L'histoire des dispositifs de refroidissement par air remonte à plus d'un millénaire. Dans la chaleur, des ventilateurs, de la glace, des récipients avec de l'eau en évaporation ont été utilisés. Le concept de « climatisation » apparaît en 1815. Le français Jean Chabannes fait breveter le système de ventilation des locaux. Grâce à lui, le mot "climatiseur" est apparu dans le lexique, ce qui signifiait un appareil qui maintient une température confortable dans une pièce.
Premiers pas vers l'invention
Le système de ventilation des bâtiments, créé selon des calculs scientifiques, est apparu en 1810 dans un hôpital de Londres. De nombreux scientifiques en Angleterre travaillaient à résoudre le problème du refroidissement de l'air dans les maisons. Michael Faraday a activement expérimenté l'ammoniac, étudiant le changement de ses propriétés lors de la transition vers divers états d'agrégation. Un chimiste britannique a découvert qu'une substance absorbe de la chaleur lorsqu'elle s'évapore, et lorsqu'elle se condense, elle la libère dans l'environnement. Le fluide frigorigène était trouvé, il ne restait plus qu'à assembler l'appareil dans lequel ses propriétés seraient appliquées.
Aux États-Unis, le médecin John Gorry, à la recherche de moyens de traiter la fièvre tropicale, résolvait le problème de l'abaissement de la température et de l'humidité dans les services hospitaliers. Son invention était une machine à glace carbonique. Gorri a conçu un compresseur qui comprime l'air à des fins de refroidissement. Le principe de son fonctionnement est appliqué dans tous les systèmes de réfrigération et de technologie climatique. L'inventeur n'est pas allé plus loin que la création de glace artificielle.
L'apparition du premier climatiseur
Il a fallu près de 100 ans entre le moment du premier système de ventilation naturelle et l'invention du climatiseur. L'humanité doit l'apparition de l'appareil à l'ingénieur américain Willis Carrier. Depuis son enfance, il aimait développer des systèmes de ventilation sur la ferme des parents.
Après avoir obtenu son diplôme universitaire, le jeune homme surdoué s'est lancé dans le développement pratique d'appareils qui modifient les paramètres de l'air.
En 1902, le premier climatiseur au monde est apparu.
La machine a été construite pour une imprimerie de Brooklyn. L'appareil était censé réduire l'humidité de l'air, ce qui empêche la peinture de sécher. Avec la sécheresse attendue, la pièce est devenue plus fraîche. Dans des conditions confortables, la productivité des travailleurs a augmenté. La nouvelle du refroidisseur a fait sensation et s'est répandue dans le monde entier.
Un an plus tard, le climatiseur a été installé dans le hall du théâtre de Cologne. Le public s'est rendu en masse non pas au spectacle, mais aux sensations insolites de la salle fraîche.
Carrier a reçu un brevet pour son invention en 1906, même plus tôt, il a créé sa propre entreprise, Carrier Corportion. Ses premiers clients n'exigeaient des appareils que la réduction de l'humidité. De telles machines ont été installées dans des usines textiles.
Depuis l'invention du refroidisseur centrifuge par Carrier, le problème d'équiper les grandes pièces de systèmes climatiques a été résolu.
Après avoir installé un climatiseur dans un grand magasin de Détroit, les revenus du magasin ont triplé. Bientôt, de nombreux établissements commerciaux et un bâtiment gouvernemental ont été équipés de technologie climatique. À la fin des années 1920, les systèmes de climatisation sont apparus au Sénat et au Congrès des États-Unis. 300 salles américaines ont été équipées de produits Carrier.
Pendant plusieurs années, il était possible de profiter de la fraîcheur lors d'une journée étouffante uniquement dans un lieu public, jusqu'à ce que General Electric lance le premier système split domestique. Carrier a inventé un climatiseur qui utilisait l'ammoniac comme réfrigérant. La substance nocive a fait un bon travail de dissipation de la chaleur, mais c'était une menace pour la vie humaine.À cet égard, le climatiseur était composé de deux blocs, la partie avec un compresseur et un condenseur était placée à l'extérieur.
invention du fréon
L'utilisation de substances toxiques dans les unités de réfrigération a conduit à plusieurs reprises à des intoxications mortelles.
En 1928, Thomas Midgley, un employé de la société américaine General Motors, réussit à obtenir un composé chimique appelé plus tard fréon.
