Luftkonditionering - Air conditioning

Luftkonditionering kondensorer utanför en byggnad
Fönstermonterad luftkonditionering för enkelrum

Luftkonditionering , ofta förkortad som A/C eller AC , är processen för att ta bort värme och kontrollera luftfuktigheten i ett slutet utrymme för att uppnå en bekvämare inre miljö med hjälp av drivna "luftkonditioneringsapparater" eller en mängd andra metoder, inklusive passiv kylning och ventilativ kylning . Luftkonditionering är medlem i en familj av system och tekniker som tillhandahåller uppvärmning, ventilation och luftkonditionering (HVAC) .

Luftkonditioneringsapparater, som vanligtvis använder ångkompressionskylning , varierar i storlek från små enheter som används i fordon eller enkelrum till massiva enheter som kan kyla stora byggnader. Luftvärmepumpar , som kan användas för uppvärmning och kylning , blir allt vanligare i svalare klimat.

Enligt IEA , från och med 2018, installerades 1,6 miljarder luftkonditioneringsenheter, vilket stod för uppskattningsvis 20% av energianvändningen i byggnader globalt och antalet förväntas växa till 5,6 miljarder år 2050. FN uppmanade tekniken att göras mer hållbara för att mildra klimatförändringar med hjälp av tekniker som passiv kylning, förångningskylning , selektiv skuggning, vindfångare och bättre värmeisolering . CFC- och HCFC- köldmedier som R-12 respektive R-22 som används inom luftkonditioneringsapparater har orsakat skador på ozonskiktet och HFC-köldmedier som R-410a och R-404a, som utformats för att ersätta CFC och HCFC, förvärrar istället klimatförändringarna . Båda problemen uppstår på grund av avluftning av köldmedium till atmosfären, till exempel under reparationer. HFO -köldmedier, som används i en del om inte den mest nya utrustningen, löser både problem med en ozonskadepotential (ODP) på noll och en mycket lägre global uppvärmningspotential (GWP) i en- eller tvåsiffriga kontra tre eller fyra siffror i HFC .

Historia

Luftkonditionering går tillbaka till förhistorien. Forntida egyptiska byggnader använde en mängd olika passiva luftkonditioneringstekniker. Dessa blev utbredda från den iberiska halvön genom Nordafrika, Mellanöstern och norra Indien. Liknande tekniker utvecklades i heta klimat någon annanstans.

Passiva tekniker förblev utbredda ända fram till 1900 -talet, då de gick ur mode, ersatt av drivna A/C. Med hjälp av information från tekniska studier av traditionella byggnader återupplivas och modifieras passiva tekniker för 2000-talets arkitektoniska mönster.

En rad luftkonditioneringsapparater utanför en kommersiell kontorsbyggnad

Luftkonditioneringsapparater gör att byggnadens inomhusmiljö förblir relativt konstant till stor del oberoende av förändringar i yttre väderförhållanden och interna värmebelastningar. De gör det också möjligt att skapa djupa planbyggnader och har gjort det möjligt för människor att leva bekvämt i hetare delar av världen.

Utveckling

Föregående upptäckter

1558 beskrev Giambattista della Porta ett sätt att kyla is till temperaturer långt under dess fryspunkt genom att blanda det med kaliumnitrat (då kallat "nitre") i sin populärvetenskapliga bok Natural Magic . 1620 demonstrerade Cornelis Drebbel "Turning Summer into Winter" för James I i England och kylde en del av Great Hall of Westminster Abbey med en apparat av tråg och kär. Drebbelns samtida Francis Bacon , liksom della Porta som tror på vetenskaplig kommunikation , kanske inte var närvarande vid demonstrationen, men i en bok som publicerades senare samma år beskrev han det som "experiment av artificiell frysning" och sa att "Nitre (eller snarare dess anda) är mycket kall, och därför förstärker nitre eller salt när det läggs till snö eller is kyla av det senare, nitret genom att lägga till sin egen kyla, men saltet genom att tillföra aktivitet till snökylan. "

