تاريخچه تهويه مطبوع

در تاریخچه تهویه مطبوع به عنوان راهکارهای تابستانی، با افزایش درجه حرارت و رطوبت غیر قابل تحمل، میلیون‌ها نفر از مردم به شگفتی کشف و اختراع تهویه مطبوع روی خواهند آورد.

این دستگاه‌های تهویه مطبوع که به راحتی صاحب‌خانه‌ها آن را با فشردن یک کلید فعال می‌کند، سیستم‌های الکترومکانیکی پیچیده‌، و محصولات نهایی حدود یک قرن توسعه مهندسی در سرمایش، ترمودینامیک‌، کنترلرها و صرفه‌جویی انرژی می‌باشند. در سال ۲۰۰۰، تهویه مطبوع/سرمایش، در میان ۱۰ مورد از بزرگترین دست‌آوردهای مهندسی مکانیک قرن ۲۰ام، بر اساس یک نظرسنجی از اعضای ASME قرار گرفت.

تهویه مطبوع

تاریخچه تهویه مطبوع در واقع دارای ریشه‌هایی در سده‌ی دوم چین دارد که در آن یک مخترع به نام دینگ هوان  یک فنِ دوار دستی طراحی نمود. مفهوم خنک‌کننده‌ی هوا، همچنین مخترع و سیاستمدار بزرگ آمریکایی، بنجامین فرانکلین  کسی که در سال ۱۷۵۸ آزمایشاتی با تبخیر و الکل برای رسیدن به دمای انجماد را اجرا نمود، را مجذوب خود کرد.

ویلیس کریر ، پدر تهویه‌ مطبوع

در شروع تاریخچه تهویه مطبوع ، اولین تهویه مطبوع مدرن در سال ۱۹۰۲ توسط ویلیس هاویلند کریر، یک مهندس ماهر که شروع به آزمایش کردن قوانین کنترل رطوبت برای حل یک مشکل نرم‌افزاری در یک کارخانه چاپ در بروکلین نیویورک کرده بود، اختراع شد. با اقتباس از مفاهیم سرمایش مکانیکی در سال‌های پیشین، سیستم کریر هوا را از طریق کویل‌های پر شده با آب سرد می‌فرستد، هوا را در حالی خنک می‌کند که در همان زمان برای کنترل رطوبت هوای اتاق، رطوبت را از بین می‌برد. در سال ۱۹۳۳، شرکت تهویه مطبوع آمریکایی، یک تهویه مطبوع با استفاده از یک واحد محور تسمه تغلیظ‌ کننده و دمنده‌ی مرتبط، کنترلرهای مکانیکی و کویل تبخیرکننده، توسعه داد و این دستگاه به مدلی در بازار در حال رشد ایالات متحده برای سیستم‌های خنک‌کننده‌ی هوا تبدیل شد.

امروزه سیستم های تاسیسات و تهویه مطبوع در حالی که بر اساس همان دانش بنیادی سیستم کریر ۱۹۳۳ عمل می‌کنند، پیشرفت‌هایی در فشرده‌سازی بخار، تشخیص و کنترل، سنسورهای الکترونیکی، مواد و بهره‌وری انرژی را ترکیب کرده‌اند.

استانداردهای بهره‌وری انرژی تعیین‌شده توسط وزارت انرژی ایالت متحده، منجر به پیشرفت‌هایی در سیستم‌های تهویه مطبوع شدند. “حداقل استانداردهای بهره‌وری برای سیستم‌های  تهویه مطبوع به تدریج افزایش یافته‌اند، به ویژه در پنج سال اخیر، تولیدکنندگان ملزم به بهینه‌سازی سیستم‌ها برای کاهش مصرف انرژی شده‌اند،” گفته‌ی دنیس سورن ، معاون مدیریت مهندسی و تکنولوژی در Ingersoll Rand, Davidson NC, که خط محبوب Trane سیستم‌های تهویه مطبوع را می‌فروشند. برای پیروی از مقررات، تولیدکنندگان تهویه مطبوع با موفقیت، نسبتِ بازده انرژی فصلی (Seasonal Energy Efficiency Ratio ) را از ۱۶ به ۱۸، فراتر از استاندارهای بهره‌وری DOE افزایش دادند. برخی از مدل‌های high-end مانند Lennox XC21 و Trane XL20i با SEER بالای ۲۱ امتیازبندی شده‌اند، که کمک بیشتری به محیط‌زیست کرده‌اند در حالی که قادر به صرفه‌جویی در هزینه‌ی انرژی برای مشتریان هستند.

تهویه مطبوع تکنولوژی‌ هوشمند

در تلاشی بیشتر برای کاهش مصرف انرژی، برخی از تولیدکنندگان تهویه مطبوع شروع به گسترش قابلیت‌های ترموستات دیواری استاندارد، توسعه‌ی کیت‌های کنترل و تشخیص مبتنی بر ریزپردازنده‌های پیچیده که عملکرد کمپرسور و سیستم جریان هوا را به صورت خودکار می‌کند کرده‌اند. ترموستات کنترل از راه دورTrane ComfortLink II به صاحب‌خانه برای تنظیم توابع و تنظیمات بر تهویه هوا از کامپیوترهای off-site و تلفن‌های همراه فعال به وب‌سایت اجازه می‌دهد؛ ComfortLink حتی زمانی که نیاز به جایگزینی فیلتر یا ترتیب دادن بازرسی‌های خدمات معمول است، متن یا هشدارهای ایمیلی را ارسال خواهد کرد.

“ما از نوآوری برای قرار دادن یک سطح کاملاً جدید از کنترل در دستان مصرف‌کننده، در روند کاهش مصرف انرژی در خانه استفاده می‌کنیم،” سورن، یک عضو بلندمدّت ASME توضیح می‌دهد. او بیان می‌کند که Trane، تهویه مطبوع را به عنوان یک جزء در خانه‌ی اتوماتیک و انرژی کارآمد آینده نشان می‌دهد.

در موج بعدی از توسعه‌ی تکنولوژی، Ingersoll Rand و سایر تولیدکنندگان، فن‌آوری‌های هوشمند را برای ارتباط دادن سیستم‌های خود با شبکه برق ملی پیش خواهند برد، به دستگاه‌ها اجازه می‌دهند که با توجه به جغرافیا و تغییر شرایط آب و هوایی تنظیم شوند. هم‌کنش‌پذیری شبکه می‌تواند پژوهش تهویه مطبوع را در مسیر سیستم‌های سرعت کاملاً متغیر و کاهش مصرف انرژی را بیشتر، پایین آورد.

امروزه، حدود ۸۰ درصد از خانه‌های آمریکایی، تهویه‌های مطبوع، اغلب سیستم‌های مرکزی، مطابق وزارت اطلاعات انرژی دارند. تهویه مطبوع از یک کالای تجملی یه یک ضرورت ارتقاء یافته‌است و از راه‌های بسیاری در کیفیت زندگی در آمریکا و جهان صنعتی نقش داشته‌است. علاوه بر مزایای آشکار و لذّت‌های خنک‌کننده‌ی راحت، تجهیزات تهویه مطبوع طراحی معماری را تغییر داد و ساختمان‌های اداری بدون پنجره و خانه‌های بدون ایوان را مجاز نمود. تهویه مطبوع همچنین نقشه مهمی در الگوهای مهاجرت و توسعه اقتصادی در آمریکا داشت و امکان زندگی و کار و ایجاد کسب و کار در مکان‌های شناخته‌شده برای آب و هوای شرجی و گرمشان، برای میلیون‌ها نفر از مردم را فراهم نمود.