Airconditioner

Historie

I det 19. århundrede opdagede den britiske videnskabsmand og opfinder Michael Faraday, at komprimering og flydendegørelse af ammoniak kunne afkøle luften, når den flydende ammoniak fik lov til at fordampe.

I 1842 brugte den amerikanske læge Dr. John Gorrie kompressorteknologi til at fremstille is, som han brugte til at køle luft til sine patienter.^[] Han håbede på, at han med tiden kunne bruge sin ismaskine til at regulere temperaturen i bygninger og overvejede endda at køle hele byer med et system af centraliserede klimaanlæg.

Anvendelse af klimaanlæg

Klimaanlægsingeniører opdeler airconditionapplikationer i grove træk i komfort og proces.

Formålet med komfortapplikationer er at skabe et indeklima, der forbliver relativt konstant i et område, som mennesker foretrækker, på trods af ændringer i de ydre vejrforhold eller i den interne varmebelastning.

Procesapplikationer har til formål at skabe et passende miljø for en industriel eller kommerciel proces, uanset interne varmebelastninger og eksterne vejrforhold. Selv om de ofte ligger inden for det samme komfortområde, er det processens krav, der bestemmer forholdene, ikke menneskers præferencer. Procesapplikationer omfatter bl.a:

• Hospitalsoperationsrum, hvor luften filtreres til høje niveauer for at reducere risikoen for infektion, og hvor luftfugtigheden kontrolleres for at begrænse dehydrering af patienterne. Selv om temperaturerne ofte er inden for komfortområdet, kræver visse specialiserede procedurer, f.eks. operationer med åbent hjerte, lave temperaturer (ca. 18 °C, 64 °F), og andre, f.eks. neonatale operationer, relativt høje temperaturer (ca. 28 °C, 82 °F).

• Renrum til produktion af integrerede kredsløb og lægemidler osv., hvor der kræves ekstremt høje niveauer af luftrensning og kontrol af temperatur og fugtighed for at sikre en vellykket proces.

• Faciliteter til opdræt af forsøgsdyr. Da mange dyr normalt kun formerer sig om foråret, kan man ved at holde dem i rum, der afspejler forårslignende forhold, få dem til at formere sig hele året rundt.

• Airconditionering af fly. Selv om det nominelt set drejer sig om at skabe komfort for passagererne og køle udstyret, er flyklimaanlæg en særlig proces på grund af det lave lufttryk uden for flyet.

Andre eksempler omfatter:

• Databehandlingscentre
• Tekstilfabrikker
• Fysiske testfaciliteter
• Planter og landbrugets vækstområder
• Nukleare anlæg
• Miner
• Industrielle miljøer
• Områder til madlavning og forarbejdning af fødevarer

I både komfort- og procesapplikationer er målet ikke kun at kontrollere temperaturen (selv om det i nogle komfortapplikationer er det eneste, der kontrolleres), men også faktorer som f.eks. luftfugtighed, luftbevægelse og luftkvalitet.

Grundlæggende oplysninger og teorier om klimaanlæg

Kølecyklus

I kølekredsløbet overfører en pumpe varme fra en kilde med lavere temperatur til en varmesænke med højere temperatur. Varmen vil naturligt strømme i den modsatte retning. Dette er den mest almindelige form for klimaanlæg. Et køleklimaanlæg fungerer på nogenlunde samme måde ved at pumpe varme ud af det rum, det står i.

Denne cyklus udnytter den universelle gaslov PV = nRT, hvor P er tryk, V er volumen, R er den universelle gaskonstant, T er temperatur, og n er antallet af gasmolekyler (1 mol = 6,022×10²³ molekyler).

Den mest almindelige kølecyklus anvender en elmotor til at drive en kompressor. I en bil drives kompressoren af en remskive på motorens krumtapaksel, og i begge tilfælde anvendes der elmotorer til luftcirkulation. Da fordampning sker, når der absorberes varme, og kondensation sker, når der frigives varme, er klimaanlæg konstrueret til at bruge en kompressor til at forårsage trykændringer mellem to rum og aktivt pumpe et kølemiddel rundt i et lukket system. Kølevæsken eller kølemidlet pumpes ind i det afkølede rum (fordamperrør). Lavt tryk får så kølemidlet til at fordampe og tage varmen med sig. I det andet rum (kondensatoren) komprimeres kølemiddeldampen og presses gennem en anden varmevekslingsspole, kondenseres til en væske, som derefter afgiver den varme, der tidligere var absorberet fra det afkølede rum.

Et simpelt stiliseret diagram over kølecyklussen: 1) kondenseringsspole, 2) ekspansionsventil, 3) fordamperspole, 4) kompressor.

Sundhedsmæssige konsekvenser

Klimaanlæg har lige så stor indflydelse på menneskers sundhed som ethvert almindeligt opvarmningssystem.Dårligt vedligeholdte klimaanlæg (især store, centraliserede systemer) kan lejlighedsvis fremme væksten og spredningen af mikroorganismer som Legionella pneumophila, det smitstof, der er ansvarlig for Legionærsygdommen. Klimaanlæg kan have en positiv effekt på allergi- og astmapatienter.

I alvorlige hedebølger kan aircondition redde de ældres liv. Nogle lokale myndigheder har endda oprettet offentlige kølecentre til gavn for dem, der ikke har aircondition i hjemmet.

Relaterede sider

• Energi
• Varmepumpe
• Vedvarende energi