Климат контроль википедия: Контроль климата — Википедия – Контроль микроклимата Википедия

Содержание

Контроль микроклимата Википедия

Система вентиляции и кондиционирования воздуха на крыше с видом на вентиляционный канал Воздуховод и воздухораспределительное устройство

Отопление, вентиляция и кондиционирование (ОВиК), также HVAC[1] (акроним от англ. Heating, Ventilation, & Air Conditioning) — технологии поддержания в заданных пределах параметров воздуха: температуры, влажности и химического состава во внутренних помещениях и салоне автомобиля (климат-контроль).

Искусственное охлаждение иногда добавляется в аббревиатуру как HVAC&R или HVACR, или вентиляция в аббревиатуре опускается — HACR (акроним от англ. Heating, Air Conditioning, and Refrigeration).

Разработка систем вентиляции и кондиционирования — одна из подотраслей машиностроения, основанная на принципах термодинамики, гидродинамики и теплопередачи.

Цели и задачи[ | ]

Система

ОВиК — важный компонент разработки промышленных и административных зданий, а также бассейнов, где безопасные и комфортные условия по температуре и влажности поддерживаются с помощью подачи наружного воздуха. Является непременным атрибутом современного умного дома.

Основными задачами управления микроклиматом (HVAC) является:

  • создание и поддержание комфортного для человека, растений, животных или материальных предметов (оборудования, произведений искусства и т. п.) микроклимата в пределах здания или сооружения;
  • экономия энергии, затрачиваемой на создание и поддержание микроклимата.

Это может быть как жилое помещение, так и салон автомобиля, космического аппарата, либо иное сооружение или помещение.

Управление микроклиматом осуществляется при помощи следующих инженерных систем: тёплые полы (электрические и водяные), радиаторы, фанкойлы, системы кондиционирования и вентиляции, увлажнители и осушители воздуха, ионизаторы и т. д. Потому для комплексной системы управления климатом («климат-контроля») встаёт необходимость обеспечения слаженного управления всеми этими устройствами.

При отлаженной работе системы управления микроклиматом различные элементы инженерных систем не должны конфликтовать друг с другом в пределах заданного помещения или сооружения. При правильно настроенном управлении устройства ведут себя по-разному в различных ситуациях: при открытых и закрытых окнах, в присутствии или отсутствии в помещении людей, в различные периоды времени суток и дни недели (выходные и праздничные/будние дни), в зависимости от изменений тарификации на энергоносители и т. д.

Кроме этого в современном здании возможно удалённо управлять климатом через Интернет или сотовый телефон, или с компьютера диспетчера.

См. также[ | ]

Ой, мороз, мороз: история автомобильного кондиционера

Мы уже рассказывали о том, как в автомобилях появилась «печка». Процесс этот был долгим и сложным, но с появлением тепла в машине не закончились попытки сделать её ещё более комфортной. Ведь всем известно, что изнеженный природой и эволюцией человек периодически страдает не только от холода, но и от жары. Поэтому история появления в автомобилях сначала кондиционера, а затем и климатической системы не менее увлекательна, чем история «печки».

Да будет холод!

В прошлой части мы закончили на том, что к пятидесятым-шестидесятым годам прошлого века окончательно сформировалась единая система вентиляции и обогрева салона. Для улучшения вентиляции в жаркие дни могли использоваться и боковые окна, и люки в крыше, но в целом сформировалась система, при которой воздух подавался в салон с помощью вентилятора под небольшим давлением. Это позволяло избежать запыления внутренностей машины обычным наружным воздухом, к тому же этот воздух мог подогреваться. Тогда же сложилось разделение потоков воздуха на несколько зон, и теперь водитель мог регулировать его направление.

Попытки автоматизировать поддержание температуры начались еще в тридцатые годы. Эффективность систем на основе парафиновых термоэлементов и биметаллических пар оказалась невысокой, но любая приточная система хотя бы обеспечивала обдув салона воздухом с наружной температурой. Конечно, в жарких регионах этого было явно недостаточно. Но как охладить воздух?

В принципе, сама идея охлаждения за счет фазового перехода подана самой природой. Ведь наша с вами естественная система поддержания температуры с испарением пота с поверхности кожи — как раз из таких. При испарении жидкости поверхность сильно охлаждается. Вопрос только в том, где взять много жидкости, и какой.

Первые опыты по охлаждению фазовым переходом относятся еще к XVIII веку. В 1748 году Уильям Каллен в университете Глазго продемонстрировал работу системы, использующей диэтиловый эфир в качестве рабочего тела и замкнутый цикл работы. Первое промышленное использование подобных систем связывают с именем Джэйкоба Перкинса, который в 1834 году запатентовал и изготовил систему с приводом от паровой машины. И уже в 1844 году эту технологию использовали для охлаждения воздуха в помещениях: врач Джон Гори создал систему кондиционирования для кондиционирования палат.