År 1758 genomförde Benjamin Franklin och John Hadley , kemiprofessor vid University of Cambridge , ett experiment för att utforska avdunstningsprincipen som ett sätt att snabbt kyla ett föremål. Franklin och Hadley bekräftade att avdunstning av mycket flyktiga vätskor (såsom alkohol och eter ) skulle kunna användas för att sänka temperaturen på ett föremål förbi vattenets fryspunkt. De utförde sitt experiment med glödlampan av en kvicksilver-i-glas-termometer som sitt föremål och med en bälg som används för att påskynda avdunstningen . De sänkte temperaturen på termometerlampan till −14 ° C (7 ° F) medan omgivningstemperaturen var 18 ° C (64 ° F). Franklin noteras att snart efter att de passerat den fryspunkten för vatten 0 ° C (32 ° F), en tunn film av is som bildas på ytan av termometern s lampan och att isen massan var ca 6 mm ( en / fyra  i) tjockt när de stoppade experimentet när de nådde −14 ° C (7 ° F). Franklin avslutade: "Från detta experiment kan man se möjligheten att frysa en man ihjäl en varm sommardag."

1800 -talet inkluderade ett antal utvecklingar inom kompressionsteknik. År 1820 upptäckte den engelska forskaren och uppfinnaren Michael Faraday att komprimering och kondensering av ammoniak skulle kunna kyla luft när den flytande ammoniaken fick avdunsta. År 1842 använde Florida -läkaren John Gorrie kompressorteknik för att skapa is, som han använde för att kyla luft för sina patienter på sitt sjukhus i Apalachicola, Florida . Han hoppades att så småningom kunna använda sin ismaskin för att reglera temperaturen i byggnader och tänkte sig centraliserad luftkonditionering som kunde kyla hela städer. Gorrie beviljades patent 1851, men efter hans huvudbackars död kunde han inte förverkliga sin uppfinning. År 1851 skapade James Harrison den första mekaniska ismaskinen i Geelong, Australien , och beviljades patent på ett eterkompressions -kylsystem 1855 som producerade tre ton is per dag. År 1860 etablerade Harrison ett andra isföretag och gick senare in i debatten om hur man tävlar mot den amerikanska fördelen med iskyld nötköttsförsäljning till Storbritannien.

Första A/C -enheter

Willis Carrier , som krediteras med att bygga den första moderna elektriska luftkonditioneringsenheten

El möjliggjorde utveckling av effektiva enheter. År 1901 byggde den amerikanska uppfinnaren Willis H. Carrier det som anses vara den första moderna elektriska luftkonditioneringsenheten. 1902 installerade han sitt första luftkonditioneringssystem i Sackett-Wilhelms Lithographing & Publishing Company i Brooklyn, New York ; hans uppfinning styrde både temperaturen och luftfuktigheten vilket hjälpte till att upprätthålla konsekventa pappersdimensioner och bläckjustering i tryckeriet. Senare, tillsammans med sex andra anställda, bildade Carrier The Carrier Air Conditioning Company of America , ett företag som 2020 sysselsatte 53 000 anställda och värderades till 18,6 miljarder dollar.

År 1906, Stuart W. Cramer i Charlotte, North Carolina undersökte sätt att lägga till fukt i luften i sin textilfabrik. Cramer myntade termen "luftkonditionering" och använde den i ett patentkrav som han lämnade det året som analogt med "vattenkonditionering", sedan en välkänd process för att göra textilier lättare att bearbeta. Han kombinerade fukt med ventilation för att "konditionera" och ändra luften i fabrikerna och kontrollerade fuktigheten som var så nödvändig i textilväxter. Willis Carrier antog termen och införlivade den med namnet på sitt företag.

Inhemsk luftkonditionering tog snart fart. År 1914 installerades den första inhemska luftkonditioneringen i Minneapolis i Charles Gilbert Gates hem . Det är dock möjligt att den enorma enheten (c. 7 x 6 x 20 fot) aldrig användes, eftersom huset förblev obefolkat (Gates hade redan dött i oktober 1913).

