توسعه خنک کننده های مکانیکی(قسمت اول)

in مقالات on آگوست 5, 2019

تهویه مطبوع مدرن از ابتدا تا الان

تهویه مطبوع مدرن از پیشرفت های علم  شیمی در قرن نوزدهم پدید آمده و اولین تهویه مطبوع در مقیاس بزرگ در سال ۱۹۰۲ توسط مخترع آمریکایی ویلیس کارایر اختراع و مورد استفاده قرار گرفت.

در سال ۱۷۵۸ ، بنیامین فرانکلین و جان هادلی ، استاد شیمی در دانشگاه کمبریج ، آزمایشی را برای کشف اصل تبخیر به عنوان ابزاری برای خنک کردن سریع یک شیء انجام دادند. فرانکلین و هادلی تأیید کردند که تبخیر مایعات بسیار فرار (مانند الکل و اتر) می تواند برای پایین آوردن درجه حرارت یک جسم پایین تراز نقطه انجماد آب مورد استفاده قرار گیرد. آنها آزمایش خود را با لامپ یک دماسنج جیوه به عنوان  یک شیء و با حبابهایی انجام دادند که برای سرعت بخشیدن به تبخیر استفاده می شود. آنها دمای لامپ دماسنج را تا ۱۴ درجه سانتیگراد (۷ درجه فارنهایت) پایین آوردند در حالی که دمای محیط ۱۸ درجه سانتیگراد (۶۴ درجه فارنهایت) بود. فرانکلین خاطرنشان کرد: به محض عبور از نقطه انجماد آب ۰ درجه سانتیگراد (۳۲ درجه فارنهایت) ، یک فیلم نازک از یخ روی سطح لامپ دماسنج شکل گرفت و توده یخ حدود ۶ میلی متر (۱ ⁄ ۴ در) ضخیم است که آنها پس از رسیدن به دمای ۱۴ درجه سانتیگراد (۷ درجه فارنهایت) آزمایش را متوقف کردند. فرانکلین نتیجه گیری کرد: “از این آزمایش می توان احتمال یخ زدن  یک نفر را در روز گرم تابستان مشاهده کرد.”

در سال ۱۸۲۰ ، دانشمند و مخترع انگلیسی مایکل فارادی کشف کرد که آمونیاک مایع شده می تواند در صورت تبخیر آمونیاک مایع ، هوا را خنک کند. در سال ۱۸۴۲ ، پزشك فلوریدا ، جان گوری برای ایجاد یخ از فن آوری كمپرسور استفاده كرد ، كه وی برای خنك كردن هوا برای بیماران خود در بیمارستان خود در آپالاشیكولا ، فلوریدا استفاده می كرد. وی امیدوار بود که در نهایت از دستگاه یخ ساز خود برای تنظیم دمای ساختمان ها استفاده کند. او حتی تهویه مطبوع متمرکز را نیز پیش بینی می کرد که می تواند کل شهرها را خنک کند. اگرچه نمونه اولیه وی به صورت نامنظم درز کرد و به کار خود ادامه داد ، در سال ۱۸۵۱ برای دستگاه یخ ساز خود اختراع ثبت شد. اگرچه فرایند وی تولید مصنوعی یخ را بهبود بخشید ، اما پس از آن که پشتیبان اصلی مالی وی درگذشت ، امیدهای وی برای موفقیتش از بین رفت و گورری پولی را که برای ساخت دستگاه لازم بود دریافت نکرد. به گفته زندگینامه ویویان م. شرلوک ، وی فردریک پادشاه “یخ” ، فردریک تودور را به دلیل ناکامی وی مقصر دانست و گمان کرد که تودور علیه او اختراع خود اقدام به ایجاد یک کارزار لکه دار کرده است. دکتر گوری در سال ۱۸۵۵ درگذشت ، و رویای تهویه مطبوع معمولی به مدت ۵۰ سال از بین رفت.


شاید این مقاله را هم بپسندید:
بادگیر؛تهویه مطبوعی طبیعی

 

اولین دستگاه یخ ساز مکانیکی جیمز هریسون در سال ۱۸۵۱ در ساحل رودخانه بارون در راکی ​​پوینت در ژئلونگ ، استرالیا شروع به کار کرد. اولین دستگاه یخ ساز تجاری وی در سال ۱۸۵۳ دنبال شد ، و حق ثبت اختراع او برای سیستم برودتی فشرده سازی بخار اتر در سال ۱۸۵۵ اعطا شد. این سیستم جدید از یک کمپرسور برای مجبور کردن گاز تبرید برای عبور از یک کندانسور استفاده می کند ، جایی که خنک می شود و مایع می شود. سپس گاز مایع درون کویلهای تبرید گردش کرده و مجدداً بخار می شود و سیستم اطراف آن را خنک می کند. این دستگاه روزانه ۳۰۰۰ کیلوگرم (۶،۶۰۰ پوند) یخ تولید می کند.