Сравнительно компактные холодильные системы производились с 1910 года компанией General Electric. Но для автомобильной истории важнее другая компания.

В 1916 году была основана фирма Guardian Refrigerator Company, которая пыталась выйти на рынок со своей моделью холодильника. Она потерпела неудачу: удалось продать лишь 40 установок, после чего деньги закончились. Воспользовался этим президент и основатель компании General Motors Вильям Дюран, который купил компанию и переименовал ее в Frigidaire. Этот ход позволил не только развернуть массовое производство холодильников, но и получить в распоряжение автомобильного гиганта технологию фазового перехода.

Вильям Дюран, основатель General MotorsВильям Дюран, основатель General Motors

Впрочем, в 30-е годы ХХ века самой массовой системой фазового перехода для использования в автомобилях оставались Thermador Car Cooler и ей подобные системы. Это была просто труба, которую вешали на боковое окно машины. Встречный поток воздуха испарял воду в резервуаре, и в салон он поступал охлажденным. Эффективность такой простой системы была небольшой, но 5-10 градусов можно было скинуть. Зато цена оказалась крайне низкой, расходный материал – обычная вода. Так что применяли простенькие испарители долго, и их производство не прекращалось до конца шестидесятых годов. В отличие от кондиционера, система была простой и дешевой, а эффект – вполне ощутимым. Разве что со временем появились варианты для монтажа системы на люке в крыше: там это смотрится не так странно, как на боковом окне.

Thermador Car CoolerThermador Car Cooler

Первым «настоящим» кондиционером оснастили машины Packard в 1939 году. На тот момент это были самые дорогие и передовые автомобили в мире, так что появление в них кондиционера было вполне закономерным.

Систему кондиционирования разместили в багажнике, производила ее компания Bishop и Babcock Co. Опция оказалась не слишком популярной по целому ряду причин. И не так страшно, что она заняла половину объемистого багажника. И даже цена в 274 доллара не была решающим негативным фактором, на фоне общей стоимости Паккарда это было не так уж много, хотя и сравнимо с ценой нового дешевого автомобиля. Просто система не отключалась: электромагнитную муфту в приводе еще не придумали, а снимать каждый раз ремень привода компрессора было тяжеловато. Надежность работы оказалась низкой: большая длина трубок и постоянные утечки не способствовали нормальной эксплуатации. После 1941 года опция исчезла из прайс-листа компании. В том же году Cadillac предлагал подобную систему для своих лимузинов, но опция не продержалась в производстве и года.

Packard Super Eight Touring Sedan Packard Super Eight Touring Sedan ‘1939

Следующая попытка создать прохладу в салоне предприняла компания Chrysler. В модели Imperial 1953 года использовалась куда более современная система Airtemp собственного производства. Причем ещё в 1941-1942 годах компания предпринимала попытки оснащения ею машин, но тогда в серийное производство эта опция не пошла. В Imperial системой уже можно было управлять с места водителя, но располагалась она все еще в багажнике. Зато с надежностью проблем не было, ведь технологию компания отработала на домашних кондиционерах Airtemp. И система не только охлаждала воздух в салоне, но и нагнетала охлажденный воздух с улицы.

Imperial 1953Imperial ‘1953

Первенцы климат-контроля

В 1954 году на автомобиле Nash Ambassador появилась первая в мире интегрированная система отопления, вентиляции и кондиционирования. Назвали ее All-Weather Eye, и в ней впервые использовалась электромагнитная муфта в приводе кондиционера, а все ее узлы были установлены под капотом и в передней части салона. Конструкция предусматривала дальнейший подогрев охлажденного воздуха при необходимости, что даже при невысокой температуре снаружи создавало внутри приятную атмосферу. И стоит напомнить, это был первый автоматический климат-контроль с кондиционером: достаточно было задать температуру, и термостат поддерживал ее. All-Weather Eye задала направление развития для остальных климатических систем, но сверхпопулярной не стала.

И дело вновь было даже не в её стоимости — 345 долларов в послевоенной Америке были существенной суммой, но это было меньше, чем цена куда менее совершенных систем разработки GM и Chrysler. Проблема была в популярности самих машин Nash. Они были очень передовыми, с очень современным дизайном, но, тем не менее, объемы производства были невелики. И большая часть машин компании были сравнительно недорогими, их покупатели не тратили лишние деньги на новшества. Зато все остальные производители машин поняли, как нужно делать систему отопления и вентиляции.

Nash Ambassador Nash Ambassador ‘1954

Компания General Motors имела в своем составе двух разработчиков систем кондиционирования. Это уже упомянутая Frigidaire, на разработках которой запустили систему образца 1941 года, и Harrison, которая отвечала за производство радиаторов и дизайн системы охлаждения. Вторая попытка GM оснастить свои машины кондиционерами возлагалась уже на решения и дизайн Harrison, которая в свою очередь заимствовала многие идеи у Nash.

