Doporučujeme, Relax, Technologie

Příběh chladného vzduchu

30 ledna 2018   Galerie

Považujeme ji za samozřejmost. V autech, kancelářích, veřejných prostorech, mnozí i doma. Klimatizace je dnes zcela běžnou součástí našich životů. Přemýšleli jste třeba při řízení někdy nad tím, jak vlastně vznikla a jaký byl vývoj této technologie, než se do našich aut dostala?

Podobně jako řada dalších technických vymožeností určených ke zpříjemnění života vznikla i moderní klimatizace ve Spojených státech. Bylo to o něco víc než před stoletím, lidské pokusy chladit vzduch jsou ovšem staré tisícovky roků.

První záznamy o technologiích, které měly za cíl chladit horký vzduch v oblastech s teplým podnebím, jsou staré asi dva tisíce let a pocházejí z Číny. Tam vymysleli ručně poháněný rotační ventilátor, který rozfoukával vzduch po místnosti.

Ve třetím století vyvinuli Římané systém k přepravě ledu z hor pomocí oslů účelem bylo ochlazovat zahrady císaře Heliogabala. Ovšem i běžní obyvatelé Říma se pokoušeli chladit svá obydlí tak, že hnali chladnou vodu z akvaduktů skrz kanály ve zdech svých domů.

Ve středověku se žádné převratné vynálezy stran úpravy a chlazení vzduchu nekonaly. Lidé se spoléhali na architekturu v místnostech nechávali velké větrací otvory a okna umisťovali tak, aby do místností vstupovalo co nejméně přímého slunce.

Odpařuj, stlač a chlaď

Asi první moderní klimatizační systém pochází z hlavy velkého amerického státníka Benjamina Franklina. Ten proslul oblibou zahraničních cest, z nichž jedna ho roku 1758 zavála na univerzitu v Cambridge k profesoru chemie Johnu Hadleymu. Ti dva zavedli řeč na chladicí účinky odpařování a společně se pustili do pokusů s teploměrem, z jehož povrchu odpařovali éter. Teplotu srazili až na sedm stupňů a po několika opakováních na teploměru dokonce spatřili  námrazu. Tyto experimenty Franklin popsal v dopise americkému vědci Johnu Liningovi.

K podobným výsledkům se o několik dekád později dopracoval rovněž anglický vynálezce Michael Faraday tím, že stlačoval a odpařoval čpavek.

Dalším jménem na cestě ke klimatizaci je John Gorrie, floridský lékař, jenž studoval vliv klimatu na zdraví lidí, konkrétně tím, proč je na jihu USA množství případů žluté zimnice, zatímco na severovýchodě téměř žádné. Gorrie vyvinul zařízení, které stlačilo vzduch čímž se zvýšila jeho teplota , který byl pak hnán cívkou ponořenou v nádobě s ledem. Když se tlak vzduchu posléze vrátil na běžnou hodnotu, jeho teplota ještě dál klesla a tento chladný vzduch pak proudil do místnosti. Přístroj v roce 1851 získal patent, Gorrie pro něj však nenalezl finanční podporu a také musel čelit politickým tlakům od ledařů ze severu, kteří se jím cítili ohroženi. Přesto se najde spousta lidí, především na Floridě, kteří Gorrieho považují za jednoho z otců klimatizace, ale také chladničky a stroje na výrobu ledu.

Další z kroků vpřed souvisí s nešťastnou událostí. V červenci 1881 byl postřelen prezident James Garfield (zemřel o dva měsíce později). Technici amerického námořnictva mu chtěli ulevit od washingtonských veder, a tak sestrojili chladicí jednotku, která hnala teplý vzduch nad kusem látky napuštěné studenou vodou, což tlačilo chladný vzduch dolů. Povedlo se jim teplotu v místnosti srazit z 32 na dvacet stupňů, jako efektivní jejich výtvor ale nazvat nelze. Během oněch dvou měsíců spotřebovali na prezidentovo pohodlí přes 225 tun ledu!

Mlha a moderní klimatizace

Vynálezci se sice celkem dlouho zabývali ochlazováním vzduchu, jiná věc jim ale až do začátku minulého století unikala: jeho vlhkost. Ta společně s vysokými teplotami představovala nepříjemné prostředí pro lidi, ale také pro stroje.

Například ty v brooklynské tiskárně Sackett & Wilhelms. Tam se při tisku potýkali s problémy zaviněnými vlhkostí ve vzduchu: papír se totiž jejím vlivem různé roztahoval a smršťoval, a jelikož se barvy tehdy nanášely postupně jedna po druhé, přesný soutisk byl za vlhkého počasí obtížný.

Řešení našel v roce 1902 inženýr Willis Haviland Carrier z Buffala ve státu New York. Na svou první klimatizaci přišel při čekání na vlak v Pittsburghu. Obklopen mlhou si uvědomil, že by mohl vzduch vysušovat tím, že by do vlhkého teplého vzduchu přidal vodu a vytvořil tak mlhu. Když by totiž vzduch nasytil vodou, mohl by řídit jeho teplotu tak, že by ho proháněl kolem trubek se studenou vodou, díky čemuž by se vlhkost v něm vysrážela a ze vzduchu oddělila.