År 1931 utvecklade HH Schultz och JQ Sherman vad som skulle bli den vanligaste typen av individuella rums luftkonditioneringsapparater: en som är utformad för att sitta på en fönsterhylla. Enheterna började säljas 1932 till ett avsevärt pris (motsvarande $ 120 000 till $ 600 000 i dagens pengar.) Ett år senare erbjöds de första luftkonditioneringssystemen för bilsystem till försäljning. Chrysler Motors introducerade den första praktiska halvportabla luftkonditioneringsenheten 1935, och Packard blev den första biltillverkaren som erbjöd en luftkonditioneringsenhet i sina bilar 1939.

Ytterligare utveckling

Innovationer under senare hälften av 1900 -talet möjliggjorde mycket mer allestädes närvarande användning av luftkonditionering. År 1945 uppfann Robert Sherman i Lynn, Massachusetts, en bärbar luftkonditionering i fönstret som kylde, värmde, fuktade, avfuktade och filtrerade luften. I slutet av 1960 -talet hade de flesta nybyggda bostadshusen i USA central luftkonditionering. Box -luftkonditioneringsenheter under denna tid blev också billigare, vilket resulterade i större befolkningstillväxt i delstaterna Florida och Arizona.

Eftersom den internationella utvecklingen har ökat välståndet i olika länder har den globala användningen av luftkonditionering ökat. År 2018 installerades uppskattningsvis 1,6 miljarder luftkonditioneringsenheter över hela världen, och International Energy Agency räknar med att antalet kommer att växa till 5,6 miljarder enheter år 2050. Mellan 1995 och 2004 ökade andelen urbana hushåll i Kina med luftkonditionering från 8% till 70%. Från och med 2015 hade nästan 100 miljoner hem, eller cirka 87% av amerikanska hushåll, luftkonditioneringssystem. År 2019 uppskattades att 90% av de nya småhus som byggdes i USA inkluderade luftkonditionering (allt från 99% i söder till 62% i väst ).

Typer av luftkonditionering

Mini-split och multi-split system

Förångare, inomhusenhet eller terminal, sida av en kanalfri luftkonditionering av delad typ

Kanalslösa system (ofta minisplitt, men det finns nu kanaliserade minisplitt) levererar vanligtvis konditionerad och uppvärmd luft till en enda eller några rum i en byggnad, utan kanaler och på ett decentraliserat sätt. Multi-zon eller multi-split system är en vanlig tillämpning av kanallösa system och tillåter upp till åtta rum (zoner eller platser) att konditioneras oberoende av varandra, var och en med sin egen inomhusenhet och samtidigt från en enda utomhusenhet. Huvudproblemet med multi-split-system är längden på köldmedieledningarna för anslutning av den externa enheten till de interna. Även om samma utmaning finns för centrala AC -enheter.

De första mini-split-systemen såldes 1954–1968 av Mitsubishi Electric och Toshiba i Japan, där utvecklingen motiverades av den lilla storleken på bostäder. Flerzons kanallösa system uppfanns av Daikin 1973, och variabla kylmedelsflödessystem (som kan betraktas som större flersplittiga system) uppfanns också av Daikin 1982. Båda såldes först i Japan. Variabla kylmedelsflödessystem jämfört med centralanläggningskylning från en luftbehandlare , eliminerar behovet av stora kallluftskanaler, luftbehandlare och kylaggregat; istället transporteras kallt köldmedium genom mycket mindre rör till inomhusenheterna i utrymmena som ska konditioneras, vilket möjliggör mindre utrymme ovanför tappade tak och en lägre strukturell påverkan, samtidigt som det möjliggör mer individuell och oberoende temperaturkontroll av utrymmen och utomhus och inomhusenheter kan spridas över byggnaden. Variabla kylmedelsflöde inomhusenheter kan också stängas av individuellt i oanvända utrymmen.

Kanaliserade centrala system

Centrala luftkonditioneringsapparater med split-system består av två värmeväxlare , en yttre enhet ( kondensorn ) från vilken värme avvisas till miljön och en intern värmeväxlare ( fläktbatteri , luftbehandlingsenhet eller förångare ) med det rörledda köldmediet cirkulerade mellan de två. FCU ansluts sedan till utrymmena som ska kylas med ventilationskanaler .