Так, на Pontiac 1954 года система полностью расположилась под капотом, а возможности компании позволили ей впервые в мире расположить радиаторы кондиционера и системы охлаждения «бутербродом» — вместе, обеспечив оптимальную продувку для них и не увеличивая габариты машины. К тому же им удалось значительно уменьшить размеры компрессора, перейдя к аксиальному компрессору вместо привычного V-образного.

Pontiac Chieftain DeLuxe Eight Pontiac Chieftain DeLuxe Eight ‘1954

Следующий, 1955 год был годом триумфа систем кондиционирования. В США было продано 892 Plymouth, более 400 Chevrolet, все основные компании предлагали свои машины с этой опцией. Прогресс систем шел таким темпом, что к 1957 году кондиционер в багажнике остался только на некоторых машинах Packard, Studebacker и Linсoln. Причем в 1958 году, когда Cadillac Eldorado Brougham стал первой в мире машиной с системой кондиционирования в стандартной комплектации, о кондиционере в багажнике уже забыли. На следующие 60 лет компоновка системы кондиционирования сформировалась.

Cadillac Eldorado Brougham 1958Cadillac Eldorado Brougham ‘1958

Только к концу 90-х годов прогресс коснулся и этих систем. Например, появилась возможность создать компрессоры с регулируемым давлением и регулируемые испарители, а заодно обеспечить систему полностью электронной системой управления климат-контролем с полным разделением зон и электроприводом заслонок.

Но это — уже тема для следующей истории.

Опрос

А у вас в машине есть кондиционер?

Всего голосов:

Палеоклиматология — Википедия

Палеоклиматоло́гия — наука об истории изменений климата Земли.

Первые попытки палеоклиматического толкования ископаемых органических остатков принадлежат английскому физику и математику Р. Гуку, установившему в 1686, что когда-то на Земле климат был более тёплым, и объяснившему этот факт изменением положения земной оси. Толчком к развитию палеоклиматологии послужило открытие и исследование в Европе следов четвертичного оледенения (одним из основоположников учения об оледенениях был Петр Кропоткин), которые стали главными объектами изучения палеоклиматологии. Однако сама наука ведёт начало лишь с 80-х гг. XIX века, когда в качестве показателей древних климатов начали использовать наряду с палеонтологическими данными литологические, которые в значительной степени зависят от климатических факторов и служат весьма ценными климатическими индикаторами: соль (аридный климат), бокситы и бобовая руда (чередование влажного и сухого тёплого климата), торф и каменный уголь, каолин (влажный климат), известняк (тёплый климат), ледниковые морены (холодный климат). Появляются монографии по истории древних климатов (французский учёный Э. Даке, 1915; немецкие — В. Кеппен и А. Вегенер, 1924; американский — К. Брукс, 1926; немецкий — М. Шварцбах, 1950), в которых развитие климата ставилось в зависимость от какого-либо одного фактора. Так, Брукс объяснял изменение климата палеогеографическими условиями, Кеппен и Вегенер — перемещением полюсов и дрейфом материков и т. п.

Большой вклад в её развитие как отдельной области знания сделал Альфред Вегенер. Он не только сделал много в деле создания палеоклиматических реконструкции, но и использовал их для восстановления расположения континентов и обоснования своей теории дрейфа материков — предтечи современной тектоники плит.

Мощнейшее развитие наука получила в конце XX — начале XXI веков в связи с возрастающей остротой проблемы изменения климата. Её решение или хотя бы понимание происходящего невозможно без тщательного изучения истории климата прошлых геологических эпох.

В конце XX века были проведены масштабные международные и междисциплинарные проекты по изучению климата. В их числе можно назвать бурение покровных ледников Антарктиды и Гренландии; бурение крупных континентальных озёр с длительной историей осадконакопления: Байкала, Иссык-Куля, Каспийского моря и некоторых других. В результате получено огромное количество новых данных об истории климата четвертичного и третичного периодов, однако создание климатической теории, объясняющей все факты, далеко от завершения. В научном сообществе нет единства по самым основополагающим вопросам.

