При проектировании систем вентиляции зданий и сооружений, в большинстве случаев стоит задача обеспечить возможность поддержание воздуха в помещений соответствующего определённым критериям, т.е. подразумевает под собой целый комплекс по поддержанию температуры, относительной влажности, интенсивность циркуляции потока, уровень чистоты воздуха.

Например, в некоторых особых случаях и при обычной вентиляции, например в рабочей зоне горячих производственных помещениях, торговых залов температуру воздуха нужно поддерживать только на определенном уровне (30 – 35 градусов, т. е. на 3—5 градусов выше наружной, однако для хорошего самочувствия людей в предприятиях общественного питания необходимо поддерживать совсем другие температуры: в торговых залах это 22-25 градусов, в горячих цехах — не более 28 градусов при относительной влажности не более 60%. Такие параметры в помещении могут быть достигнуты только при искусственном охлаждении воздуха с помощью систем кондиционирования.

Таким образом, системами кондиционирования воздуха называются инженерные сооружения, которые обеспечивают автоматическое поддержание в помещениях заданных параметров воздуха.

Система кондиционирования, как правило, состоит из установки, в которой осуществляется тепловлажностная обработка воздуха (собственно кондиционер), источника холодоснабжения, автоматики для поддержания заданных параметров воздуха в помещении и систем воздуховодов.

При этом различают местные и центральные системы кондиционирования воздуха.

Так, в местных системах кондиционирования (их ещё называют локальных) устройство для обработки воздуха располагается непосредственно в помещении, а обработанный им воздух поступает в помещение через воздуховоды в самом кондиционере.

В центральных же системах кондиционирования обработка воздуха осуществляется централизованно, в некой установке, из которой воздух подается в отдельные помещения по целой системе воздуховодов предусмотренных на этапе проектирования здания.

Главная цель систем кондиционирования воздуха, это обеспечение оптимальных тепловлажностных условий для комфортного нахождения в помещении людей, путём создания искусственных климатических условий, методом организации технологического кондиционирования воздуха.

Кондиционирование воздуха в помещениях необходимо предусматривать для создания и поддержания в них следующих критерий:

• создание искусственных климатических условий в соответствии с особыми требованиями внутри помещения (производственные цеха, склады особого назначения) – круглогодично, либо в течение летнего или зимнего периода;
• установленных определёнными нормами допустимых условий воздушной среды;
• условий воздушной среды в помещениях общественных и жилых зданий, административных или многофункциональных, а также вспомогательных зданий промышленных предприятий;
• определённых гигиенических условий воздушной среды в производственных помещениях (цеха, склады).

Кондиционирование воздуха, которое осуществляется для создания и поддержания допускаемых условий среды, носит название «комфортного», а искусственных климатических условий в соответствии с технологическими требованиями соответственно «технологического».

Кондиционирование воздуха обеспечивается целым комплексом технических решений, именуемых «системой кондиционирования воздуха» (СКВ), в состав которого входят различные технические средства приготовления, перемешивания и распределения воздуха, в том числе технические средства холодо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления.

История развития кондиционирования воздуха неразрывно связана с историей развития всего человечества: формированием и ростом производства, поэтому отведение тепла с помощью механизмов - относительно современное изобретение, а охлаждение помещений - нет. Естественное охлаждение льдом и испарительное охлаждение является одним из самых древних способов создания комфортных условий в жарких странах. Во времена древнейших цивилизаций (Египет, Индия, Персия, Китай, а затем и Греция, Рим) строили специальные льдохранилища, которые изолировали опилками. Испарительное охлаждение также активно использовалось древними цивилизациями (первыми были Индия, Египет) в целях охлаждения как напрямую, так и в конструкциях зданий и сооружений, к примеру:

• древние римляне с помощью циркуляции воды из акведуков внутри стен зданий охлаждали их. Но поскольку такое использование воды было довольно дорогим, только очень богатые могли позволить себе такую роскошь.
• в Персии тысячи лет назад. Персидские устройства охлаждения воздуха использовали способность воды сильно охлаждаться при испарении. Типичный кондиционер тех дней представлял собой специальную шахту, улавливающую дуновение ветра, в которой размещались пористые сосуды с водой или протекала вода из источника. Воздух в шахте охлаждался и насыщался влагой и, затем, подавался в помещение. Устройство было сравнительно эффективно для жаркого и сухого климата, такой кондиционер не смог бы работать при высокой относительной влажности воздуха;
• в Индии летом в качестве двери использовался каркас, обвитый индийской кокосовой пальмой — татти. Сверху двери устанавливалась ёмкость, которая медленно заполнялась водой за счёт капиллярного эффекта в тканях татти. Когда уровень воды достигал определённого значения, ёмкость опрокидывалась, орошая водой дверь, и возвращалась в исходное состояние. Такой цикл многократно повторялся, пока пальма оставалась живой и получала достаточно света.