Central anläggningskylning

Kyltorn som används i en central kyld vattenanläggning med vätskekylda kylaggregat

Stora centrala kylanläggningar kan använda mellanliggande kylvätska, till exempel kallt vatten som pumpas in i luftbehandlare eller fläktbatterier nära eller i utrymmena som ska kylas, som sedan leder eller levererar kall luft till de utrymmen som ska konditioneras, i stället för att leda kall luft direkt till dessa utrymmen från anläggningen, vilket inte görs på grund av luftens låga densitet och värmekapacitet som skulle kräva opraktiskt stora kanaler. Det kylda vattnet kyls av kylare i anläggningen, som använder en kylcykel för att kyla vatten, som ofta överför sin värme till atmosfären även i vätskekylda kylare genom användning av kyltorn . Kylaggregat kan vara luft- eller vätskekyld.

Bärbara enheter

Ett bärbart system har en inomhusenhet på hjul anslutna till en utomhusenhet via flexibla rör, liknande en permanent installerad enhet (t.ex. en central luftkonditionering).

Slangsystem, som kan vara monoblock eller luft-till-luft , ventileras utåt via luftkanaler. Den monoblock typ samlar vatten i en hink eller bricka och stannar när den är full. De air-to-air typ re-avdunstar vattnet och utsläpp det genom de kanalförsedda slangen och kan köras kontinuerligt. Sådana bärbara enheter drar inomhusluft och driver ut den utomhus genom en enda kanal.

Många bärbara luftkonditioneringsapparater har både värme och avfuktningsfunktion.

Fönsterenhet och förpackad terminal

Den förpackade terminal luftkonditioneringen (PTAC), genom väggen och fönster luftkonditionering är liknande. PTAC -system kan anpassas för att tillhandahålla uppvärmning i kallt väder, antingen direkt med hjälp av en elektrisk remsa, gas eller andra värmare, eller genom att vända kylmedelsflödet för att värma det inre och dra värme från den yttre luften, omvandla luftkonditioneringen till en värmepump . De kan installeras i en väggöppning med hjälp av en speciell hylsa på väggen och en anpassad grill som ligger i linje med väggen och fönster luftkonditionering kan också installeras i ett fönster, men utan en anpassad grill.

Förpackad luftkonditionering

Förpackade luftkonditioneringsapparater (även kända som fristående enheter) är centrala system som integrerar i ett enda hus alla komponenter i ett delat centralsystem och levererar luft, eventuellt genom kanaler, till de utrymmen som ska kylas. Beroende på deras konstruktion kan de vara utomhus eller inomhus, på tak ( takenheter ), dra luften som ska konditioneras inifrån eller utanför en byggnad och vara vatten, köldmedium eller luftkyld. Ofta luftkyldes utomhusenheter medan inomhusenheter vätskekyldes med hjälp av ett kyltorn.

Drift

Driftsprinciper

Ett enkelt stiliserat diagram över kylcykeln: 1)  kondensspole , 2)  expansionsventil , 3)  förångarspole , 4)  kompressor

Kylning i traditionella AC-system åstadkoms med hjälp av ångkompressionscykeln, som använder den forcerade cirkulationen och fasbytet av ett köldmedium mellan gas och vätska för att överföra värme. Ångkompressionscykeln kan inträffa inom en enhetlig eller förpackad utrustning; eller i en kylare som är ansluten till terminal kylutrustning (såsom en fläktbatteri i en luftbehandlare) på dess förångarsida och värmeavvisningsutrustning såsom ett kyltorn på dess kondensorsida. En luftvärmepump delar många komponenter med ett luftkonditioneringssystem, men innehåller en backventil som gör att enheten kan användas för att värma och kyla ett utrymme.

Luftkonditioneringsutrustning kommer att minska den absoluta luftfuktigheten i luften som bearbetas av systemet om förångarspolens yta är betydligt svalare än daggpunkten för den omgivande luften. En luftkonditionering som är avsedd för ett upptaget utrymme uppnår vanligtvis en relativ luftfuktighet på 30% till 60% i det upptagna rummet.

De flesta moderna luftkonditioneringssystem har en avfuktningscykel under vilken kompressorn går medan fläkten saktas för att minska förångartemperaturen och därför kondensera mer vatten. En avfuktare använder samma kylcykel men innehåller både förångaren och kondensorn i samma luftväg; luften passerar först över förångarspolen där den kyls och avfuktas innan den passerar över kondensorspolen där den värms igen innan den släpps tillbaka in i rummet igen.

