные системы, связанные с кондиционированием воздуха, можно разделить на три основные категории: открытое рециркуляционное охлаждение, воздухоочистители и закрытые или открытые системы охлажденной воды.В системах водоподготовки открытые рециркуляционные системы охлаждения аналогичны открытым системам охлажденной воды.

Основными механическими компонентами системы кондиционирования воздуха являются системы распределения воздуха и воды, холодильная машина и система отвода тепла. Охлаждение для кондиционирования воздуха обычно обеспечивается либо циклами абсорбции, либо циклами сжатия.

Абсорбционное охлаждение использует пар низкого давления или горячую воду высокой температуры в качестве источника энергии, воду в качестве хладагента и бромид лития или хлорид лития в качестве абсорбента.

В компрессионных холодильных системах в качестве хладагента обычно используются галоидоуглеродные соединения или аммиак. Двигатель внутреннего сгорания, турбина или электродвигатель поставляют энергию для привода центробежного или объемного компрессора.

Охлаждение, или охлаждение, происходит, когда жидкий хладагент поглощает тепло за счет испарения, как правило, при низкой температуре и давлении. Когда хладагент конденсируется, он отдает тепло любой доступной охлаждающей среде, обычно воде или воздуху.

ОДНОСТУПЕНЧАТЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ ЦИКЛ

Базовый цикл охлаждения, используемый для одноступенчатого сжатия пара, состоит из четырех компонентов в системе. Это компрессор, конденсатор, дозатор и испаритель. Жидкий хладагент низкого давления в испарителе отводит тепло от охлаждаемой жидкости и испаряется. Затем пар низкого давления сжимается до давления, при котором пар хладагента может конденсироваться с помощью имеющейся охлаждающей среды. Затем пар поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется.Жидкий хладагент течет из конденсатора в дозирующее устройство, где его давление снижается до давления испарителя. Таким образом, цикл завершен.

В промышленных или коммерческих системах кондиционирования воздуха тепло обычно отводится воде. Можно использовать прямоточное охлаждение, но муниципальные ограничения и расходы на воду обычно диктуют процессы рециркуляции и испарительного охлаждения.

Испарительные конденсаторы или градирни обычно используются для испарительного охлаждения.В качестве альтернативы можно использовать пруд с распылителем. Рециркуляция воды в системе охлаждения снижает потребность в подпиточной воде до менее 3% от воды, которая потребуется для прямоточного охлаждения.

Холодопроизводительность измеряется в тоннах холода. Тонна холода определяется как способность отвода тепла со скоростью 12 000 БТЕ / час в испарителе или охладителе.

Абсорбционная холодильная установка, которая удаляет 12000 БТЕ / час (на 1 тонну кондиционирования воздуха), требует подводимой тепловой энергии примерно 18000 БТЕ / час для запуска процесса абсорбции.Это означает, что отвод тепла в градирне составляет примерно 30 000 БТЕ / час на тонну холода. При перепаде температуры в градирне на 15 ° F (8 ° C) для отвода тепла абсорбционной системой требуется циркуляция примерно 4 галлонов воды в минуту на тонну кондиционера. Скорость испарения оборотной воды составляет примерно 3,7 галлона в час на тонну.

Кроме насоса раствора и хладагента, в абсорбционной системе нет движущихся частей. Хотя это экономическое преимущество конструкции, необходимо также учитывать стоимость производства необходимого пара низкого давления или высокотемпературной горячей воды (HTHW).

Компрессионные системы также создают дополнительную тепловую нагрузку. Это связано с энергией, необходимой для сжатия газообразного хладагента низкого давления и низкой температуры из испарителя и подачи его в конденсатор с более высоким давлением. Потребляемая мощность компрессора составляет примерно 3000 БТЕ / час на тонну холода. Соответственно, нормальный отвод тепла в системе сжатия составляет приблизительно 15000 БТЕ / час на тонну охлаждения, что требует испарения около 2 галлонов / час охлаждающей воды.

Для систем компрессионного охлаждения требуется скорость циркуляции охлаждающей воды примерно 3 галлона в минуту на тонну холода с перепадом температуры в градирне на 10 ° F.

