История на климатизацията

В древността, за първи път в историята на човечеството египтяните са използвали системи и методи за намаляване на температурата. Те се използвали главно в двореца на фараона, чиито стени били построени от огромни каменни блокове, с тегло по-голямо от един тон. През нощта, няколко хиляди роби демонтирали стените и откарвали камъните в пустинята Сахара. Големите температурни амплитуди на пустинният климат обуславят много ниски температури през нощта и камъните се охлаждали значително. Преди разсъмване робите ги докарвали обратно и ги поставяли на мястото им. Предполага се, че фараона се е наслаждавал на температура от около 26 ° по Целзий, докато извън жегата нараствала до почти двойно по-високи стойности. Но ако тогава за да постигнат ефекта на климатика са били необходими хиляди роби, то в момента това е много по-лесно да се направи.

През 1842 г. Лорд Келвин е измислил принципа на койо работят съвременните системи за климатизация. За да се постигне приятна и комфортна жизнена среда, ученият създал херметична охладителна схема на базата на абсорбцията на топлина от циркулиращ газ (хладилен агент). Нейната работа се основавала на следните три принципа:

1. В природата топлината се предава от тела с по-висока температура към тела с по-ниска температура.

2. При промяната на агрегатното състояние на флуидите от течно в газообразно се поглъща топлина.

3. Налягането и температурата са пряко свързани.

Устройствата, които понастоящем използваме за климатизиране на въздуха се наричат климатик, климатична система, климатична инсталация и т.н. Климатизация се нарича процесът на обработване на въздуха в затворени помещения за регулиране на температурата – отопление или охлаждане, влажността, освежаване и обновяване (вентилация) на въздуха и почистване, т.е. неговото филтриране или пречистване.

През 1902 г. американецът Уилис Кериър полага основите на съвременната климатизация, за да отговори на проблемите, свързани с прекомерното овлажняване при охлаждане чрез излъхване на вода. По това време, печатар от Бруклин имал сериозни затруднения по време на печатния процес, тъй като промените в температурата и влажността в неговата печатница леко променяли размерите на хартията и по този начин възпрепятствали правилното полагане на мастилата. Разочарованият печатар не можел да отпечата приличен цветен образ. Кериър, наскоро дипломиран с магистърска степен по инженерство, започнал да изследва проблема и проектирал машина, която контролирала температурата и влажността на въздуха чрез охладени тръби, което представлява първия климатик в историята на човечеството. Това изобретение много зарадвало печатарят от Бруклин, защото най-накрая можел да има една стабилна среда с контролиран микроклимат, която му позволявала да отпечатва качествено цветни образи. Машината за обработка на въздуха е патентована през 1906 г. Въпреки, че Уилис Кериър е признат като „бащата на климатизацията“, терминът „климатик“ е използван за първи път от инженер Стюърт Крамер при патентоване на устройство, което изпускало водна пара във въздуха в текстилните производства за обработка на влакната. Текстилни индустрии от Южна Америка са били първите, които са използвали новата система на Кериър. Например, фабриката Кроникъл Котън Мил в Белмонт в Северна Каролина имала голям проблем. Поради липса на влага се създавало прекалено силно статично електричество което силно затруднявало тъкането на памучни влакна. Системата на Кериър вдигнала и стабилизирала нивото на влажност и състоянието на влакната, като по този начин решила проблема. Благодарение на неговите качества, голям брой индустрии се заинтересували от машината на Кериър. Първата продажба в чужбина е била през 1907 г., във фабрика за коприна в Йокохама, Япония. През 1911г. Кериър представил своята формула на Американското дружество на машинните инженери. Тя и до днес продължава да бъде основа на всички основни изчисления за проектиране на климатични инсталации. Изобретателят казал, че получил „проблясък“ докато чакал влака. Била мъглива нощ и той разсъждавал върху проблема за контрол на температурата и влажността. По времето, когато влакът пристигнал, той вече бил разбрал връзката между температура, влажност и точка на оросяване. Различни индустрии процъфтявали прилагайки новата технология за контрол на температурата и влажността по време на производството. Филми, емфие, преработени меса, медицински капсули и други продукти, получили значителни подобрения в качеството си благодарение на климатика. През 1915 г., окуражен от успеха, Кериър и шестима приятели инженери с капитал от $ 32,600 се обединили за да основат Кериър Инженеринг Къмпани, занимаваща се с технологични иновации в областта на климатизацията. По това време основната и цел е да се подобри развитието на индустриални процеси с машини и оборудване за контрол на температурата и влажността на въздуха. В продължение на почти две десетилетия, използването на климатика е било насочено единствено към индустрията. През 1921 г. Уилис Кериър патентова центробежната хладилна машина, известна и като центробежен чилър или охлаждаща центрофуга. Това е първият метод за кондициониране на въздуха в големи пространства. По-старите машини използвали бутални компресори за изпомпване на хладилния агент в системата, най-често амоняк, който бил токсичен и запалим. Кериър проектира центробежен компресор на принципа на водна помпа с въртящи се лопатки. Резултатът бил по-сигурен и по-ефективен охладител. Новата система била промотирана през 1924 г. в универсален магазин Хъдсън в Детройт, Мичиган. Помощниците на приземния етаж на популярния магазин се чувствали замаяни от жегата поради лошата вентилация, затова били инсталирани три центробежни хладилни машини „Кериър“ за охлаждане на помещението. Тълпа от купувачи изпълнила „климатизираният магазин“ и скоро след това климатици са били инсталирани в целия магазин. Тяхното използване се разпростряло от универсалните магазини до киносалоните. През 1925 г. Риволи театър в Ню Йорк ангажирал младата фирма да инсталира оборудване за охлаждане. Била реализирана голяма рекламна кампания, което предизвикало дълги опашки от хора пред вратите на киносалоните. Почти всички носели своите ветрила, просто за всеки случай. Филмът, прожектиран същата вечер бил скоро забравен, но не и свежестта и комфорът на климатичната инсталация. Много американци се възползвали от възможността да не се налага да търпят жегата в киносалона, тъй като собствениците инсталирали оборудването за да увеличат посещаемостта през горещите и влажни летни дни. Индустрията бързо се разраствала и пет години по-късно, около 300 кина имали инсталирани климатични системи. Успехът бил толкова голям, че скоро тези машини били инсталирани в болници, офиси, летища и хотели. През 1928 г., Уилис Кериър разработил първата инсталация, която охлаждала, нагрявала, пречиствала и създавала циркулация на въздуха за къщи и апартаменти, но Голямата депресия в САЩ за известно време сложила край на климатизацията в домовете. Масовата продажба на климатични инсталации за жилищни сгради започнала едва след края на втората световна война. След това, климатизацията се разпространила по целия свят.

