Ilmajäähdytyslaitteiden historia kattaa yli yhden vuosituhannen. Lämpössä käytimme puhallinta, jäätä ja astioita, joissa oli haihduttavaa vettä. Ilmastoinnin käsite ilmestyi vuonna 1815. Ranskalainen Jean Chabannes patentoi huoneen ilmanvaihtojärjestelmän. Hänen kiitoksensa sana ”ilmastointi” ilmestyi sanastoon, joka merkitsi laitetta, joka ylläpitää huoneessa mukavaa lämpötilaa.
Ensimmäiset vaiheet keksintöön
Tieteellisillä laskelmilla luotu rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmä ilmestyi vuonna 1810 yhdessä Lontoon sairaalassa. Englannissa oli monia tutkijoita työskentelemässä ratkaisemaan kodeissa käytetyn ilman jäähdytysongelma. Michael Faraday kokeili aktiivisesti ammoniakkia, tutkien sen ominaisuuksien muutosta siirtyessään erilaisiin aggregoitumistiloihin. Brittiläinen kemisti havaitsi, että aine imee lämpöä haihtumisen aikana ja vapautuu ympäristöön kondensoitumisen aikana. Kylmäaine löydettiin, se jäi vain koota laite, johon sen ominaisuuksia sovellettaisiin.
Yhdysvalloissa lääkäri John Gorrie ratkaisi trooppisen kuumeen hoitamistapoja etsiessään lämpötilan ja kosteuden alentamista sairaalaosastoilla. Hänen keksintönsä oli kone, joka tuottaa kuivaa jäätä. Gorrie suunnitteli kompressorin ilman puristamiseksi jäähdytystä varten. Sen toimintaperiaatetta sovelletaan kaikissa jäähdytys- ja ilmastolaitteiden järjestelmissä. Keksijä ei edennyt keinotekoisen jään luomisen ulkopuolelle.
Ensimmäisen ilmastointilaitteen ulkonäkö
Lähes 100 vuotta on kulunut siitä hetkestä, kun ensimmäinen luonnollinen ilmanvaihtojärjestelmä asennettiin ilmastointilaitteen keksimiseen. Laitteen ulkonäkö, ihmiskunta on velkaa amerikkalaiselle insinöörille Willis Carrierille. Lapsuudestaan asti hän halusi kehittää tuuletusjärjestelmiä vanhemmalle.
Valmistumisensa jälkeen lahjakas nuori mies ryhtyi käytännössä kehittämään laitteita, jotka muuttavat ilmaparametreja.
Vuonna 1902 ilmestyi maailman ensimmäinen ilmastointi.
Kone luotiin Brooklyn-painotalolle. Laitteen piti vähentää ilmankosteutta, estäen maalin kuivumista. Yhdessä odotetun kuivuuden kanssa huone muuttui viileämmäksi. Mukavissa olosuhteissa työntekijöiden tuottavuus parani. Jäähdyttimen uutisista tuli sensaatio ja levisi ympäri maailmaa.
Vuotta myöhemmin ilmastointi asennettiin Köln-teatterin saliin. Yleisö ei mennyt näytökseen massiivisesti, vaan viileän salin epätavallisten tuntemusten vuoksi.
Carrier sai patentin keksinnöstään vuonna 1906, ja hän oli aikaisemmin järjestänyt oman yrityksen Carrier Corportion. Hänen ensimmäiset asiakkaansa vaativat, että laitteet vähentävät vain kosteutta. Tällaiset koneet asennettiin tekstiilitehtaisiin.
Koska Carrier on keksinyt keskipakoisjäähdyttimen, ongelma suurten alueiden varustamisessa ilmastojärjestelmien kanssa on ratkaistu.
Asennuksen jälkeen ilmastointilaitteen Detroitin tavarataloon myymälän tuotot kolminkertaistuivat. Pian lukuisat kaupalliset laitokset ja hallituksen rakennus varustettiin ilmastoteknologialla. 1920-luvun loppupuolella ilmastointijärjestelmät ilmestyivät senaattiin ja Yhdysvaltain kongressiin. 300 amerikkalaista teatteria varustettiin Carrier-tuotteilla.
Useiden vuosien ajan oli mahdollista nauttia viilevyydestä kuumana päivänä vain julkisessa paikassa, kunnes General Electric esitteli ensimmäisen kotitalousjakojärjestelmän. Carrier keksi ilmastointilaitteen, jossa kylmäaineena käytettiin ammoniakkia. Haitallinen aine selviytyi hyvin lämmönpoistosta, mutta se oli uhka ihmisen hengelle. Tässä suhteessa ilmastointilaite tehtiin kahdesta lohkosta, osa, jossa oli kompressori ja lauhdutin, sijaitsi kadulla.
Freonin keksintö
Myrkyllisten aineiden käyttö jäähdytysyksiköissä on toistuvasti johtanut tappavaan myrkytykseen.
Vuonna 1928 amerikkalaisen General Motors -yhtiön työntekijä Thomas Midgley onnistui saamaan kemiallisen yhdisteen, jota myöhemmin kutsuttiin freoniksi.