Основным потребителем энергии в компрессорной холодильной установке является компрессор, который рассчитан на работу при определенном напоре для данной нагрузки. Это давление равно давлению хладагента в конденсаторе. Термин «высокое напорное давление» относится к давлению в конденсаторе, которое выше, чем оно должно быть при определенных условиях нагрузки.

Высокое давление может быть дорогостоящим по двум причинам. Во-первых, это представляет опасность отключения системы; система безопасности остановит двигатель компрессора, когда в компрессоре будет превышено безопасное максимальное давление напора.Во-вторых, увеличение энергопотребления происходит, когда компрессор работает с давлением напора выше проектного.

Загрязненные трубы конденсатора — частая причина высокого давления в головке. Загрязнение увеличивает сопротивление теплопередаче от хладагента к охлаждающей воде. Чтобы поддерживать такую ​​же скорость теплопередачи, необходимо повысить температуру хладагента. Компрессор удовлетворяет эту потребность за счет увеличения давления, при котором хладагент конденсируется. В центробежных чиллерах повышение температуры конденсации на 1 ° F увеличивает потребление энергии компрессором примерно на 1.7%.

Загрязнение и образование накипи в абсорбционных системах также снижает эффективность работы. Поскольку в конденсаторе самые высокие температуры воды, осаждение сначала происходит в этом блоке. В экстремальных условиях также может происходить образование накипи в поглотителе.

Осаждение в конденсаторе создает более высокое противодавление на генераторе, поэтому требуется повышенное количество пара или горячей воды для высвобождения хладагента из абсорбента. Результатом является увеличение давления паров хладагента и большая разница температур между конденсирующимся водяным паром и охлаждающей водой.Хотя это компенсирует сопротивление тепловому потоку, требуется больше энергии для обеспечения повышенного тепловложения.

Если водные условия достаточно жесткие, чтобы вызвать отложение в абсорбере, абсорбер удаляет меньше хладагента, и охлаждающая способность снижается. Уменьшение циркуляции хладагента снижает способность оборудования удовлетворять потребности в охлаждении.

Если скорость абсорбции в абсорбере снижается в то время, когда абсорбент нагревается выше нормальной температуры в генераторе, также существует опасность чрезмерной концентрации солевого раствора.Эта чрезмерная концентрация может вызвать кристаллизацию рассола, что приведет к отключению системы.

Загрязнение и образование накипи тратят энергию и в конечном итоге могут вызвать незапланированный останов системы. Эффективная очистка воды может свести к минимуму возможность высокого напора и чрезмерного расхода пара, вызванного отложениями в конденсаторе.

Коррозия может вызвать проблемы как в открытом рециркуляционном контуре, так и в контуре охлажденной воды. Когда коррозия не контролируется должным образом, образующиеся продукты коррозии препятствуют теплопередаче, увеличивая потребление энергии так же, как загрязнение и образование накипи.Неконтролируемая коррозия может вызвать утечки теплообменника и катастрофические отказы системы.

В любой системе охлаждения важно уделять внимание работе градирни. Правильное обслуживание градирни максимизирует эффективность охлаждения или способность отводить тепло. Это критично для непрерывно работающего холодильного оборудования в условиях полной нагрузки.

Для обеспечения наилучшей производительности заправку градирни следует содержать в чистоте и защищать от порчи. Система распределения воды должна обеспечивать равномерное смачивание заливки для оптимального контакта воздуха и воды.

Другие компоненты, такие как каплеуловители, опоры наполнения, регулирующие клапаны, распределительные площадки и градирные вентиляторы, должны содержаться в чистоте для обеспечения эффективного отвода тепла. Неэффективное охлаждение или отвод тепла увеличивает температуру воды в отстойнике градирни и, как следствие, температуру воды, направляемой в конденсатор. Это делает необходимым конденсировать хладагент при более высокой температуре (абсорбция) или при более высокой температуре и давлении (сжатие), чтобы с той же скоростью отводить тепло в более теплую воду.Это увеличивает количество энергии (пара, горячей воды, электричества), необходимое для работы системы.

ПРОБЛЕМЫ ОТКРЫТОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ

Вода в открытых системах охлаждения подвержена образованию накипи, коррозии, слизи и водорослей.

