1ο ΕΠΑΛ ΚΥΠΑΡΙΣΣΙΑΣ

Β΄ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ

1

Ειδική Θεματική δραστηριότητα

Καθηγητές:Νικολόπουλος ΓεώργιοςΡούμπος Άγγελος

ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ: 2013-2014

Η ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΨΥΞΗΣ &

ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΟΔΗΛΑΤΟΥ – ΨΥΚΤΙΚΟΥ ΚΥΚΛΟΥ

H ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΨΥΞΗΣ & ΤΟΥ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

Οι  μακρινοί προγονοί μας, στην προσπάθεια τους να επιβιώσουν σε διαφορετικές κλιματικές συνθήκες ζούσαν αρχικά σε σπηλιές για να προστατευθούν

Έκαιγαν ξύλα για να ζεσταθούν με τη φωτιά και εκμεταλλεύονταν τη δροσιά του χώρου

Αργότερα με τον κατάλληλο προσανατολισμό των οικοδομών και τη διαμόρφωση των δομικών στοιχείων τους, προσπαθούσαν να περιορίσουν τις επιδράσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος, σε συνδυασμό με την εκμετάλλευση των ευνοϊκών συνθηκών του κλίματος και της γεωγραφίας ενός τόπου.

Παράλληλα, χρησιμοποίησαν εστίες φωτιάς για τη θέρμανση και τον αερισμό εσωτερικών χώρων με διάφορους τρόπους.

• Μία εφαρμογή που χρησιμοποιήθηκε στην αρχαιότητα ήταν το θερμαινόμενο δάπεδο για την έμμεση θέρμανση του αέρα κατοικιών από τα καυσαέρια της εστίας

• Στις Αραβικές χώρες, στην Περσία και στην

Ινδία εφαρμόστηκαν ειδικές οικοδομικές τεχνικές για τον  δροσισμό και το αερισμό των εσωτερικών χώρων

• Η βασική ιδέα πίσω από τον κλιματισμό εφαρμόστηκε τυχαία στην αρχαία Αίγυπτο, όπου κρεμούσαν υγρά καλάμια στα παράθυρα και όταν φυσούσε και εξατμιζόταν ο αέρας, δρόσιζε ο χώρος. Η διαδικασία ήταν ιδιαίτερα ευεργετική στο ξηρό κλίμα της ερήμου.

• Στην Αρχαία Ρώμη, το νερό από τα υδραγωγεία διανέμονταν μέσω των τοίχων των σπιτιών και κρύωνε τους χώρους, ενώ άλλες τεχνικές στην μεσαιωνική Περσία εμπλέκονται με τη χρήση των δεξαμενών για την ψύξη των κτιρίων κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου

• Οι Ρωμαίοι και άλλοι λαοί μετέφεραν χιόνι και πάγο από ψηλά βουνά σε πεδινές περιοχές

• Χρησιμοποιούσαν επίσης τις λεγόμενες χιονοαποθήκες, δηλαδή κοιλότητες σκαμμένες στο έδαφος και μονωμένες στα πλάγια με σανίδες και άχυρο, όπου το χιόνι διατηρούνταν σε στερεή κατάσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα.

• Ωστόσο, το πρώτο αναγνωρισμένο «κλιματιστικό» κατασκευάστηκε στην Ινδία και είχε χειροκίνητη λειτουργία. Πρόκειται για το Punkah, που θυμίζει περισσότερο ανεμιστήρα/βεντάλια βέβαια (που κρέμονταν από το ταβάνι), παρά κλιματιστικό, αλλά η ιδέα ήταν η ίδια: να δροσίσει τον χώρο.

Η ΑΡΧΗ ΤΩΝ ΨΥΚΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ

• Στις αρχές του 19ου αιώνα ήταν γνωστές οι αρχές τεχνητής παραγωγής πάγου

• Το 1843 ο Αμερικανός Jacob Perkins κατασκεύασε την πρώτη μηχανή παραγωγής πάγου που χρησιμοποίησε συμπιεστή

• Το 1851 ο Γάλλος Ferdinand Karre σχεδίασε την πρώτη μηχανή παραγωγής πάγου με σύστημα απορρόφησης ατμού αμμωνίας

• Το 1872 ο David Boyle ανέπτυξε την πρώτη μηχανή παραγωγής πάγου με μηχανική συμπίεση αμμωνίας

• Στα 1920 παρουσιάστηκαν τα πρώτα οικιακά ψυγεία στις ΗΠΑ. Μετά τα μέσα του 20ου αιώνα εδραιώθηκαν στην παγκόσμια αγορά οι σύγχρονες οικιακές ψυκτικές μηχανές, τα ηλεκτρικά ψυγεία και οι καταψύκτες τροφίμων

  Σχετικά με τον κλιματισμό των εσωτερικών χώρων

• Το 1902 ο νεαρός μηχανικός Willis Carrier, ο αποκαλούμενος "πατέρας του κλιματισμού", σχεδίασε, δοκίμασε και εγκατέστησε την πρώτη βιομηχανική εγκατάσταση κλιματισμού σε μεγάλο τυπογραφείο, στο Brooklyn της Νέας Υόρκης.

