História zariadení na chladenie vzduchu siaha viac ako jedno tisícročie. V horúčave sme použili ventilátor, ľad a nádoby s odparujúcou sa vodou. Koncept „klimatizácia“ sa objavil v roku 1815. Francúz Jean Chabannes patentoval systém vetrania miestností. Vďaka nemu sa v lexikóne objavilo slovo „klimatizácia“, ktoré označuje zariadenie, ktoré udržuje pohodlnú teplotu v miestnosti.
Prvé kroky k vynálezu
Vetrací systém budov, vytvorený vedeckými výpočtami, sa objavil v roku 1810 v jednej z londýnskych nemocníc. V Anglicku pracovalo veľa vedcov na riešení problému ochladzovania vzduchu v domácnostiach. Michael Faraday aktívne experimentoval s amoniakom a študoval zmenu svojich vlastností po prechode na rôzne stavy agregácie. Britský chemik zistil, že látka absorbuje teplo počas odparovania a počas kondenzácie sa uvoľňuje do životného prostredia. Bolo nájdené chladivo, zostalo len zostavenie prístroja, v ktorom by sa uplatnili jeho vlastnosti.
V USA lekár John Gorrie pri hľadaní spôsobov liečby tropickej horúčky vyriešil problém zníženia teploty a vlhkosti v nemocničných oddeleniach. Jeho vynález bol stroj, ktorý vyrába suchý ľad. Gorrie navrhol kompresor na stlačenie vzduchu na chladenie. Princíp jeho činnosti sa uplatňuje vo všetkých systémoch chladiacich a klimatických zariadení. Vynálezca nepostupoval ďalej ako tvorba umelého ľadu.
Vzhľad prvej klimatizačnej jednotky
Uplynulo takmer 100 rokov od okamihu, keď bol prvý klimatizačný systém nainštalovaný do vynálezu klimatizačného zariadenia. Vzhľad prístroja, ľudstvo vďačí americkému inžinierovi Willisovi Carrierovi. Od detstva mal rád vývoj vetracích systémov na rodičovskej farme.
Po ukončení štúdia nadaný mladý muž začal praktický vývoj zariadení, ktoré menia parametre vzduchu.
V roku 1902 sa objavila prvá klimatizácia na svete.
Stroj bol vytvorený pre tlačiareň v Brooklyne. Zariadenie malo znižovať vlhkosť vzduchu a zabrániť sušeniu farby. Spolu s očakávanou suchosťou sa miestnosť ochladila. V pohodlných podmienkach sa zvýšila produktivita pracovníkov. Správa o chladiči sa stala senzáciou a rozšírila sa po celom svete.
O rok neskôr bola v sále kolínskeho divadla nainštalovaná klimatizácia. Publikum nešlo na hromadnú prehliadku, ale na nezvyčajné pocity chladnej haly.
Carrier získal patent na svoj vynález v roku 1906 a predtým organizoval svoju vlastnú spoločnosť Carrier Corportion. Jeho prví zákazníci požadovali, aby zariadenia iba znižovali vlhkosť. Takéto stroje boli inštalované v textilných továrňach.
Od vynálezu odstredivého chladiča od Carrier sa problém vybavenia veľkých plôch klimatickými systémami vyriešil.
Po inštalácii klimatizácie v obchodnom dome Detroit sa tržby v obchode strojnásobili. Čoskoro boli klimatické technológie vybavené mnohými komerčnými zariadeniami a vládnou budovou. Koncom 20. rokov sa v senáte a na americkom kongrese objavili klimatizačné systémy. 300 amerických divadiel bolo vybavené produktmi Carrier.
Niekoľko rokov bolo možné vychutnať si chlad v horúcom dni iba na verejnom mieste, kým spoločnosť General Electric nezaviedla prvý systém rozdelenia domácnosti. Dopravca vynašiel klimatizáciu, kde sa ako chladivo použil amoniak. Škodlivá látka dobre zvládla odvod tepla, ale bola to hrozba pre ľudský život. Z tohto hľadiska bola klimatizačná jednotka vyrobená z dvoch blokov, na ulici bola umiestnená časť s kompresorom a kondenzátorom.
Freonov vynález
Používanie toxických látok v chladiacich jednotkách opakovane viedlo k fatálnej otrave.
V roku 1928 Thomas Midgley, zamestnanec americkej spoločnosti General Motors, dokázal získať chemickú zlúčeninu, neskôr nazývanú freón.