Масштаб

Когда вода испаряется в градирне или испарительном конденсаторе, чистый пар теряется, а растворенные твердые частицы концентрируются в оставшейся воде. Если позволить этому циклу концентрирования продолжаться, растворимость различных твердых веществ в конечном итоге будет превышена.Затем твердые частицы осаждаются в виде накипи на более горячих поверхностях, таких как трубы конденсатора. Отложения обычно представляют собой карбонат кальция. В зависимости от минералов, содержащихся в воде, также может происходить отложение сульфата кальция, кремнезема и железа. Осаждение препятствует передаче тепла и снижает энергоэффективность.

Отложения предотвращают пороговые ингибиторы, которые увеличивают кажущуюся растворимость растворенных минералов. Поэтому они не выпадают в осадок и удаляются продувкой.Продувка автоматически заменяется пресной водой.

Отношение растворенных твердых частиц в оборотной воде к таковой в подпиточной воде называется «циклами концентрирования». При правильной обработке циклы концентрирования можно увеличить, так что потребуется меньше подпиточной воды и, следовательно, меньше химикатов (Таблица 34-1).

Холодопроизводительность градирни зависит от того, насколько мелко вода распыляется на капли.Более мелкие капли теряют больше тепла в атмосферу; однако больше мелких капель уносится воздухом, проходящим через башню. Эта «потеря ветра» или «потеря сноса» становится частью общей продувки системы. Потери на ветер составляют примерно от 0,1 до 0,3% от скорости циркуляции воды.

Windage может иметь нежелательные эффекты, такие как окрашивание зданий, появление пятен и ухудшение качества отделки автомобилей. Эти проблемы вызваны растворенными твердыми частицами в циркулирующей воде, которые испаряются досуха, когда капли воды падают на поверхности.Поскольку химические вещества для обработки воды вызывают лишь небольшое увеличение содержания растворенных твердых частиц в воде, они обычно не вносят значительного вклада в проблемы образования пятен.

Непрерывная продувка или отвод воздуха подходит для контроля накипи в некоторых системах охлаждения. Невозможно переоценить важность непрерывной продувки в отличие от периодического полного опорожнения. Объем воды в большинстве систем охлаждения невелик по сравнению с количеством испарившейся воды. Следовательно, за короткий период времени могут образоваться избыточные концентрации твердых веществ.Непрерывная продувка предотвращает образование чрезмерных концентраций твердых частиц в воде градирни.

Для удержания твердых частиц в растворе в воде с высокой щелочностью и жесткостью может потребоваться подача серной кислоты или кислотной соли в дополнение к продувке. Подача кислоты требует осторожного обращения и контроля и должна использоваться только там, где в противном случае скорость продувки была бы чрезмерной.

Умягчение подпиточной воды цеолитом натрия также является эффективным способом борьбы с отложениями.Однако этот процесс не снижает щелочность воды из башни. Поскольку получаемая вода с низкой жесткостью, высокой щелочностью и высоким pH особенно агрессивна по отношению к медным сплавам, может потребоваться подача кислоты в дополнение к умягчению. Кроме того, контролировать коррозию углеродистой стали сложнее с умягченной водой, чем с жесткой водой.

Полифосфаты имеют определенную ценность для борьбы с отложениями, но их следует применять осторожно, поскольку гидролиз полифосфатов приводит к образованию ортофосфатных ионов.Если этот процесс не контролируется должным образом, это может привести к отложению фосфата кальция. В настоящее время доступны химические вещества, которые препятствуют образованию накипи без этого нежелательного побочного эффекта. Поэтому полифосфаты в настоящее время используются в основном для ингибирования коррозии.

Обработка, которая контролирует рост частиц карбоната кальция и предотвращает осаждение, может обеспечить приемлемую скорость продувки и устранить необходимость снижения pH кислотой. Фосфонаты особенно полезны в качестве пороговых ингибиторов образования накипи и в качестве диспергаторов оксида железа.Некоторые низкомолекулярные полимеры также обладают способностью контролировать образование отложений карбоната кальция.

Взвешенные твердые частицы (переносимая по воздуху пыль и мусор из воздуха, проходящего через градирню) способствуют общему загрязнению и могут усугубить образование накипи. Отложения также могут вызвать локальную коррозию под отложениями.