• Το 1911 ο Carrier παρουσίασε τον ψυχρομετρικό χάρτη, που συνδέει γραφικά τις ψυχρομετρικές ιδιότητες του αέρα καθώς και τα αντίστοιχα φορτία, απλοποιώντας έτσι τα πολύπλοκα προβλήματα της αναλυτικής μελέτης του κλιματιζόμενου αέρα

• Στη δεκαετία του 1930 έγιναν οι πρώτες σοβαρές προσπάθειες για τη βιομηχανική παραγωγή κλιματιστικών μηχανημάτων με τη χρήση και πιο ασφαλών ψυκτικών ουσιών , όπως το Freon-12

• Το 1987, στο Montreal του Καναδά, οι κυβερνήσεις όλων των χωρών της γης δεσμεύτηκαν να διακόψουν σταδιακά τη διάθεση και χρήση ψυκτικών ουσιών επικίνδυνων για το περιβάλλον, όπως οι χλωροφθοράνθρακες ή CFCs

ΨΥΓΕΙΟ

Τα πρώτα ψυγεία λειτουργούσαν με πάγο, ενώ η ψυκτική τους ικανότητα διαρκούσε μέχρι να λιώσει ο πάγος, συνήθως μία μέρα

• Το ηλεκτρικό ψυγείο εφευρέθηκε το 1914 από τον Nathaniel B. Wales

• Το ψυγείο είναι συσκευή που λειτουργεί ως μέσο αποθήκευσης με αντλία θερμότητας

• Χρησιμοποιείται για αποθήκευση προϊόντων, κατά κύριο λόγο τροφίμων

• Πολλά τρόφιμα διατηρούνται για περισσότερο χρονικό διάστημα σε ψυχρό και σκοτεινό περιβάλλον παρά έξω από αυτό

• Ένα τυπικό οικιακό ψυγείο περιλαμβάνει δύο κύριους μη συγκοινωνούντες χώρους, τη συντήρηση και την κατάψυξη

ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ

• Η συντήρηση έχει χαμηλή θερμοκρασία περίπου 4ο C, αλλά δεν είναι αρκετή για να παγώσει το νερό προορίζεται για προϊόντα που θα καταναλωθούν εντός μιας βδομάδας ή ενός μήνα.

ΚΑΤΑΨΥΞΗ

• Η κατάψυξη έχει κατά κανόνα χαμηλότερη θερμοκρασία (-18ο C), ώστε να μετατραπεί το νερό σε πάγο, ενώ προορίζεται για αποθήκευση προϊόντων για μήνες. Άλλα ψυγεία έχουν μηχανισμό για την παραγωγή παγοκύβων ή ψύκτη, δηλαδή βρύση κρύου νερού.

• Τα πρώτα ηλεκτρικά ψυγεία λειτουργούσαν με φρεόν, το οποίο αποδείχθηκε ότι προκαλεί την τρύπα του όζοντος, οπότε απαγορεύθηκε η χρήση τους

ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΟ

• Η ιστορία του κλιματισμού ξεκινάει το 1902 από τον Willis Haviland Carrier ο οποίος ήταν μηχανικός και γεννήθηκε στην Νέα Υόρκη.• Ο αρχικός σχεδιασμός των κλιματιστικών είχε

ως εφαρμογή τη σωστή λειτουργία μηχανημάτων βιομηχανιών και όχι στην δημιουργία συνθηκών άνεσης για ανθρώπους.

• 1950 Η πρώτη εταιρία στον κόσμο σε σχεδιασμό, παραγωγή και πώληση μηχανημάτων και συστημάτων κλιματισμού, ψύξης, θέρμανσης και εξαερισμού από τον Willis Haviland Carrier

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΟΥ ΤΗΣ ΕΠΟΧΗΣ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΟΥ

• ΘΕΡΜΑΝΣΗ• ΨΥΞΗ• ΥΓΡΑΝΣΗ• ΑΦΥΓΡΑΝΣΗ• ΑΝΑΝΕΩΣΗ ΤΟΥ

ΑΕΡΑ• ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

ΑΕΡΑ

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

• Το ψυγείο αντλεί τη θερμότητα από το εσωτερικό του και την εναποθέτει στο εξωτερικό περιβάλλον ως μια αντλία θερμότητας. Αυτό επιτυγχάνεται με την κυκλοφορία ενός ψυκτικού ρευστού εντός και εκτός του ψυγείου με τη βοήθεια ενός κλειστού κυκλώματος (ψυκτικός κύκλος)

• Το κλιματιστικό λειτουργεί παρόμοια με ένα ψυγείο. Το ψυκτικό ρευστό κυκλοφορεί μέσα στο σύστημα ενώ αλλάζει η μορφή του ή η κατάσταση του

ΨΥΚΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ

• Ο Συμπιεστής αναρροφά το ψυκτικό αέριο από τον εξατμιστή και το καταθλίβει (συμπιέζει ) προς τον συμπυκνωτή

• Συμπιέζει το ψυκτικό αέριο αυξάνοντας την πίεση και την θερμοκρασία του.