В арсенале палеоклиматологии множество самых разнообразных методов, но именно это разнообразие нередко и приводит к противоречивым результатам. Это позволило одному известному палеоклиматологу охарактеризовать состояние науки следующим образом:

— Глубокоуважаемые коллеги! Я категорически настаиваю на том, что Земля круглая. (Лёгкий шум в зале.) Я настаиваю также на том, что Земля вертится, а ось её вращения наклонена относительно плоскости эклиптики. Из этих трёх обстоятельств следует, как вам должно быть известно из курса географии для шестого класса средней школы, существование экваториально-полярного температурного градиента, западного переноса в атмосфере и смены времён года. (Шум в зале сменяется полной тишиной.) Так вот, обращаю ваше внимание на то, что в подавляющем большинстве из представленных здесь палеоклиматических реконструкций нарушается по меньшей мере одно из этих исходных условий…

В палеоклиматологии используются разнообразные косвенные методы изучения истории климата. Изучение осадочных пород может многое рассказать о климате, в котором они образовались. Во время оледенений образуются морены, тиллиты и породы с валунами, транспортированными ледниками. Когда ледник отступает, то на его обнажённом ложе начинаются ураганы, которые переносят огромные массы песка и пыли, отлагающиеся в виде лёссов. В жарком климате пустынь формируются отложения песчаников и эвапоритов.

Биогеографические методы основаны на связи ареалов распространения живых организмов в зависимости от климата. Многие виды животных и растений могут жить только в узком диапазоне климатических условий, и по ареалам их распространения можно восстановить климатические зоны.

Существуют и минералогические признаки климата. Так, например, минерал глауконит, выглядящий как зелёная глина, образуется только при температуре воды ниже 15 °C и часто используется как признак в климатических реконструкциях.

Оценка температуры вод древних морских бассейнов осуществляется с помощью количественных соотношений изотопов кислорода 18O и 16O в кальците раковин ископаемых беспозвоночных (белемнитов, фораминифер), а также соотношений Ca:Mg и Ca:Sr в карбонатных осадках и скелетах ископаемых организмов. Существенное значение также приобрёл палеомагнитный метод (см. Палеомагнетизм), позволяющий вычислить положение древних широт с использованием остаточной намагниченности некоторых вулканических и осадочных пород, содержащих ферромагнитные минералы (магнетит, гематит, титаномагнетит), приобретённой под влиянием магнитного поля Земли, существовавшего во время формирования этих пород.

Чтобы получить более комплексную информацию о климатах прошедших эпох применяют математическое моделирование. Для этого глобальная климатическая модель инициализируется при помощи данных полученных косвенными методами. При палеоклиматических исследованиях обычно используют модели с небольшим пространственным разрешением, поскольку обсчитываются сравнительно большие периоды времени и на высоких разрешениях это заняло бы значительное время.

В результате комплексного изучения геологических отложений учёные составляют палеоклиматические реконструкции: специальные карты, на которых на определённый момент геологического времени отображены климатические зоны. Такая карта может являться источником новой информации. Как было сказано выше, Альфред Вегенер использовал их для определения положения континентов. Также обобщением данных по всей Земле можно получить представление о глобальном климате Земли на определённый момент геологического времени.

Палеоклиматологические исследования показывают, что климат на Земле неразрывно связан с историей её живых обитателей, космическими факторами, как-то: изменениям земной орбиты, падениями крупных метеоритов; геологическими событиями, типа крупных извержений, эпох горообразования и перемещений континентов. При этом большинство этих факторов действуют совместно и одновременно и взаимно влияют друг на друга. Поэтому в большинстве случаев, установив изменение климата, не удаётся однозначно связать его с каким-либо одним фактором, и событие объясняют комплексом факторов.

В последнее время большую популярность приобрели гипотезы, рассматривающие изменения климата как результат взаимодействия биосферы с атмосферой и другими оболочками земли. При этом большая роль отводится парниковым газам. Один из механизмов такого взаимодействия заключается в том, что бурное развитие жизни обедняет атмосферу углекислым газом и метаном, в результате чего парниковый эффект ослабляется и на планете наступает похолодание, вплоть до начала ледникового периода. Современные геологические данные показывают, что ни одна из многочисленных гипотез не может до конца выяснить причины изменения климатов прошлого.

Значение палеоклиматологии состоит в том, что, изучая историю климатического развития Земли, она расширяет представления о протекавших в прошлом процессах выветривания и осадконакопления, и об образовании связанных с ними месторождений полезных ископаемых, показывает условия существования растительности и животного мира в минувшие геологические эпохи, позволяет прогнозировать изменения климата в будущем.

Изменения средней температуры на Земле за последние 500 млн лет Содержание кислорода в атмосфере за последний миллиард лет

Изменения климата обусловлены различными факторами: переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, — это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.

  • изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов,
  • изменение светимости солнца,
  • изменения параметров орбиты и оси Земли,
  • изменение прозрачности атмосферы и её состава в результате изменений вулканической активности Земли,
  • изменение концентрации парниковых газов (СО2 и Ch5) в атмосфере,
  • изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),
  • изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.

Погода — это ежедневное состояние атмосферы и является хаотичной нелинеарной динамической системой. Климат — это усредненное состояние погоды и он, напротив, стабилен и предсказуем. Климат включает в себя такие показатели как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат.