اگرچه هریسون موفقیت تجاری در تأسیس دومین شرکت یخی در سیدنی در سال ۱۸۶۰ داشت ، اما بعداً وارد بحث درباره چگونگی رقابت با مزیت آمریکایی از فروش گوشت گاو یخچال دار یخچال به انگلستان شد. وی نوشت: “گوشت تازه یخ زده و بسته بندی شده است که گویی برای یک سفر مسافرتی است ، بنابراین ممکن است روند یخچال و فریزر برای هر دوره مورد نیاز ادامه یابد” ، و در سال ۱۸۷۳ کشتی دریانوردی Norfolk را برای حمل و نقل گوشت گاو آزمایشی به انگلستان آماده کرد. انتخاب یك سیستم سردخانه به جای نصب یخچال و فریزر بر روی كشتی ، وقتی یخ سریعتر از حد انتظار مصرف می شد ، فاجعه بار بود.

تهویه مطبوع الکتریکی


ویلیس کریر

در سال ۱۹۰۲ ، اولین واحد تهویه مطبوع برقی توسط ویلیس کاریر در بوفالو ، نیویورک اختراع شد. کریر پس از فارغ التحصیل شدن در دانشگاه کرنل کار خود را در شرکت بوفالو فورج آغاز کرد. او در آنجا شروع به آزمایش با تهویه هوا به عنوان راهی برای حل مشکل برنامه برای شرکت انتشارات ساکت و ویلهلم لیتوگرافی و چاپ در بروکلین ، نیویورک کرد. اولین کولر گازی که در بوفالو توسط Carrier طراحی و ساخته شده است ، در ۱۷ ژوئیه ۱۹۰۲ شروع به کار کرد


اختراع Carrier با هدف بهبود فرآیند تولید در یک کارخانه چاپ ، نه تنها دما بلکه رطوبت را کنترل می کند. کریر از دانش خود در مورد گرم کردن اجسام با بخار استفاده کرد و روند را معکوس کرد. او به جای ارسال هوا از طریق سیم پیچ های گرم ، آن را از طریق سیم پیچ های سرد (پر از آب سرد) ارسال کرد. هوا خنک می شد و از این طریق می توان میزان رطوبت موجود در هوا را کنترل کرد که به نوبه خود باعث می شود رطوبت موجود در اتاق کنترل شود. دما و رطوبت کنترل شده به حفظ ابعاد کاغذ ثابت و تراز کردن جوهر کمک می کند. بعداً از فناوری Carrier برای افزایش بهره وری در محیط کار استفاده شد و شرکت تهویه مطبوع Carrier America برای پاسخگویی به افزایش تقاضا تشکیل شد. با گذشت زمان ، از تهویه هوا برای بهبود راحتی در خانه ها و خودروها نیز استفاده شد. فروش مسکونی در دهه ۵۰ به طرز چشمگیری گسترش یافت.

در سال ۱۹۰۶ ، استوارت دبلیو کرامر از شارلوت در حال تحقیق در مورد راههای افزودن رطوبت به هوا در کارخانه نساجی خود بود. کرامر اصطلاح “تهویه مطبوع” را ابداع کرد ، و از آن در ادعای حق ثبت اختراع که در آن سال به عنوان آنالوگ “تهویه مطبوع” ارائه کرده بود استفاده کرد ، سپس یک فرآیند شناخته شده برای آسان تر ساختن پارچه است. وی رطوبت را با تهویه به “شرط” ترکیب کرده و هوا را در کارخانه ها تغییر می دهد و رطوبت لازم را در گیاهان نساجی کنترل می کند. ویلیس حامل این اصطلاح را به تصویب رساند و آن را به نام شرکت خود گنجاند.

اندکی پس از آن ، اولین خانه شخصی که دارای تهویه مطبوع بود در سال ۱۹۱۴ در مینیاپولیس ساخته شد که متعلق به چارلز گیتس بود. با درک اینکه تهویه هوا یک روز از ویژگی های استاندارد خانه های خصوصی به ویژه در مناطقی با آب و هوای گرم است ، David St. Pierre DuBose (1898-1984) شبکه ای از مجرای و منافذ را برای خانه خود Meadowmont طراحی کرد . گفته می شود این ساختمان یکی از اولین خانه های خصوصی در ایالات متحده است که برای تهویه مطبوع مرکزی مجهز شده است.

در سال ۱۹۴۵ ، رابرت شرمن از لین ، ماساچوست یک دستگاه تهویه هوا در پنجره قابل حمل را اختراع کرد که هوا را خنک ، گرم ، مرطوب ، رطوبت زدایی و فیلتر کرد.

توسعه مبردها


کمپرسور تبرید هرمتیک R-134a مدرن

اولین دستگاه های تهویه مطبوع و یخچال و فریزرها از گازهای سمی یا قابل اشتعال مانند آمونیاک ، متیل کلرید یا پروپان استفاده می کنند که هنگام نشت ، می تواند منجر به بروز حوادث مرگبار شود. توماس میدگلی ، جونیور اولین گاز غیر قابل اشتعال ، غیر سمی کلرو فلوئوروکربن ، فروون ، در سال ۱۹۲۸ ایجاد کرد. این نام یک مارک تجاری است که متعلق به DuPont برای هر کلروفلوئوروکربن (CFC) ، هیدروکلرول فلوروکربن (HCFC) یا هیدروفلوروکربن (HFC) است. . نامهای مبرد شامل عددی است که ترکیب مولکولی را نشان می دهد (به عنوان مثال ، R-11 ، R-12 ، R-22 ، R-134A). ترکیبی که بیشتر در خنک کننده راحتی منازل و ساختمان استفاده می شود ، HCFC است که با نام کلرودیفلورومتانی (R-22) شناخته می شود.