Kloorifluorihiilivety-yhdistelmälle oli ominaista inertti, palamaton ja turvallisuus ihmisten terveydelle. Termi ”kylmäaine” on ilmestynyt. DuPon on ehdottanut nimeä R (kylmäaine). Nimen numerot ja kirjaimet määräävät yhdisteen molekyylikaavan. Ensimmäinen kylmäaine oli nimeltään Freon 12 tai R12.
Carrier Corporation suunnitteli tuotteitaan nopeasti. Sen ilmastointilaitteista tuli monoblokki, ikkunamalli ilmestyi. Turvallisen freonin käyttö kylmäaineena ei vaatinut lohkojen erottelua. Ikkunamallit ovat edelleen ajankohtaisia Afrikan maissa ja Intiassa. Ne erottuvat edulliseen hintaan, helppo asentaa ja ylläpitää.
Teknologian kehitys
Amerikkalaiset suunnittelijat pysyivät pitkään edelläkävijöinä ilmasto- ja jäähdytystekniikan kehittämisessä, kun taas japanilaiset yritykset tarttuivat aloitteeseen 1950-luvun lopulla. Daikin esitteli ilmastoinnin lämpöpumpulla asiakkaille. Tämä tekniikka sai ylimääräisen lämmitystilan. Vuonna 1061 aloitettiin split-järjestelmien massatuotanto.
Toshiba on osoittanut uudenlaisen mukavuuden käytettäessä ilmastointilaitteita. Meluisimmat mekanismit sijoitettiin johonkin sen ilmastointilaitteiden yksiköistä ja toteutettiin tiloissa. Kompressori, joka tärisee ja hyräisee käytön aikana, asennettiin katolle tai ulkoseinään. Huoneessa oli osa, jossa oli höyrystin, ja joka työskenteli mukavalla äänialueella. Ero ikkunamalleihin nähden oli silmiinpistävä. Lisäksi uusi malli voitaisiin sijoittaa sopivaan paikkaan.
Seitsemän vuoden kuluttua japanilainen yritys onnistui luomaan monijakoisen järjestelmän, jossa useita sisäisiä yksiköitä oli kytketty yhteen ulkoiseen yksikköön.
Laite ja toimintaperiaate
LVI-laitteiden päärakenteelliset elementit eivät ole muuttuneet siitä lähtien, kun ne tulivat käyttöön ilmastoinnilla ja aloittivat sen massatuotannon. Uusia materiaaleja, suodattintyyppejä, elektronisia ohjausyksiköitä ilmestyi, mutta laite pysyi samana.
Pääsolmut:
- kompressori - yksikkö, joka puristaa kylmäaineen paineen nostamiseksi jopa 15-25 ilmakehään;
- kondensaattori - ulkoisen yksikön laite, jossa kaasu menee nestefaasiin;
- höyrystin - osa sisäyksiköstä, jossa freoni muunnetaan kaasuksi;
- puhaltimet - osat, jotka luovat ilmavirtauksen;
- kupariputki - putkilinja, joka yhdistää halkaisun järjestelmän kaksi osaa, toimii reitillä freonin kiertoon.
Yksiosaisissa malleissa kaikki elementit sijoitettiin yhteen koteloon, kytkentäputkia ei tarvinnut asentaa. Ilmastointilaitteen toimintaperiaate on yksi kaikille malleille ja laitetyypeille. Kompressori puristaa freonia aiheuttaen paineen ja lämpötilan nousun. Kylmäaine saapuu lauhduttimeen, missä se jäähtyy ja muuttuu nesteeksi. Sitten kapillaariputken läpi tulee höyrystin. Jäähdyttimessä oleminen menee kaasumaiseen vaiheeseen absorboimalla lämpöä. Höyrystimestä se menee takaisin kompressoriin, jakso toistuu. Tuulettimet luovat ilmavirran, joka jäähtyy, kun höyrystin puhalletaan.
Teknologian kehityksen ansiosta on ilmestynyt lohko, joka ohjaa kompressorimoottorin toimintaa.
Ensimmäisen invertteriohjauksella varustetun split-järjestelmän loi japanilainen Toshiba vuonna 1980.
Jatkuvasti säädettävälle mallille oli ominaista alhainen melu ja korkea hyötysuhde. Vuotta kaupallisen ilmastointilaitteen kehittämisen jälkeen ilmestyi versio kotitalouskäyttöön. Taajuusmuuttajalaitteet saivat konkreettisia etuja: osien vähentynyt kuluminen, sähkönkulutus, pidentynyt käyttöikä. Seitsemän vuoden kuluttua uutisten osuus myynnistä oli 95%.
Ilmastoteknologian kehittäminen ja parantaminen jatkuu.On malleja, joissa on älykkäät hallintalaitteet, automaattiset anturit, jotka eivät vaadi ihmisen puuttumista. Laite pystyy hallitsemaan tarkasti kaikkia ilmaparametreja.