Оледенения[править | править код]

Ледники признаны одними из самых чувствительных показателей изменения климата. Они существенно увеличиваются в размерах во время охлаждения климата (т. н. «малые ледниковые периоды») и уменьшаются во время потепления климата. Ледники растут и тают из-за природных изменений и под влиянием внешних воздействий. В прошлом веке ледники не были способны регенерировать достаточно льда в течение зим, чтобы восстановить потери льда во время летних месяцев. Самые значительные климатические процессы за последние несколько миллионов лет — это гляциальные и интергляциальные циклы текущего ледникового периода, обусловленные изменениями орбиты Земли. Изменение состояния континентальных льдов и колебания уровня моря в пределах 130 метров являются в большинстве регионов ключевыми следствиями изменения климата.

Изменчивость мирового океана[править | править код]

В масштабе десятилетий климатические изменения могут быть результатом взаимодействия атмосферы и мирового океана. Многие флуктуации климата, включая наиболее известную южную осцилляцию Эль-Ниньо, а также североатлантическую и арктическую осцилляции, происходят отчасти благодаря возможности мирового океана аккумулировать тепловую энергию и перемещению этой энергии в различные части океана. В более длительном масштабе в океанах происходит термогалинная циркуляция, которая играет ключевую роль в перераспределении тепла и может значительно влиять на климат.

Климатическая память[править | править код]

В более общем аспекте изменчивость климатической системы является формой гистерезиса, то есть это значит, что настоящее состояние климата является не только следствием влияния определенных факторов, но также и всей историей его состояния. Например, за десять лет засухи озера частично высыхают, растения погибают, и площадь пустынь увеличивается. Эти условия вызывают, в свою очередь, менее обильные дожди в последующие за засухой годы. Т. о. изменение климата является саморегулирующимся процессом, поскольку окружающая среда реагирует определенным образом на внешние воздействия, и, изменяясь, сама способна воздействовать на климат.

Парниковые газы[править | править код]

Последние исследования показывают, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковые газы имеют также значение для понимания климатической истории Земли. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.

В течение последних 600 млн лет концентрация диоксида углерода в атмосфере варьировались от 200 до более чем 5000 чнм из-за воздействия геологических и биологических процессов. Однако в 1999 г. Вейзер и др. показали, что на протяжении последних десятков миллионов лет нет строгой корреляции между концентрацией парниковых газов и изменением климата и что более важная роль принадлежит тектоническому движению литосферных плит. Позднее Ройер и др. использовали корреляцию СО2 — климат, чтобы вывести значение «чувствительности климата». Есть несколько примеров быстрых изменений концентрации парниковых газов в земной атмосфере, имеющих строгую корреляцию с сильным потеплением, среди которых термальный максимум палеоцена — эоцена, вымирание видов перми — триаса и конец варяжской «Земли — снежка» (snowball earth event).

Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм3, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм3.

Тектоника литосферных плит[править | править код]

На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, то есть создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.

Солнечное излучение[править | править код]

Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, так как развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу. Считается, что на ранних этапах истории Земли Солнце было слишком холодным для того, чтобы вода на поверхности Земли была жидкой, что привело к т. н. «парадоксу слабого молодого Солнца».

На более коротких временных отрезках также наблюдаются изменения солнечной активности: 11-летний солнечный цикл и более длительные модуляции. Однако 11-летний цикл возникновения и исчезновения солечных пятен не отслеживается явно в климатологических данных. Изменение солнечной активности считается важным фактором наступления малого ледникового периода, а также некоторых потеплений, наблюдаемых между 1900 и 1950 годами. Циклическая природа солнечной активности ещё не до конца изучена; она отличается от тех медленных изменений, которые сопутствуют развитию и старению Солнца.

Изменения орбиты и оси[править | править код]

По своему влиянию на климат изменения эксцентрисета земной орбиты, а также нутация и прецессия оси сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты и оси приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты и оси называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, её спутника Луны и других планет. Изменения орбиты и оси считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии и нутации земной оси и изменения эксцентрисета орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.

Вулканизм[править | править код]

Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Например, извержение вулкана Пинатубо в 1991 году существенно повлияло на климат. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов. В начале ученые полагали, что причиной похолодания является эмитированная в атмосферу вулканическая пыль, поскольку она препятствует достигнуть поверхности Земли солнечному излучению. Однако измерения показывают, что большая часть пыли оседает на поверхности Земли в течение шести месяцев.

Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО2, изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО2. Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО2, эмитированного вулканами.

Антропогенное воздействие на изменение климата[править | править код]

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. В некоторых случаях причинно-следственная связь прямая и недвусмысленная, как, например, при влиянии орошения на температуру и влажность, в других случаях эта связь менее очевидна. Различные гипотезы влияния человека на климат обсуждались на протяжении многих лет. В конце XIX века в западной части США и Австралии была, например, популярна теория «дождь идёт за плугом» (англ. rain follows the plow). Главной проблемами сегодня являются растущая из-за сжигания топлива и обезлесивания концентрация СО2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат.