Dichlorodifluoromethane (R-12) رایج ترین ترکیب مورد استفاده در اتومبیل ها در ایالات متحده تا سال ۱۹۹۴ بود ، هنگامی که اکثر طرح ها به دلیل پتانسیل تخلیه ازن از R-12 به R-134A تغییر یافتند. R-11 و R-12 دیگر در ایالات متحده برای این نوع کاربردها تولید نمی شوند ، اما هنوز وارداتی است و توسط تکنسین های معتبر HVAC قابل خریداری و استفاده است. برای سیستمهایی که فقط به یک ضربه “گاه به گاه” R-12 نیاز دارند و در غیر این صورت در حالت کار خوب و عملکرد بسیار به مراتب بهتر از همه سیستمهای “R-134a” اعم از “تبدیل شده” یا “کارخانه” ، حتی ۵۰ تا ۱۰۰ دلار برای هر پوند R- 12 توسط بسیاری از افراد “ارزان” تلقی می شود.
مبردهای مدرن توسعه یافته اند که نسبت به بسیاری از مبردهای اولیه مبتنی بر کلروفلوئوروکربن که در اوایل و اواسط قرن بیستم مورد استفاده قرار می گیرند ، از نظر زیست محیطی ایمن تر هستند. این موارد شامل HCFC (R-22 است ، همانطور که در بیشتر خانه های ایالات متحده قبل از سال ۲۰۱۱ مورد استفاده قرار می گرفت) و HFC (R-134a که در اکثر اتومبیل ها استفاده می شود) جایگزین اکثر استفاده CFC شده اند. HCFC ها ، به نوبه خود ، قرار است تحت پروتکل مونترال در مرحله نهایی شدن قرار بگیرند و توسط HFC هایی مانند R-410A جایگزین شوند ، که فاقد کلر هستند.  با این حال ، HFC ها به مشکلات تغییرات آب و هوا کمک می کنند. علاوه بر این ، سیاست و نفوذ سیاسی مدیران شرکت ها در برابر تغییر مقاومت کردند.  شرکت ها اصرار داشتند که هیچ گزینه دیگری برای HFC وجود ندارد. سازمان محیط زیست Greenpeace بودجه لازم را برای یك شركت یخچال و فریزر سابق آلمان شرقی برای تحقیق در مورد مبرد جایگزین ازن و از نظر آب و هوا در سال ۱۹۹۲ فراهم كرد. این شركت مخلوط هیدروكربنی از ایزوپنتان و ایزوبوتان را توسعه داد ، اما به عنوان شرط قرارداد با Greenpeace نتوانست اختراع كند. این فناوری ، که منجر به تصویب گسترده آن توسط بنگاه های دیگر شد.  بازاریابی فعال آنها برای اولین بار در آلمان باعث شد شرکت هایی مانند گرداب ، بوش و بعدا ال جی و دیگران این فناوری را در سراسر اروپا وارد کنند ، سپس آسیا ، گرچه مدیران شرکت ها در آمریکای لاتین مقاومت کردند ، به طوری که وارد آرژانتین شد که توسط یک شرکت داخلی تولید شده است. ۲۰۰۳ و سپس سرانجام با تولید غول بوش در برزیل تا سال ۲۰۰۴٫

در سال ۱۹۹۵ ، آلمان یخچال و فریزر CFC را غیرقانونی ساخت.  DuPont و سایر شرکت ها مبرد را در ایالات متحده با EPA آمریكا مسدود كردند و این رویكرد را “فناوری آلمانی” ارزیابی كردند. با این وجود ، در سال ۲۰۰۴ ، Greenpeace با شرکت های چند ملیتی مانند Coca-Cola و Unilever و بعداً پپسیکو و دیگران همکاری کرد تا بتواند یک ائتلاف شرکتی به نام Reflexants (طبیعی) را ایجاد کند! سپس ، چهار سال بعد ، بن و جری از یونیلور و جنرال الکتریک اقدام به برداشتن گام هایی برای حمایت از تولید و استفاده در ایالات متحده کردند.  در سال ۲۰۱۱ ، سازمان حفاظت محیط زیست تصمیم به نفع مبرد ازن و از نظر آب و هوا برای تولید ایالات متحده آمریکا گرفت.

ادامه دارد…

منتظرتان هستیم...

2019 collection

نوزدهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات وسیستم های سرمایشی وگرمایشی با حضور شرکت آرتانسیم تهویه

30مهر الی 3 آبان 1399

به راهنمایی نیاز دارید؟ ارتباط با کارشناسان ما