Изобретяването на климатика: от лед и вода до управление на влажността

Преди климатика: вода, вятър и лед

Енциклопедия „Британика“ дава пример с Индия, където с мокри рогозки от трева охлаждат въздуха чрез изпарение на водата. През XIX век текстилните фабрики използват разпрашена вода, за да овлажняват въздуха в цеховете.

Механичното охлаждане идва от хладилната техника. На 6.05.1851 г. Джон Гори от Ню Орлиънс получава патент US 8080 за „подобрен процес за изкуствено производство на лед“. Според описанието машината е за изкуствен лед и за охлаждане изобщо. Това още не е климатик, но показва, че топлина може да се отнема с машина, а не само с лед и вода.

Уилис Карие и 1902 г.

Уилис Хавиланд Карие е роден на 26.11.1876 г. в Ангола, щата Ню Йорк, и умира на 7.10.1950 г. в Ню Йорк. По данни на „Британика“ през 1902 г., като млад инженер, той проектира първата система, която управлява едновременно температурата и влажността на въздуха.

Важната идея е контролът на точката на оросяване. Ако охладите въздуха до определена температура, излишната влага кондензира и въздухът излиза с точно зададена влажност. През 1911 г. Карие публикува „Rational Psychrometric Formulae“, формули за свойствата на влажния въздух, тоест за връзката между температура, влажност и точка на оросяване.

Какво описва патентът US 808,897

Патентът US 808,897 е със заглавие „Apparatus for treating air“ („Апарат за обработка на въздух“). Заявката е подадена на 16.09.1904 г., а патентът е издаден на 2.01.1906 г. Изобретател е Willis H. Carrier.

В описанието течност във вид на фин спрей се вкарва в потока въздух. След това въздухът минава през сепаратор от прегради, които задържат капките заедно с твърдите примеси. Целта е въздухът да се очисти от прах и вредни частици, „със или без промяна на температурата и влажността“. В Google Patents той е класиран в B01D, класа за разделяне на частици от газове.

С други думи, това е апарат за пречистване и овлажняване на въздуха, който може да участва в климатизация. Затова е по-точно да се каже, че патентът е една от стъпките към климатика, а не самият климатик в днешния смисъл. Как да прочетете стар патент сами, вижте в текста за Google Patents и PATENTSCOPE.

От фабриките до домовете

• 1922 г. – в театъра „Граумънс Метрополитън“ в Лос Анджелис е пусната система, която подава охладен въздух от тавана; според „Британика“ това е първата подобна инсталация;
• края на 20-те години – климатизирана е офис сградата „Майлъм“ в Сан Антонио;
• началото на 30-те години – започват да се използват фреоните като хладилни агенти;
• средата на 30-те години – климатизирани железопътни вагони;
• към 1950 г. – вече има компактни стайни климатици.

Повече дати от историята на изобретенията има в хронологията.

Как работи климатикът

Климатикът не „прави студ“, а пренася топлина от стаята навън. Хладилният агент обикаля в затворен кръг и минава през четири части:

• изпарител в стаята, където агентът кипи при ниско налягане и поема топлина от въздуха; вентилатор духа въздуха през него;
• компресор, който сгъстява парата и повишава температурата ѝ;
• кондензатор навън, където агентът отдава топлината и отново става течност;
• дроселно устройство, което намалява налягането, преди агентът да се върне в изпарителя.

Когато въздухът се охлажда в изпарителя, влагата от него кондензира. Затова климатикът има дренаж за водата и затова изсушава въздуха. Това е същият принцип с точката на оросяване, с който е работил Карие.

Сплит система: защо има две тела

При сплит системата частите са разделени. Вътрешното тяло съдържа изпарителя и вентилатора. Външното тяло съдържа компресора и кондензатора. Двете са свързани с тръби, по които циркулира хладилният агент.

Така шумният компресор и топлината, която трябва да се изхвърли, остават навън, а в стаята е само тихата част. Ако цикълът може да се обърне, същото устройство отнема топлина отвън и я подава в стаята. Тогава то работи като термопомпа.

Ако имате идея за подобрение

Климатизацията е стара и много подробно патентована област. Преди да харчите за прототип, проверете какво вече е заявено, с Espacenet и по класовете на МПК. Ново подобрение на детайл може да е подходящо за полезен модел.