Kombinácia chlórfluórovaných uhľovodíkov sa vyznačovala inertnosťou, nehorľavosťou a bezpečnosťou pre zdravie ľudí. Objavil sa výraz „chladivo“. Spoločnosť DuPon navrhla označenie R (chladivo). Čísla a písmená v názve určujú molekulový vzorec zlúčeniny. Prvé chladivo bolo označené ako Freon 12 alebo R12.
Carrier Corporation svoje produkty rýchlo prepracovala. Jeho klimatizácia sa stala monoblokom, objavil sa model okna. Použitie bezpečného freónu ako chladiva nevyžadovalo blokové oddelenie. Modely okien sú stále relevantné v afrických krajinách av Indii. Vyznačujú sa prijateľnou cenou, jednoduchou inštaláciou a údržbou.
Technologický rozvoj
Americkí dizajnéri zostali po dlhú dobu priekopníkmi vo vývoji klimatických a chladiacich technológií, zatiaľ čo japonské spoločnosti sa chopili iniciatívy na konci 50. rokov. Daikin zákazníkom predstavil klimatizáciu pomocou tepelného čerpadla. Táto technika dostala ďalší režim zahrievania. V roku 1061 sa začala hromadná výroba splitových systémov.
Spoločnosť Toshiba preukázala novú úroveň pohodlia pri používaní klimatických zariadení. Najhlučnejšie mechanizmy boli umiestnené v jednej z jednotiek jej klimatizačných zariadení a vykonávané z priestorov. Kompresor, vibračný a bzučiaci počas prevádzky, bol namontovaný na strechu alebo vonkajšiu stenu. V miestnosti bola časť s výparníkom, ktorá pracovala v pohodlnom rozsahu zvuku. Rozdiel oproti modelom okien bol pozoruhodný. Nový model by sa okrem toho mohol umiestniť na vhodné miesto.
Japonskej spoločnosti sa po siedmich rokoch podarilo vytvoriť viacsegmentový systém, v ktorom bolo k jednej externej jednotke pripojených niekoľko vnútorných jednotiek.
Zariadenie a princíp činnosti
Hlavné konštrukčné prvky zariadení HVAC sa nezmenili od doby, keď prišli s klimatizáciou a začali s sériovou výrobou. Objavili sa nové materiály, typy filtrov, elektronické riadiace jednotky, ale zariadenie zostalo rovnaké.
Hlavné uzly:
- kompresor - jednotka stláčajúca chladivo na zvýšenie tlaku až do 15 - 25 atmosfér;
- kondenzátor - zariadenie vonkajšej jednotky, kde plyn prechádza do kvapalnej fázy;
- odparovač - časť vnútornej jednotky, v ktorej sa freón mení na plyn;
- ventilátory - časti, ktoré vytvárajú prúdenie vzduchu;
- medená rúra - potrubie spájajúce dve časti deleného systému, slúži ako cesta pre cirkuláciu freónu.
U monoblokových modelov boli všetky prvky umiestnené v jednom kryte, nebolo potrebné inštalovať spojovacie rúrky. Princíp činnosti klimatizácie je jeden pre všetky modely a typy vybavenia. Kompresor komprimuje freón, čo spôsobuje zvýšenie tlaku a teploty. Chladivo vstupuje do kondenzátora, kde sa ochladzuje a mení sa na kvapalinu. Potom kapilárnou trubicou vstupuje do odparovača. Byť v chladiči prechádza do plynnej fázy a absorbuje teplo. Z výparníka sa vracia späť do kompresora, cyklus sa opakuje. Ventilátory vytvárajú prúd vzduchu, ktorý sa ochladzuje pri fúkaní výparníka.
Vďaka vývoju technológie sa objavil blok, ktorý riadi činnosť kompresorového motora.
Prvý split systém s invertorovým ovládaním bol vytvorený japonskou spoločnosťou Toshiba v roku 1980.
Plynule nastaviteľný model sa vyznačoval nízkou hlučnosťou a vysokou účinnosťou. Rok po vývoji komerčného klimatizačného zariadenia sa objavila verzia pre domáce použitie. Invertorové vybavenie prinieslo hmatateľné výhody: znížené opotrebenie dielov, spotreba elektrickej energie, zvýšená životnosť. Po 7 rokoch predstavovali správy 95% predaja.
Vývoj a zlepšovanie klimatických technológií pokračuje.Existujú modely s inteligentným ovládaním, automatické senzory, ktoré nevyžadujú zásah človeka. Zariadenie je schopné presne kontrolovať akékoľvek parametre vzduchu.