Сжигание топлива[править | править код]

Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО2 в атмосфере возросла с ~280 чнм до 380 чнм. При таком росте спроецированная на конец XXI века концентрация будет составлять более 560 чнм. Известно, что сейчас уровень СО2 в атмосфере выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2100 годами.

Аэрозоли[править | править код]

Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы. Полагают, что это свойство является причиной относительного «плато» на графике температур в середине XX века.

Цементная промышленность[править | править код]

Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО2. Диоксид углерода образуется, когда карбонат кальция(CaCO3) нагревают, чтобы получить ингредиент цемента оксид кальция (СаО или негашёная известь). Производство цемента является причиной приблизительно 2,5 % выбросов СО2 индустриальных процессов (энергетический и промышленный сектора).

Землепользование[править | править код]

Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить альбедо отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения. Например, есть причины предполагать, что климат Греции и других средиземноморских стран поменялся из-за масштабной вырубки лесов между 700 лет до н. э. и началом н. э. (древесина использовалась для строительства, кораблестроения и в качестве топлива), став более жарким и сухим, а те виды деревьев, которые использовались в кораблестроении, не растут больше на этой территории. Согласно исследованию 2007 года Лаборатории реактивного движения (англ. Jet Propulsion Laboratory) средняя температура в Калифорнии возросла за последние 50 лет на 2 °C, причём в городах этот рост намного выше. Это является в основном следствием антропогенного изменения ландшафта.

Скотоводство[править | править код]

Согласно отчету ООН «Длинная тень скотоводства» от 2006 года скот является причиной 18 % выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, то есть вырубку леса под пастбища. В тропических лесах Амазонки 70 % вырубки лесов производится под пастбища, что послужило основной причиной, почему Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (англ. Food and Agriculture Organization, FAO) в сельскохозяйственном отчёте за 2006 год включила землепользование в сферу влияния скотоводства. В дополнение к выбросам СО2, скотоводство является причиной выброса 65 % оксида азота и 37 % метана, имеющих антропогенное происхождение.

Взаимодействие факторов[править | править код]

Влияние на климат всех факторов, как естественных, так и антропогенных, выражается единой величиной — радиационным прогревом атмосферы в Вт/м². Извержения вулканов, оледенение, дрейф континентов и смещение полюсов Земли — мощные природные процессы, влияющие на климат Земли. В масштабе нескольких лет вулканы могут играть главную роль. В результате извержения вулкана Пенатубо в 1991 года на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечной радиации снизился на 2,5 Вт/м². Однако эти изменения не являются долгосрочными, частицы относительно быстро оседают вниз. В масштабе тысячелетий определяющим климат процессом будет, вероятно, медленное движение от одного ледникового периода к следующему.

В масштабе нескольких столетий на 2005 год по сравнению с 1750 годом имеется комбинация разнонаправленных факторов, каждый из которых значительно слабее, чем результат роста концентрации в атмосфере парниковых газов, оцениваемый как прогрев на 2,4-3,0 Вт/м². Влияние человека составляет менее 1 % от общего радиационного баланса, а антропогенное усиление естественного парникового эффекта — примерно 2 %, с 33 до 33,7 °C. Таким образом, средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с доиндустриальной эпохи (примерно с 1750 года) на 0,7 °C.

Микулинское межледниковье[править | править код]

Большое значение в предсказании возможных последствий современных колебаний климата имеет восстановление природных условий предшествующего межледниковья — Микулинского, — имевшего место после окончания Рисского (Днепровского) оледенения. В максимально тёплые эпохи Микулинского межледниковья температура была на несколько градусов выше современной (установлено по данным изотопных анализов остатков микроорганизмов и газовых включений в покровных ледниках Антарктиды и Гренландии), границы природных зон были смещены к северу на несколько сотен километров по сравнению с современными. При реконструкции более тёплых периодов современного межледниковья — так называемого Климатического оптимума голоцена, имевшего место от 6 до 5 тыс. лет назад, установлено следующее. Среднегодовая температура была на 2—3 градуса выше современной, и границы природных зон также были расположены севернее современных (их общий план географического распространения примерно совпадал с Микулинским межледниковьем). Из имеющихся данных по палеогеографии логично предположить, что при дальнейшем росте температур географическая оболочка будет трансформироваться аналогичным образом. Это противоречит гипотезам о похолодании севера Европы и Северной Америки и смещении природных зон в этих регионах на юг от их современного положения.