Pro průmysl i kina

Carrier tak byl první, kdo vedle zchlazení dokázal vzduch i odvlhčit, a dlouhodobě udržovat vlhkost v místnosti kolem 55 procent. V roce 1915 založil společnost Carrier Engineering Company, v níž svůj vynález dále rozvíjel. Firma vyráběla klimatizace pro továrny produkující léky nebo zpracovávající hedvábí, kde teplota a vlhkost vzduchu hrají důležitou roli.

V roce 1922 nastává další milník Carrier přichází s odstředivou chladicí jednotkou s převratným centrálním kompresorem, díky němuž se celé zařízení výrazně zmenšilo. Také došlo v nahrazení starých, toxických a hořlavých chladicích látek, jako je například čpavek, za bezpečnější. Díky tomu klimatizace našla cestu do kanceláří a domovů.

Poprvé
V roce 1906 sestrojil Stuart Cramer, technik jedné textilky v Severní Karolíně, ventilační zařízení, které do vzduchu továrny přidává vodní mlhu. Díky vyšší vlhkosti se vlákna snáz předou a méně lámou. Tento inženýr vůbec poprvé použil slovní spojení air conditioning. 

Klimatizace poprvé přichází do rodinných domů v roce 1914. První je zřejmé obydlí Charlese Gatese v Minneapolisu. Zařízení je asi 210 centimetrů vysoké, 180 centimetrů široké a přes šest metrů dlouhé. 

V roce 1939 přichází americký výrobce luxusních vozů Packard s první chladnou jízdou: debutuje klimatizovaný automobil. Ovládání na palubní desce tehdy ale chybělo. Pokud se posádka chtěla ochladit, musel řidič zastavit, otevřít kapotu a připojit řemen kompresoru.

Na světové výstavě v St. Louis v roce 1904 použili organizátoři mechanické chlazení, které do budovy reprezentující stát Missouri každou minutu vhánělo takřka milion litrů studeného vzduchu. Tisícihlavé publikum v sále tak poprvé zažilo komfortní pobyt v klimatizované místnosti.

V těchto prvopočátcích se jednalo v podstatě o topení vybavené chladicími prvky, které vzduch do místností vhánělo otvory v podlaze. To znamenalo, že čím výš a blíž stropu, tím větší teplo a vlhko naopak u podlahy panoval chlad. Někteří přítomní dokonce vyprávěli, že si museli balit nohy do novin, jaká byla u podlahy zima.

Masového rozšíření se klimatizace později dočkala v kinech: v roce 1922 dostává první biograf Rivoli Theater na newyorském Times Square chladicí zařízení. A další vzápětí následují. Způsobí to ohromný nárůst návštěvnosti kin v letních měsících.

Chlad polyká elektřinu

Carrierův vynález významně ovlivnil řadu oborů na celém světě a dnes je pro moderní svět zcela stěžejní: umožňuje chladit nejen domy a kanceláře, ale také nemocnice, datová centra, laboratoře a další nezbytné budovy.

Klimatizace rovněž způsobila demografické změny: umožnila lidem usídlovat se v horkých a vlhkých oblastech a vést tam pohodlný život. Nejmarkantnější je to pochopitelně ve Spojených státech. Zatímco v roce 1965, patnáct let po Carrierově smrti, bylo klimatizováno deset procent amerických domácností, o čtyři dekády později už to bylo neuvěřitelných 85 procent. Podle dostupných údajů proudí téměř polovina veškeré energie USA do domácností na jejich vytápění a chlazení. Čísla jsou to ohromná: podle některých studií spotřebují americké domácnosti na klimatizaci stejný objem elektřiny jako celý africký kontinent dohromady na všechny účely.

Současné klimatizační jednotky fungují v zásadě na původním Carrierově principu, přesto jejich výrobci usilovně pracují na vylepšeních a novinkách. Mantrou je samozřejmě energetická úspornost. Společnost Airxcel pracuje například na senzorech, které analyzují rosný bod venkovního vzduchu. Snaží se i automobilky, respektive dodavatelé automobilových klimatizací. Jednou z novinek jsou například vylepšené venkovní teploměry, které by měly být přesnější dokážou totiž „nehledět“ na teplo vytvářené automobilem samotným.

Všichni víme, jak sluníčko umí rozpálit kokpit našich aut. O lepší teplotní komfort a jeho přesnější kontrolu se společně snaží automobilky Mitsubishi a Suzuki. Pracují na tom, aby jejich klimatizace uměly lépe pracovat s rozdílnými vnějšími teplotami pro levou a pravou stranu auta podle toho, odkud právě svítí slunce.

A na závěr i trocha vůní. Japonská společnost Denso si patentovala systém, který na teplotním výměníku pracuje s fotokatalýzou. Tu spouští ultrafialová lampa, díky níž přímo do rozvodů ventilace v pravidelných intervalech proudí deodorant.

, ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte SWELL na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.