Загрязнение поверхностей теплопередачи имеет изолирующий эффект, снижающий энергоэффективность процесса. Неспособность контролировать образование накипи также снижает скорость теплопередачи.Соответственно, правильно разработанная программа обработки должна включать полимерные диспергаторы и агенты контроля накипи, чтобы минимизировать общее загрязнение и препятствовать образованию накипи.

Коррозия

Вода в открытой рециркуляционной системе охлаждения вызывает коррозию, поскольку насыщена кислородом. Системы в городских районах часто улавливают кислые газы из воздуха, что может способствовать уменьшению накипи. Однако чрезмерное поглощение газа может привести к образованию сильно коррозионной воды.

Ингибиторы коррозии на основе хромата очень эффективны, но теперь их использование запрещено в комфортных градирнях.Наиболее часто используемые ингибиторы коррозии — это фосфатные, молибдатные, цинковые, полифосфатные, силикатные и органические покрытия. Эти ингибиторы могут применяться в диапазонах обработки с низким или щелочным pH.

При низком pH используется высокий уровень фосфатов для ускорения пассивации стали. При высоком pH используется комбинация различных ингибиторов коррозии и агентов контроля отложений. В этих программах используются органические ингибиторы в сочетании с цинком, фосфатом или молибдатом. Если это неприемлемо для окружающей среды, силикаты могут использоваться при щелочном pH.Этот тип программы ингибиторов также включает средства контроля отложений. Однако концентрацию кремнезема необходимо контролировать, чтобы предотвратить осаждение силиката, который образует твердую и стойкую окалину.

Азолы, действующие как ингибиторы коррозии меди, используются в большинстве программ для улучшения защиты меди от коррозии и сведения к минимуму точечной коррозии черных металлов.

Поскольку тепловая нагрузка на многие системы градирен меняется в зависимости от погодных условий, скорость испарения воды имеет тенденцию быть неравномерной.В результате защита системы охлаждения может быть меньше желаемой или ожидаемой в условиях значительных колебаний нагрузки. Автоматизированное оборудование управления водоподготовкой существенно улучшает результаты очистки в системах, которые работают в этих условиях.

Слизь и водоросли

Для борьбы с водорослями и биологической слизью в открытых системах охлаждения доступно множество типов противомикробных препаратов. Часто используются неокисляющие органические материалы (такие как соли четвертичного аммония, другие органические соединения азота и сероорганические соединения).Некоторые противомикробные препараты можно детоксифицировать перед выбросом в окружающую среду. В микробиологических программах часто используется комбинация неокисляющих и окисляющих химикатов. Окисляющие химические вещества включают хлор, гипохлориты, органические доноры хлора и соединения брома. Для газообразного хлора требуется оборудование для хлорирования и средства управления, что непрактично для большинства систем кондиционирования воздуха. Хлор и гипохлориты следует применять осторожно, потому что избыток хлора увеличивает коррозию и может способствовать ухудшению качества древесины градирни и снижению эффективности теплопередачи.Для получения дополнительной информации о микробиологических проблемах и применении противомикробных препаратов в системах охлаждения см. Главу 26.

МОЙКИ ВОЗДУХА

Воздухоочистители — это распылительные камеры, в которых воздух кондиционируется путем прямого контакта с водой. Охлажденная вода содержится в открытой системе или циркулирует из закрытой системы.

Воздухоочистители удаляют из воздуха пыль, дым и запахи. Кроме того, возвратный воздух из производственного процесса может содержать уникальные загрязнители, которые необходимо удалить.Технологические загрязнители включают волокна и масло на текстильных заводах, табачную пыль на заводах табака и проклеивающий материал на заводах по производству тканей.

Фильтры удаляют твердые частицы из воздуха до того, как он пройдет через секцию распыления. Лезвия сепаратора предотвращают попадание капель тумана или воды из устройства вместе с воздухом. Помимо очистки, мойки воздуха обычно выполняют и другие функции. Температуру и влажность воздуха можно контролировать, регулируя температуру распыляемой воды.