La combinaison de chlorofluorocarbures se distinguait par son inertie, son ininflammabilité et sa sécurité pour la santé humaine. Le terme « réfrigérant » est apparu. DuPon a proposé la désignation R pour Réfrigérant. Les chiffres et les lettres du nom définissent la formule moléculaire du composé. Le premier réfrigérant a été désigné Fréon 12 ou R12.
Carrier Corporation a changé la conception de ses produits en peu de temps. Ses climatiseurs sont devenus monoblocs, un modèle de fenêtre est apparu. L'utilisation de fréon sûr comme réfrigérant ne nécessitait pas de séparation de blocs. Les modèles de fenêtres sont toujours d'actualité dans les pays africains et en Inde. Ils se distinguent par un prix abordable, facile à installer et à entretenir.
Développement de la technologie
Pendant longtemps, les designers américains sont restés les pionniers dans le développement des technologies climatiques et de réfrigération, jusqu'à ce qu'à la fin des années 50 les entreprises japonaises prennent l'initiative. Daikin a présenté un climatiseur à pompe à chaleur aux clients. Cette technique a reçu un mode de chauffage supplémentaire. La production de masse de systèmes split a commencé en 1061.
Toshiba a montré un nouveau niveau de confort lors de l'utilisation d'équipements climatiques. Les mécanismes les plus bruyants ont été placés dans l'une des unités de ses climatiseurs et ont été retirés de la pièce. Le compresseur, qui vibre et bourdonne pendant le fonctionnement, a été monté sur un toit ou un mur extérieur. La partie avec l'évaporateur est restée dans la pièce, fonctionnant dans une plage sonore confortable. La différence avec les modèles de fenêtre était frappante. De plus, le nouveau modèle pourrait être placé dans un endroit pratique.
Après 7 ans, la société japonaise a réussi à créer un système multi-split dans lequel plusieurs internes étaient connectés à une unité externe.
Appareil et principe de fonctionnement
Les principaux éléments structurels de la technologie climatique n'ont pas changé depuis l'invention du climatiseur et le début de sa production en série. De nouveaux matériaux, types de filtres, unités de contrôle électroniques sont apparus, mais l'appareil est resté le même.
Nœuds principaux :
- compresseur - une unité qui comprime le réfrigérant pour augmenter la pression jusqu'à 15-25 atmosphères;
- condenseur - un dispositif d'une unité externe, où le gaz passe dans la phase liquide;
- évaporateur - partie de l'unité intérieure dans laquelle le fréon se transforme en gaz;
- ventilateurs - pièces qui créent un flux d'air;
- conduite principale en cuivre - le pipeline reliant les deux parties du système divisé sert de voie pour la circulation du fréon.
Dans les modèles monoblocs, tous les éléments étaient placés dans un seul boîtier, il n'était pas nécessaire d'installer des tuyaux de raccordement. Le principe de fonctionnement du climatiseur est le même pour tous les modèles et types d'équipements. Le compresseur comprime le fréon, provoquant une augmentation de la pression et de la température. Le réfrigérant pénètre dans le condenseur où il se refroidit et se transforme en liquide. Ensuite, il pénètre dans l'évaporateur par un tube capillaire. Étant dans le radiateur, il passe dans la phase gazeuse, absorbant la chaleur. De l'évaporateur, il retourne au compresseur, le cycle se répète. Les ventilateurs créent un flux d'air qui est refroidi lorsque l'évaporateur est soufflé.
Grâce au développement de la technologie, un bloc est apparu qui contrôle le fonctionnement du moteur du compresseur.
Le premier système split contrôlé par onduleur a été créé par la société japonaise Toshiba en 1980.
Le modèle infiniment variable présentait de faibles niveaux de bruit et un rendement élevé. Un an après le développement du climatiseur commercial, une version à usage domestique est apparue. L'équipement onduleur a reçu des avantages tangibles : usure réduite des pièces, consommation d'électricité et durée de vie accrue. Après 7 ans, la nouveauté représentait 95% des ventes.
Le développement et l'amélioration de la technologie climatique se poursuivent. Des modèles apparaissent avec des commandes intelligentes, des capteurs automatiques qui ne nécessitent pas d'intervention humaine. L'équipement est capable de contrôler avec précision tous les paramètres de l'air.