De geschiedenis van luchtkoelers beslaat meer dan een millennium. In de hitte gebruikten we een ventilator, ijs en vaten met verdampend water. Het concept van "airconditioning" verscheen in 1815. De Fransman Jean Chabannes patenteerde een ruimteventilatiesysteem. Dankzij hem verscheen het woord "airconditioning" in het lexicon, dat een apparaat aanduidde dat een comfortabele temperatuur in de kamer handhaaft.
De eerste stappen naar de uitvinding
Het gebouwventilatiesysteem, gecreëerd door wetenschappelijke berekeningen, verscheen in 1810 in een van de Londense ziekenhuizen. In Engeland werkten veel wetenschappers om het probleem van koellucht in huizen op te lossen. Michael Faraday experimenteerde actief met ammoniak en bestudeerde de verandering in zijn eigenschappen bij overgang naar verschillende aggregatietoestanden. De Britse chemicus ontdekte dat de stof tijdens verdamping warmte absorbeert en tijdens condensatie in het milieu terechtkomt. Het koelmiddel werd gevonden, het bleef alleen om het apparaat te monteren waarin de eigenschappen ervan zouden worden toegepast.
In de VS loste dokter John Gorrie, op zoek naar manieren om tropische koorts te behandelen, het probleem op van het verlagen van de temperatuur en vochtigheid in de ziekenhuisafdelingen. Zijn uitvinding was een machine die droogijs produceert. Gorrie heeft een compressor ontworpen om lucht samen te persen voor koeling. Het principe van de werking wordt toegepast in alle systemen van koel- en klimaatapparatuur. De uitvinder kwam niet verder dan het maken van kunstijs.
Het uiterlijk van de eerste airconditioning
Bijna 100 jaar zijn verstreken vanaf het moment dat het eerste natuurlijke ventilatiesysteem werd geïnstalleerd tot de uitvinding van de airconditioning. Het uiterlijk van het apparaat is de mensheid te danken aan de Amerikaanse ingenieur Willis Carrier. Van kinds af aan was hij dol op het ontwikkelen van ventilatiesystemen op de ouderboerderij.
Na zijn afstuderen begon de begaafde jongeman met de praktische ontwikkeling van apparaten die de luchtparameters veranderen.
In 1902 verscheen de eerste airconditioning ter wereld.
De machine is gemaakt voor drukkerij Brooklyn. Het apparaat moest de luchtvochtigheid verminderen en het drogen van verf voorkomen. Samen met de verwachte droogte werd de kamer koeler. Onder comfortabele omstandigheden nam de productiviteit van werknemers toe. Het nieuws van de koelmachine werd een sensatie en verspreidde zich over de hele wereld.
Een jaar later werd airconditioning geïnstalleerd in de hal van het Keulse Theater. Het publiek ging niet massaal naar de show, maar voor de ongewone sensaties van de coole hal.
Carrier ontving een patent op zijn uitvinding in 1906 en had eerder zijn eigen bedrijf Carrier Corportion opgericht. Zijn eerste klanten eisten dat de apparaten alleen vocht verminderen. Dergelijke machines werden geïnstalleerd in textielfabrieken.
Sinds de uitvinding van de centrifugale koelmachine door Carrier is het probleem van het uitrusten van grote oppervlakken met klimaatsystemen opgelost.
Na het installeren van de airconditioning in het warenhuis in Detroit verdrievoudigde de omzet van de winkels. Al snel werden tal van commerciële instellingen en het regeringsgebouw uitgerust met klimaattechnologie. Tegen het einde van de jaren twintig verschenen airconditioningsystemen in de senaat en het Amerikaanse congres. 300 Amerikaanse theaters werden uitgerust met Carrier-producten.
Jarenlang was het mogelijk om op een warme dag alleen op een openbare plaats van de koelte te genieten, totdat General Electric het eerste split-systeem voor huishoudens introduceerde. Carrier vond airconditioning uit, waarbij ammoniak als koelmiddel werd gebruikt. De schadelijke stof was goed bestand tegen warmteafvoer, maar was een bedreiging voor het menselijk leven. In dit opzicht was de airconditioning gemaakt uit twee blokken, een deel met een compressor en een condensor bevond zich op straat.
Freons uitvinding
Het gebruik van giftige stoffen in koelinstallaties heeft herhaaldelijk tot dodelijke vergiftiging geleid.
In 1928 slaagde Thomas Midgley, een werknemer van het Amerikaanse bedrijf General Motors, erin een chemische verbinding te verkrijgen, later freon genoemd.