Лихвинское межледниковье[править | править код]

Еще более теплым, чем Микулинское (и вообще самым теплым в плейстоцене), было Лихвинское межледниковье. Датируется примерно 350—300 тыс. лет до н. э. Климат в это время был значительно теплее современного. Согласно реконструкции, сделанной по ископаемой пыльце растений, в низовьях Печоры были распространены еловые и сосново-березовые леса, в верховьях Печоры, на междуречье Северной Двины и Пинеги и в бассейне Вычегды росли дуб, вяз, липа, а в бассейне Сухоны — граб. На широте Москвы граб и пихта были доминантами фитоценозов, также встречались орех, бук, каштан и даже такие теплолюбивые растения, как лапина и самшит. Тундра на материке и тайга в её современном виде отсутствовали.[1]

  1. Писарева В. В. Реконструкция палеоландшафтов лихвинского межледниковья и последующего похолодания на территории Восточной Европы // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2012;(3):54-70. DOI:10.15356/0373-2444-2012-3-54-70

История и развитие кондиционирования

Сегодня кондиционирование воздуха является обязательным условием комфорта.
Слово “кондиционер” стало известно в 1815 году, когда французский изобретатель Жанн Шабаннес получил патент на метод кондиционирования воздуха. Первая же промышленная холодильная машина появилась в 1902 году благодаря американскому изобретателю Уиллису Корриеру. Более чем за 100 лет развития системы кондиционирования воздуха претерпели значительные изменения.
До конца 50-х годов лидерство в разработке систем кондиционирования принадлежало американским компаниям, а потом эпицентр самой прогрессивной научной мысли переместился в Японию. У истоков современных систем кондиционирования стояли японские компании Daikin и Toshiba. В 1958 году кондиционеры Daikin научились подогревать воздух, а в 1961 году компания Toshiba разделила кондиционер на две части, вынеся наиболее шумную его часть (компрессор) за пределы коллекционируемого помещения и снизив за счет этого шумность системы. Это была первая сплит-система, позволившая расположить внутренний блок в любом удобном месте. В 1968 году появились кондиционеры, у которых с одним внешним блоком могли работать несколько внутренних — мультисплит-системы. В 1981 году компания Toshiba создала кондиционеры с плавной регулировкой мощности. Самые популярные на сегодняшний день VRF- системы были разработаны компанией Daikin в 1982 году.

Виды кондиционеров и их технические особенности.