Frikylning kan ibland väljas när den yttre luften råkar vara svalare än den inre luften och därför behöver kompressorn inte användas, vilket resulterar i höga kyleffektiviteter för dessa tider. Detta kan också kombineras med säsongens lagring av termisk energi .

Uppvärmning

Vissa luftkonditioneringssystem har möjlighet att vända kylcykeln och fungera som värmepump för luftkälla och producerar därför värme istället för kyla i inomhusmiljön. De kallas också vanligen "luftkonditioneringar med omvänd cykel". Värmepumpen är betydligt mer energieffektiv än elektrisk motståndsvärme , eftersom den flyttar energi från luft eller grundvatten till det uppvärmda utrymmet, liksom värmen från köpt elektrisk energi. När värmepumpen är i uppvärmningsläge, byter förångarspolen inomhus roller och blir kondensorbatteri och producerar värme. Utomhuskondensatorn växlar också roller för att fungera som förångare och släpper ut kall luft (kallare än den omgivande utomhusluften).

Luftvärmepumpar är mer populära i mildare vinterklimat där temperaturen ofta ligger i intervallet 4–13 ° C (40–55 ° F), eftersom värmepumpar blir ineffektiva vid mer extrem kyla. Detta beror delvis på att det bildas is på utomhusenhetens värmeväxlarspole, som blockerar luftflödet över spolen. För att kompensera för detta måste värmepumpsystemet temporärt växla tillbaka till den vanliga luftkonditioneringsläge för att växla den utomhus förångarslingan tillbaka till att vara kondensorslingan, så att den kan värma upp och avfrostning. Vissa värmepumpsystem kommer därför att ha en form av elektrisk motståndsuppvärmning i inomhusluftsbanan som endast aktiveras i detta läge för att kompensera för den tillfälliga inomhusluftkylningen, vilket annars skulle vara obehagligt på vintern.

Isproblemet blir mycket allvarligare med lägre utomhustemperaturer, så värmepumpar installeras vanligtvis i kombination med en mer konventionell form av uppvärmning, såsom en elektrisk värmare, en naturgas , värmeolja eller vedeldad spis eller centralvärme , som används istället för värmepumpen under hårdare vintertemperaturer. I detta fall används värmepumpen effektivt under de lägre temperaturerna, och systemet växlas till den konventionella värmekällan när utetemperaturen är lägre.

Prestanda

Den prestandakoefficienten (COP) av ett luftkonditioneringssystem är ett förhållande mellan nyttig uppvärmning eller kylning tillhandahålls till arbete som krävs. Högre COP motsvarar lägre driftskostnader. COP överstiger vanligtvis 1; det exakta värdet är emellertid starkt beroende av driftsförhållandena, särskilt absolut temperatur och relativ temperatur mellan diskbänk och system, och är ofta grafiskt eller genomsnittligt jämfört med förväntade förhållanden. Luftkonditioneringsutrustningens effekt i USA beskrivs ofta i termer av " ton kylning ", var och en ungefär lika med kylkraften på ett kort ton (910 kg) issmältning under en 24-timmarsperiod. Värdet är lika med 12 000 BTU IT per timme, eller 3 517 watt . Bostadens centrala luftsystem har vanligtvis 1 till 5 ton (3,5 till 18 kW) kapacitet.

Luftkonditioneringsanläggningars effektivitet är ofta betygsatt av säsongens energieffektivitetsförhållande (SEER) som definieras av luftkonditionerings-, värme- och kylinstitutet i 2008 års standard AHRI 210/240, prestandaklassificering för enhetlig luftkonditionering och luftkälla. Värmepumputrustning . En liknande standard är det europeiska säsongens energieffektivitetsförhållande (ESEER).

Påverkan

Hälsoeffekter

Vid varmt väder kan luftkonditionering förhindra värmeslag , uttorkning från överdriven svettning och andra problem relaterade till hypertermi . Värmeböljor är den mest dödliga typen av väderfenomen i utvecklade länder. Luftkonditionering (inklusive filtrering, befuktning, kylning och desinfektion) kan användas för att ge en ren, säker, allergivänlig atmosfär på sjukhusoperationer och andra miljöer där rätt atmosfär är avgörande för patientsäkerhet och välbefinnande. Det rekommenderas ibland för hemmabruk av personer med allergier , särskilt mögel .