При необходимости увлажнения воздуха зимой часть воды испаряется.Это увеличивает концентрацию твердых частиц в оставшейся жидкости. Как правило, накипь не образуется, потому что температура воды относительно низкая. Если температура распыляемой воды ниже точки росы поступающего воздуха, воздух осушается. Летом осушение включает в себя конденсацию водяного пара из воздуха, разбавление твердых частиц в рециркуляционной воде и выведение воды из нижнего поддона или поддона воздухоочистителя.

Коррозия может развиваться в воздухоочистителях, как и в системах рециркуляции охлаждающей воды.Распыляемая вода насыщена атмосферным кислородом, и, если они присутствуют, содержащиеся в воздухе кислотные загрязнители снижают pH и способствуют коррозии. Соответственно, при очистке воздухоочистителя важно использовать ингибитор коррозии.

Чистота воздухоочистителя помогает предотвратить появление неприятных запахов в воздухе. Объем воздуха по отношению к скорости циркуляции воды в воздухоочистителях намного больше, чем в градирнях. Поэтому склонность к накоплению ила намного выше.Ил может вызвать локальную коррозию или способствовать биологической активности, вызывающей запахи. Следовательно, диспергаторы и / или поверхностно-активные вещества являются неотъемлемой частью программы очистки воды для воздухоочистителей.

Омываемый воздух также содержит множество микроорганизмов и материалов, которые питают бактерии. Таким образом, биологическая слизь представляет собой серьезную проблему для воздухоочистителей. Неокисляющие химические вещества используются для микробиологического контроля. Однако в результате такой обработки могут возникнуть нежелательные запахи.

Если воздухоочиститель необходимо стерилизовать, поток воздуха останавливается, и раствор окисляющего или неокисляющего антимикробного вещества циркулирует через промыватель.Затем устройство необходимо промыть шлангом до тех пор, пока материал, разрыхленный в результате обработки, не будет тщательно вымыт со дна воздухоочистителя.

ЗАКРЫТЫЕ ВОДНЫЕ СИСТЕМЫ

Закрытые системы не подвержены образованию накипи, за исключением случаев, когда необходимо использовать жесткую подпиточную воду. Во многих закрытых системах в качестве подпитки используется вода или конденсат, умягченная цеолитом, для предотвращения образования накипи.

В закрытых системах концентрация кислорода ниже, чем в вентилируемых. Следовательно, вероятность коррозии намного ниже.Однако некоторая коррозия существует, и незакрепленные продукты коррозии могут вызвать засорение трубопроводов, автоматических клапанов и вентиляционных отверстий.

Теоретически закрытые водные системы не должны требовать ингибиторов коррозии. Любой кислород, введенный с исходной подпиточной водой, должен вскоре быть исчерпан за счет окисления металлов системы, после чего коррозия больше не должна возникать. Однако закрытые системы обычно теряют достаточно воды и пропускают столько воздуха, что требуется защита от коррозии.

Чаще всего используются ингибиторы на основе молибдата, силиката или нитрита.Использование хроматов может быть ограничено из-за правил, которые классифицируют их как канцерогены. Необходимое количество ингибитора зависит от температуры воды в системе и ее металлургии. Закрытые системы обычно не требуют дополнительной обработки после первоначальной зарядки. Следовательно, можно использовать относительно высокие уровни обработки, чтобы обеспечить больший запас прочности при относительно низких затратах.

Программы на основе сульфита также используются для борьбы с коррозией. В отличие от других ингибиторов, пленка ингибитора коррозии не образуется; сульфит предотвращает кислородную коррозию, вступая в реакцию с растворенным кислородом и удаляя его.Поддерживается щелочной pH для предотвращения кислотной коррозии. В случае утечки воздуха потребность в сульфите не пропорциональна потере воды и может быть очень высокой. Высокое потребление сульфита увеличивает содержание растворенных твердых веществ в оборотной воде и увеличивает стоимость обработки. Следовательно, необходимо минимизировать попадание воздуха.

Изоляционные муфты используются в закрытых системах для контроля гальванической коррозии. Эти связующие вещества в основном представляют собой фенольные смолы, которые могут разрушаться при высоких значениях pH.