Все существующие кондиционеры принято делить на три основные группы: бытовые, полупромышленные и промышленные. Почти все кондиционеры на территории России имеют азиатское (японское, корейское и китайское) происхождение. Если мощность внутреннего блока не превышает 5 кВт, то кондиционер по азиатской классификации относят к бытовым. В России существует своя классификация, которая не согласуется ни с азиатской, ни с европейской. В России все настенные сплит-системы считаются, независимо от мощности, бытовыми. Другие системы кондиционирования (наполно-потолочного, кассетного, канального типа) относят к полупромышленным или промышленным системам.
Наиболее простыми являются оконные кондиционеры, которые встраиваются в оконные проемы. Эти кондиционеры простые в установке (при желании может установить любой домашний мастер), долговечные и самые дешевые. К сожалению, эти кондиционеры имеют некоторые недостатки. Компрессор у этих кондиционеров находится внутри помещения и создает довольно много шума. Кроме этого оконные кондиционеры могут конфликтовать со шторами в комнате (жалюзи вообще не совместимы с ними). Оконные кондиционеры уменьшают оконный проем, а при наличии стекло пакета его установка будет стоить дороже самого кондиционера.
Сплит-системы состоит из двух блоков. Самую шумную часть кондиционера (компрессор) выносят за пределы помещения, а внутреннюю часть можно расположить в любом удобном месте: на стене или на полу. Самым популярным в мире является расположение внутреннего блока за подвесным потолком. При одном и том же внешнем блоке внутреннее устройство может быть настенным, наполно-потолочным, кассетным, канальным или колонным. Долговечность системы 6-8 лет.
В канальных сплит-системах внутренний блок расположен над подвесным потолком, и охлажденный воздух распределяется воздуховодами.
При такой системе кондиционирования можно подавать охлажденный воздух сразу в несколько помещений, но при этом требуется точный расчет системы распределения воздуха.
Мультисплит-системы с несколькими внутренними блоками и одним наружным являются довольно дорогим удовольствием. Мощность внешнего блока в таких системах значительная, так как он должен заменить несколько менее мощных. Достоинством мультисплит-системы является возможность несколько ящиков с наружной стороны дома заменить одним. В мультисплит-системах возможно использование разных внутренних блоков с одним наружным, что позволяет создать идеальную конфигурацию системы для вашего дома.
Для больших домов интерес представляют VRF-системы. Они подобны мультисплит-системам, но обладают расширенными возможностями и позволяют создавать комфорт сразу в нескольких десятках помещений общей площадью до 1000 кв.м.
VRF-системы позволяют решать вопросы вентиляции и кондиционирования в комплексе. Эти системы имеют большое разнообразие внутренних блоков и позволяют удалять внутренние блоки от внешних до 100 метров, они очень экономичны (примерно на 25-45% экономичнее других кондиционеров) и долговечны( до 25 лет). VRF-системы способны перераспределять тепло между помещениями и в этом тоже им нет равных.
Мобильные кондиционеры напоминают обычные сплит-системы у которых внутренний блок связан с внешним устройством гибким шлангом, вывешиваемым за окно. В моноблочных конструкциях, напоминающих большой пылесос, теплый воздух через толстый шланг сбрасывают за окно. Все они очень шумные, но легко устанавливаются и демонтируются. При использовании таких кондиционеров нужно решить проблему термоизоляции места выхода шланга из помещения. Охладить таким кондиционером можно только одну комнату, где установлен кондиционер.
Рассмотрим возможности кондиционера. Главная его задача — охлаждать воздух. Подогрев воздуха и его очистку возможно сделать и другими средствами. При помощи современных кондиционеров возможно охлаждать воздух до температуры 17-18 градусов Цельсия. Многие современные кондиционеры могут подогревать воздух, но целесообразно это при температуре наружного воздуха выше минус10 градусов. При более низких температурах нагрев помещения при помощи кондиционера неэффективен и может вывести кондиционер из строя. Кондиционеры, способные нагревать воздух, используют принцип теплового насоса. Чем ниже становится температура на улице, тем ниже производительность кондиционера. Для подогрева воздуха существуют «зимние» кондиционеры оборудованные электрическими ТЭНами. Недостатком таких кондиционеров является их высокое энергопотребление. Кроме охлаждения и обогрева кондиционеры могут осушать воздух. При понижении температуры воздуха кондиционеры удаляют излишнюю влагу, но поддерживать влажность воздуха на заданном уровне бытовые кондиционеры не могут.
Современные кондиционеры имеют режим вентиляции. В этом режиме работает на заданной скорости только вентилятор внутреннего блока, а вентилятор и компрессор наружного блока выключаются. У большинства кондиционеров есть только один механический фильтр, который защищает от пыли в воздухе. Его периодически нужно мыть и чистить сжатым воздухом. Если этого не делать, то производительность кондиционера снижается. Фильтры тонкой очистки часто не входят в комплектацию и приобретаются отдельно. Такие фильтры способны улавливать самую мелкую пыль и запахи. Обычно эти фильтры делают из активированного угля. Срок службы фильтра тонкой очистки не превышает 3 месяца и потом его нужно заменить. Некоторые модели кондиционеров имеют на внутреннем блоке индикатор загрязнения фильтра, однако этот датчик указывает не на загрязнение фильтра, а на время его работы.
В настоящее время кроме угольных фильтров могут использоваться и другие виды фильтров.
Плазменные фильтры имеют ионизатор, создающий высокое напряжение. Этот ионизатор уничтожает микробы, вирусы, грибки, попавшие в кондиционер. Плазменные фильтры эффективны при борьбе с запахами. Например, табачного дыма. Они дешевые в эксплуатации, так как не требуют периодической замены.
Компания Panasonic разработала электростатический фильтр с кахетиновым покрытием.
Кахетин — это природный антисептик, содержащийся в листьях чая. Такие фильтры способны обезвреживать различные вирусы.
Цеолитные фильтры напоминают угольные, но в отличие от них не требуют частой замены, а могут сомоочищаться под воздействием солнечных лучей.
Ознакомившись с основными возможностями кондиционеров, мы подошли к наиболее важному, с точки зрения потребителя, вопросу: какой же кондиционер выбрать? Для правильного выбора кондиционера необходимо учесть все поступления тепла в помещение. Существуют методики расчета, которые учитывают тепло поступления от солнечного излучения, от ламп освещения, от находящихся в помещении людей, тепло поступления от работающего офисного оборудования и бытовой техники. При этом учитывается наличие жалюзи на окнах, затеняющих деревьев, ориентация помещения относительно сторон горизонта, теплопроводность стен и объем помещения. В фирмах, которые устанавливают кондиционеры обычно исходят из опыта работы по аналогичным объектам.
Самостоятельная установка кондиционера маловероятна, так как требуется для установки определенные навыки и наличие специального оборудования. Кроме того самостоятельная установка лишает вас гарантии на кондиционер. Для установки вам придется обратиться в фирму, занимающуюся установкой кондиционеров, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Долговечность вашей системы во многом будет зависеть от качества работы по установке. Проверить качество установки весьма проблематично. Единственная ваша надежда — гарантия. Поэтому к выбору фирмы, которая сделает расчет производительности кондиционера и осуществит монтаж нужно подойти очень серьезно. Конечно, лучше обойти несколько фирм, поговорить со всеми. Потом должна вырисоваться некоторая картина о качестве предлагаемых услуг. Неплохо узнать отзывы о фирме и их опыте работы

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о