Dåligt underhållna vattenkyltorn kan främja tillväxt och spridning av mikroorganismer som Legionella pneumophila , det smittämne som är ansvarigt för Legionnaires sjukdom . Så länge kyltornet hålls rent (vanligtvis med en klorbehandling ) kan dessa hälsorisker undvikas eller minskas. Delstaten New York har kodifierade krav för registrering, underhåll och testning av kyltorn för att skydda mot Legionella .

Miljöpåverkan

Köldmedier har orsakat och fortsätter att orsaka allvarliga miljöfrågor, inklusive ozonnedbrytning och klimatförändringar , eftersom flera länder ännu inte har ratificerat Kigali -ändringen för att minska förbrukning och produktion av fluorkolväten .

Nuvarande luftkonditionering står för 20% av energiförbrukningen i byggnader globalt, och den förväntade ökningen av användningen av luftkonditionering på grund av klimatförändringar och teknikupptag kommer att driva betydande tillväxt av energibehov. Alternativ till kontinuerlig luftkonditionering inkluderar passiv kylning, passiv solkylning naturlig ventilation, driftskärmar för att minska solvärdet, användning av träd, arkitektoniska nyanser, fönster (och användning av fönsterbeläggningar) för att minska solvärdet .

År 2018 krävde FN att tekniken ska bli mer hållbar för att mildra klimatförändringarna.

Ekonomiska effekter

Luftkonditionering orsakade olika förändringar i demografin, särskilt USA: s från 1970 -talet:

  • Den födelsetalen var lägre under våren än under andra årstider tills 1970-talet, men denna skillnad minskade sedan under de kommande 30 åren
  • Sommaren dödligheten , som hade varit högre i områden omfattas av en värmebölja under sommaren, även jämnas ut ..
  • Den Sun Belt innehåller nu 30% av den totala amerikanska befolkningen när det var bebodd av 24% av amerikanerna i början av 20-talet.

Först utformad för att gynna riktade industrier som pressen såväl som stora fabriker, spred sig uppfinningen snabbt till offentliga myndigheter och förvaltningar med studier med påståenden om ökad produktivitet nära 24% på platser utrustade med luftkonditionering.

Andra tekniker

Byggnader utformade med passiv luftkonditionering är i allmänhet billigare att bygga och underhålla än byggnader med konventionella HVAC -system med lägre energikrav. Även om tiotals luftbyten per timme och kylning av tiotals grader kan uppnås med passiva metoder, måste platsspecifikt mikroklimat beaktas, vilket komplicerar byggnadsdesign .

Många tekniker kan användas för att öka komforten och sänka temperaturen i byggnader. Dessa inkluderar förångningskylning, selektiv skuggning, vind, termisk konvektion och värmelagring.

Passiv ventilation

Ventilationssystemet för ett vanligt jordskepp .
Dogtrot -husen är utformade för att maximera naturlig ventilation.
Passiv ventilation är processen att tillföra luft till och ta bort luft från ett inomhusutrymme utan att använda mekaniska system . Det hänvisar till flödet av extern luft till ett inomhusutrymme som ett resultat av tryckskillnader som härrör från naturliga krafter. Det finns två typer av naturlig ventilation i byggnader: vinddriven ventilation och flytdriven ventilation . Vinddriven ventilation uppstår från de olika tryck som skapas av vinden runt en byggnad eller struktur, och öppningar bildas på omkretsen som sedan tillåter flöde genom byggnaden. Uppdriftsdriven ventilation uppstår som ett resultat av den riktade flytkraften som härrör från temperaturskillnader mellan interiör och exteriör. Eftersom de interna värmevinsterna som skapar temperaturskillnader mellan det inre och det yttre skapas av naturliga processer, inklusive värmen från människor, och vindeffekterna är varierande, kallas naturligt ventilerade byggnader ibland "andningsbyggnader".