Развитие систем кондиционирования воздуха в гражданских и жилых зданиях неразрывно связано с историей архитектуры. В Англии, Франции, Германии и США прообразы систем кондиционирования воздуха появились еще в конце XIX в., а первые системы кондиционирования воздуха — в начале XX в. Развитию этой отрасли способствовали требования к микроклимату для технологических процессов растущего производства (полиграфическое, текстильное) в условиях промышленной конкуренции.

Сам же термин «кондиционирование воздуха» впервые был предложен в 1906 году Стюардом Крамером, который связывал это понятие с получением кондиционного товара.

Позже дорогие системы кондиционирования воздуха начали применяться для улучшения производительности труда на рабочих местах. Затем сфера применения кондиционирования была расширена для улучшения комфорта в домах и автомобилях.

Первые кондиционеры и холодильники использовали токсичные газы, такие как аммиак и метилхлорид, которые приводили к смертельным несчастным случаям в случае утечки, однако позже, по соображениям безопасности стали выпускаться кондиционеры, компрессорно-конденсаторный агрегат которого располагался с внешней стороны здания, заправленные безопасным для человеческого организма хладагентом - фреоном. Это была первая система, называемая теперь «сплит-система».

В наши дни получило распространение проектирование систем кондиционирования воздуха на стадии разработки архитектурного проекта, т.е. представляет собой неотъемлемую часть всего комплекса жизнеобеспечения здания.

В XXI веке всё большее значение приобретает энергосбережение при кондиционировании. Учитывая ухудшающееся состояние окружающей среды, обеспечение чистого воздуха в помещении является одной из наиболее важных проблем. Кроме того, качество воздуха имеет большое значение в медицине (операционные и родильные боксы), при производстве электроники и в других высокотехнологичных производствах. Для точного поддержания значений температуры и влажности используются прецизионные кондиционеры.

Кондиционирование воздуха технически реализуется системами кондиционирования воздуха, которое представляет собой комплекс устройств для смешивания, приготовления и распределения воздуха, а также аппарат хладо и теплоснабжения. В комплекс СКВ входит также автоматика, система контроля, а также дистанционное управление.

Принцип работы кондиционера сводится к следующим этапам:

Цикл охлаждения или нагрева воздуха. Схематично тут всё довольно просто, т.к. во многом этот цикл схож с работой холодильника, однако необходимо отметить, что в реальных условиях обратный цикл холодильной машины состоит намного сложней.

Для нагрева воздуха в помещении кондиционеры переходят в режим обратный режим работы (реверс), т.е. теплового насоса — конденсатор выполняет роль испарителя, а испаритель роль конденсатора, то есть отводимая теплота конденсации используется для нагрева воздуха.

Контроль влажности воздуха. Обычно перед воздушным кондиционером ставится задача не только охлаждение (или нагрева) воздуха, но и уменьшение влажности воздуха. Достаточно холодный (ниже точки росы) испарительный змеевик конденсирует водяной пар из обработанного воздуха, отправляя воду их воздуха в дренажную систему и, таким образом понижая влажность воздуха. Сухой воздух улучшает комфорт, так как он обеспечивает естественное охлаждение организма человека путём испарения пота с кожи. Установка кондиционера с парогенератором позволяет поддерживать точное значение влажности в помещении.

Однако, узлами любого кондиционера можно схематично разделить на следующие части:

• компрессор, сжимает рабочую среду, хладагент, и поддерживает его движение по холодильному контуру;
• конденсатор, радиатор, расположенный во внешнем блоке, которые обеспечивает переход фреона из газообразной фазы в жидкую;
• испаритель, радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную;
• терморегулирующий вентиль, дроссель, который понижает давление фреона перед испарителем;
• вентиляторы, обеспечивают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

1. конденсатор;
2. терморегулирующий вентиль;
3. испаритель;
4. компрессор.