КОНТРОЛЬ ВОДНОГО БАЛАНСА

Изменения погоды вызывают изменения концентрации твердых частиц в открытых системах водяного охлаждения, особенно в воздухоочистителях. При проектировании системы кондиционирования воздуха не всегда учитываются потребности в очистке воды. Часто в градирнях уменьшаются объемы водосборника для минимизации веса системы. Это приводит к более низкому соотношению объема и скорости циркуляции, что приводит к более быстрому изменению концентрации твердых частиц воды при изменении нагрузки.Кроме того, водяные поддоны малой емкости используются в испарительных конденсаторах и воздухоочистителях, чтобы уменьшить пространство и вес.

Программа очистки воды может быть осложнена любым из следующих факторов:

• градирни возле дымовых труб могут собирать переносимые по воздуху грязь и кислые газы
Градирни
• часто устанавливаются и эксплуатируются таким образом, что при останове из системы выливается значительный объем воды
• В жаркую погоду может потребоваться дополнительная подпиточная вода для снижения температуры воды

Для открытых систем эффективная и действенная программа обработки включает непрерывную продувку, непрерывную подачу ингибитора коррозии и диспергатора, а также ежедневные испытания воды.Системы не следует лечить и контролировать исключительно на основе еженедельных тестов. Для обеспечения надлежащей защиты может потребоваться дополнительная химическая обработка.

ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Невозможно переоценить важность незамедлительного начала химической обработки. Новые установки будут иметь прокатную окалину на металлических поверхностях и будут содержать масло, соединения для труб, паяльную и сварочную окалину и строительный мусор. Системы, ранее работавшие без водоподготовки (или с неэффективной водоподготовкой), содержат продукты коррозии, которые могут отслоиться при запуске защитной обработки.Такие материалы могут препятствовать потоку воды, вызывать загрязнение и увеличивать потенциал гальванической коррозии. Взвешенные твердые частицы могут вызвать сбои в работе автоматических клапанов и элементов управления, а также сократить срок службы механических уплотнений насосов.

Такие системы необходимо тщательно очистить (механически и химически), осушить и промыть. Обычно используемые чистящие средства представляют собой органические фосфаты, полифосфаты, синтетические детергенты, диспергаторы и комбинации этих материалов. Постоянную защитную обработку следует начинать сразу после очистки, поскольку чистые металлические поверхности в системе особенно уязвимы для коррозии.

Системы кондиционирования воздуха, которые не работают круглый год, должны быть защищены должным образом во время простоев. Из открытых систем охлаждающей воды следует полностью слить воду. Конденсаторы следует открывать и проверять в конце каждого сезона кондиционирования воздуха. Бассейны градирен или воздухоочистителей необходимо тщательно очистить и промыть.

Если система хранится в сухом виде, конденсатор должен быть плотно закрыт после того, как он полностью просушен. В идеале его следует заполнить азотом и закрыть.Если вода не удаляется из неработающей системы, требуется дополнительная защита для компенсации повышенного потенциала коррозии. Необходимо использовать более высокую концентрацию ингибитора коррозии, подходящую для длительного хранения.

Если температура воды в замкнутой системе будет ниже нуля, необходимо добавить антифриз для защиты. При использовании антифриза на основе этиленгликоля необходимо слить воду, обработанную хроматом, из системы, поскольку эти материалы несовместимы. Однако хромат совместим с рассолами метанола, хлорида кальция и хлорида натрия.Ингибиторы на основе молибдата, нитрита и силиката можно использовать с любым из этих антифризов.

Сепараторные секции градирен могут собирать солевые отложения в результате частичного или периодического смачивания. Поскольку достаточное количество очищенной воды не достигает секций сепаратора во время работы, нельзя ожидать, что химикаты, добавленные в воду, обеспечат защиту. Соли, грязь и мусор также накапливаются на сепараторах и экранах воздухоочистителей и испарительных конденсаторов.Такие области следует регулярно промывать из шланга.

Если скопилась значительная грязь, необходима механическая очистка. На промышленных предприятиях механическая очистка может потребоваться несколько раз в течение сезона кондиционирования воздуха.

Рисунок 34-1. Надлежащая практика очистки воды и плановое техническое обслуживание могут помочь предотвратить неожиданное отключение оборудования для кондиционирования воздуха.

Рисунок 34-2. Абсорбционная холодильная установка.

Рисунок 34-3.Компрессионная холодильная установка.