Passiv kylning

En traditionell iransk solkyldesign

Passiv kylning är en konstruktionsmetod som fokuserar på värmevinstkontroll och värmeavledning i en byggnad för att förbättra den termiska komforten inomhus med låg eller ingen energiförbrukning. Detta tillvägagångssätt fungerar antingen genom att förhindra att värme kommer in i interiören (förebyggande av värmeökning) eller genom att ta bort värme från byggnaden (naturlig kylning).

Naturlig kylning använder energi på plats, tillgänglig från den naturliga miljön, i kombination med arkitektonisk design av byggnadskomponenter (t.ex. byggnadshölje ), snarare än mekaniska system för att avleda värme. Därför beror naturlig kylning inte bara på byggnadens arkitektoniska utformning utan på hur platsens naturresurser används som kylflänsar (dvs. allt som absorberar eller avger värme). Exempel på värmesänkor på plats är den övre atmosfären (natthimlen), uteluften (vinden) och jorden/jorden.

Passiv kylning är ett viktigt verktyg för konstruktion av byggnader för anpassning till klimatförändringar-vilket  minskar beroendet av energikrävande luftkonditionering i uppvärmningsmiljöer.
Ett par korta vindmätare eller malqaf som används i traditionell arkitektur; vinden tvingas ner på vindsidan och lämnar på lässidan ( tvärventilation ). I avsaknad av vind kan cirkulationen drivas med förångningskylning i inloppet (som också är utformat för att fånga upp damm). I centrum, en shuksheika ( lanternin vent), som används för att skugga qa'a nedan samtidigt som varm luft stiger ut ur den ( stapel effekt ).

Fläktar

Handfläktar har funnits sedan förhistorien . Stora mänskliga fläktar inbyggda i byggnader inkluderar punkah .

Den kinesiska uppfinnaren Ding Huan från 2: a århundradet från Han-dynastin uppfann en roterande fläkt för luftkonditionering, med sju hjul 3 m (10 fot) i diameter och manuellt drivs av fångar. År 747 lät kejsaren Xuanzong (r. 712–762) från Tang-dynastin (618–907) bygga Cool Hall ( Liang Dian 涼 殿) i kejserpalatset, som Tang Yulin beskriver som att han har vattendrivna fläkthjul för luftkonditionering samt stigande jetströmmar av vatten från fontäner. Under den efterföljande Song -dynastin (960–1279) nämnde skriftliga källor den luftkonditionerade roterande fläkten som ännu mer utbredd.

Termisk buffring

I områden som är kalla på natten eller på vintern används värmelagring. Värme kan lagras i jord eller murverk; luft dras förbi murverket för att värma eller kyla det.

I områden som är under frysning på natten på vintern kan snö och is samlas in och lagras i ishus för senare användning vid kylning. Denna teknik är över 3700 år gammal i Mellanöstern. Att skörda utomhusis under vintern och transportera och lagra för användning på sommaren praktiserades av rika européer i början av 1600 -talet och blev populärt i Europa och Amerika mot slutet av 1600 -talet. Denna praxis ersattes av mekaniska ismaskiner med kompressionscykel (se nedan).

Förångningskylning

En förångningskylare

I torra, varma klimat kan den avdunstande kylningseffekten användas genom att placera vatten vid luftintaget, så att utkastet drar luft över vatten och sedan in i huset. Av denna anledning sägs det ibland att fontänen, i arkitekturen i heta, torra klimat, är som eldstaden i arkitekturen i kalla klimat. Förångningskylning gör också luften fuktigare, vilket kan vara fördelaktigt i ett torrt ökenklimat.

Förångningskylare tenderar att kännas som om de inte arbetar under tider med hög luftfuktighet, när det inte finns mycket torr luft som kylarna kan arbeta med för att göra luften så sval som möjligt för boende i bostaden. Till skillnad från andra typer av luftkonditioneringsapparater, förångningskylare förlitar sig på att uteluften ska ledas genom svalare dynor som kyler luften innan den når insidan av ett hus genom sitt luftkanalsystem; denna kylda uteluft måste få trycka ut den varmare luften i huset genom en avgasöppning, till exempel en öppen dörr eller ett fönster.

Se även

Referenser

externa länkar