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΤΗ

• ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΤΥΠΟΥ (ΕΡΜΗΤΙΚΟΙ)

• ΗΜΙΚΛΕΙΣΤΟΥ – HMIΕΡΜΗΤΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ

• ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΤΥΠΟΥ

Συμπιεστής και κινητήρας είναι στο ίδιο κέλυφος σφραγισμένοι και δεν μπορούμε να επέμβουμε για καμία εσωτερική επισκευή

ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΤΥΠΟΥ - (ΕΡΜΗΤΙΚΟΙ)

ΗΜΙΚΛΕΙΣΤΟΥ – ΗΜΙΕΡΜΗΤΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ

Συμπιεστής και κινητήρας είναι στο ίδιο κέλυφος αλλά ανοίγει και μπορούμε να επέμβουμε για οποιαδήποτε εσωτερική επισκευή 

ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΤΥΠΟΥ

Συμπιεστής και κινητήρας βρίσκονται σε διαφορετικά κελύφη και μεταφέρουν την κίνηση είτε με ιμάντες είτε με ομοαξονικό κομπλερ και μπορούμε να επέμβουμε για οποιαδήποτε εσωτερική επισκευή στο κάθε ένα ξεχωριστά.

ΣΥΜΠΥΚΝΩΤΗΣ

• Ο Συμπυκνωτής είναι ένας εναλλάκτης θερμότητας

• Σκοπός του συμπυκνωτή στο ψυκτικό κύκλωμα είναι η αποβολή της θερμότητας, ώστε να αλλάζει μορφή το ψυκτικό ρευστό και από αέριο να γίνει υγρό

ΕΚΤΟΝΩΤΙΚΗ ΒΑΛΒΙΔΑ

Οι Εκτονωτικές Βαλβίδες είναι τα εξαρτήματα που σκοπός τους είναι:

• Να ρυθμίζουν την απαραίτητη ποσότητα του ψυκτικού μέσου που ρέει προς τον ατμοποιητή (εξατμιστή).

• Να μετατρέπουν το ψυκτικό μέσο από ψυκτικό υγρό υψηλής πίεσης στην έξοδο του συμπυκνωτή σε ψυκτικό υγρό σταθερής χαμηλής πίεσης

ΤΥΠΟΙ ΕΚΤΟΝΩΤΙΚΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

ΘΕΡΜΟΕΚΤΟΝΩΤΙΚΗ ΒΑΛΒΙΔΑ

ΤΡΙΧΟΕΙΔΗΣ ΣΩΛΗΝΑΣ

ΕΞΑΤΜΙΣΤΗΣ - ΑΤΜΟΠΟΙΗΤΗΣ

• Σκοπός του είναι να απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον του

• Λειτουργεί σας ένας εναλλάκτης θερμότητας που απορροφά τη θερμότητα από το χώρο που θέλουμε να ψύξουμε.

• Στα πλαίσια της Ειδικής Θεματικής Δραστηριότητας εργαστήκαμε στο εργαστήριο Μηχανολογικών Κατασκευών με την κατασκευή ενός ποδηλάτου λειτουργίας ψυκτικού κύκλου με σκελετό από χαλυβδοσωλήνες και ρόδες από χαλκοσωλήνα

• Παρακάτω φαίνεται η πορεία εργασίας που ακολουθήσαμε.

ΒΑΨΙΜΟ ΣΚΕΛΕΤΟΥ

ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΒΑΨΙΜΑΤΟΣ

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΡΟΧΩΝ

ΚΟΛΛΗΣΗ –ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΡΟΧΩΝ

ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΗ

ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΣΥΜΠΙΕΣΤΗ

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΕΝΟΥ

ΠΛΗΡΩΣΗ ΜΕ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟ ΨΥΚΤΙΚΟ ΡΕΥΣΤΟ

ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΨΥΚΤΙΚΟΥ ΚΥΚΛΟΥ

ΟΙ ΜΑΘΗΤΕΣ ΤΗΣ Β ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ

ΚΟΛΟΣΚΟΠΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΚΟΥΤΣΟΥΛΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΑΜΕΤΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΟΥΡΕΤΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΣΥΚΑΛΙΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΤΑΓΑΡΗΣ ΜΑΡΚΟΣ ΠΟΥΡΙΚΗΣ ΜΙΧΑΛΗΣ

Ευχαριστούμε

Τον καθηγητή κ. Χαλιακόπουλο Παναγιώτη υπεύθυνο του εργαστηρίου Ψυκτικών Εγκαταστάσεων & Κλιματισμού για την πολύτιμη βοήθειά του, η οποία ήταν καθοριστική για την ολοκλήρωση του έργου

ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ

ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