De combinatie van chloorfluorkoolstof werd gekenmerkt door inertheid, onbrandbaarheid en veiligheid voor de menselijke gezondheid. De term "koelmiddel" is verschenen. DuPon heeft de aanduiding R (Koelmiddel) voorgesteld. De cijfers en letters in de naam bepalen de moleculaire formule van de verbinding. Het eerste koelmiddel werd Freon 12 of R12 genoemd.
Carrier Corporation heeft haar producten snel opnieuw ontworpen. De airconditioners werden monoblock, er verscheen een raammodel. Het gebruik van veilige freon als koelmiddel vereiste geen blokscheiding. Raammodellen zijn nog steeds relevant in Afrikaanse landen en in India. Ze onderscheiden zich door een betaalbare prijs, eenvoudig te installeren en te onderhouden.
Technologische ontwikkeling
Amerikaanse ontwerpers bleven pioniers in de ontwikkeling van klimaat- en koeltechnologie totdat Japanse bedrijven eind jaren vijftig het initiatief grepen. Daikin introduceerde airconditioning voor klanten met een warmtepomp. Deze techniek kreeg een extra verwarmingsmodus. In 1061 begon de massaproductie van split-systemen.
Toshiba heeft een nieuw comfortniveau getoond bij het gebruik van klimaatapparatuur. De meest luidruchtige mechanismen werden in een van de units van de airconditioners geplaatst en buiten het pand uitgevoerd. De compressor, trillend en zoemend tijdens bedrijf, werd op het dak of de buitenmuur gemonteerd. Er was een onderdeel met een verdamper in de kamer, die werkte in een comfortabel geluidsbereik. Opvallend was het verschil met raammodellen. Daarnaast zou het nieuwe model op een handige plek kunnen worden geplaatst.
Na 7 jaar is het Japanse bedrijf erin geslaagd om een multi-split systeem te creëren waarin meerdere binnenposten werden aangesloten op één buitenpost.
Apparaat en werkingsprincipe
De belangrijkste structurele elementen van HVAC-apparatuur zijn niet veranderd sinds ze met airconditioning kwamen en met de massaproductie begonnen. Nieuwe materialen, soorten filters, elektronische regeleenheden verschenen, maar het apparaat bleef hetzelfde.
Belangrijkste knooppunten:
- compressor - een eenheid die het koelmiddel comprimeert om de druk te verhogen tot 15-25 atmosfeer;
- condensator - het apparaat van de externe eenheid, waar het gas in de vloeibare fase gaat;
- verdamper - onderdeel van de binnenunit waarin freon wordt omgezet in gas;
- ventilatoren - onderdelen die luchtstroom creëren;
- koperen buis - een pijpleiding die twee delen van een gesplitst systeem verbindt, dient als een route voor de circulatie van freon.
In monoblock-modellen werden alle elementen in één behuizing geplaatst; het was niet nodig om verbindingsleidingen te installeren. Het werkingsprincipe van de airconditioner is er één voor alle modellen en soorten apparatuur. De compressor comprimeert freon, waardoor de druk en temperatuur toenemen. Het koelmiddel komt in de condensor, waar het afkoelt en in een vloeistof verandert. Vervolgens komt via de capillaire buis de verdamper in. In de radiator zitten gaat de gasfase in en absorbeert warmte. Van de verdamper gaat het terug naar de compressor, de cyclus herhaalt zich. Ventilatoren creëren een luchtstroom die afkoelt wanneer de verdamper wordt opgeblazen.
Dankzij de ontwikkeling van technologie is er een blok verschenen dat de werking van de compressormotor regelt.
Het eerste split-systeem met inverterbesturing werd in 1980 door het Japanse bedrijf Toshiba gemaakt.
Het traploos instelbare model werd gekenmerkt door een laag geluidsniveau en een hoog rendement. Een jaar na de ontwikkeling van een commerciële airconditioner verscheen er een versie voor huishoudelijk gebruik. Inverterapparatuur kreeg tastbare voordelen: verminderde slijtage van onderdelen, elektriciteitsverbruik, langere levensduur. Na 7 jaar was het nieuws goed voor 95% van de omzet.
De ontwikkeling en verbetering van klimaattechnologie gaat door.Er zijn modellen met intelligente bedieningselementen, automatische sensoren die geen menselijke tussenkomst vereisen. De apparatuur kan alle luchtparameters nauwkeurig regelen.