Усещането за топлина и студ зависят от температурата на околната среда, но също така и влажността и правилното разпределение на въздуха. Климатизацията е процес на обработка на въздуха при който едновременно се контролира температурата, влажността, чистотата и разпределението, които да отговарят на изискванията на климатизираното пространство.

Топлината е форма на енергия, пряко свързана с честотата на молекулните вибрации. Когато се нагрее едно вещество, неговите молекули се движат бързо, генерирайки енергия – топлината. Ако то бъде охладено, молекулното движение се забавя и температурата му се понижава.

Влажността – това е количеството на водата, съдържаща се във въздуха и е директно свързана с усещането за комфорт. Атмосферният въздух се контролира, за да се поддържа оптимална относителната влажност в климатизираните помещения чрез овлажняване или изсушаване на въздуха. За да се получи желания комфорт, е необходимо въздухът да се разпределя равномерно и да циркулира рамките на помещението без да създава неприятни течения.

Накрая, отстраняването на праховите частици е от съществено значение за човешкото здраве. Постигане на ефективно филтриране на въздуха е една от основните задачи на един климатик. Освен удобството да се използваме климатик в горещите и влажни летни дни, много жизненоважни продукти и услуги в нашето ежедневие зависят от контрола на микроклимата, като храна, облекло и биотехнологии за химикали, пластмаси и торове. Климатизацията играе важна роля в съвременната медицина, от нейните приложения в грижата за бебетата, хирургически зали и лаборатории изследвания. Без прецизен контрол на температура и влажност, микропроцесори, интегрални схеми и електроника технологии не биха могли да бъдат произведени. Компютърните центрове ще спрат да работят, както и много други прецизни производствени процеси, които не биха били възможни. Полетът на въздухоплавателни и космически средства би бил само сън. Ценни минерали не би могло да бъдат извлечени от дълбините на земята и архитектите не биха могли да са проектират огромните сгради, които са променили лицето на най-големите градове в света. Климатикът, изобретен от Уилис Кериър е направил възможно развитието на много тропически и пустинни райони на света, които в изключителна степен зависят от възможността да се контролира тяхната среда.

Из статията на Конти Баез „История на климатизацията“