İklimlendirmenin konseptnin Antik Roma`da uyguşlandığı bilinmektedir, burada sukemerinden gelen su belli evleri soğutmak için duvarlarında dolaşmaktadır.Benzer teknikler orta çağda İran`da sarnıçlar ve rüzgar kuleleriyle, sıcak sezonda binaları soğutmak için kullanılmıştır.Modern iklimlendirme 19. yy`da kimya`daki ilerlemelerle ortaya çıktı ve ilk büyük ölçekli elektrikli klima 1902`de Willis Haviland Carrier tarafından icat edildi ve kullanıldı.
Tarih
İklimlendirme sağlamak için ısıyı makineleri kullanarak taşımak görece modern bir icattır, binaları soğutmak ise değildir.Antik Romalılar`ın belirli evleri soğutmak için sukemerinden gelen suyu o evlerin duvarlarında dolaştırdığı bilinmektedir.Bu şekilde suyun kullanımı pahalı olduğu için, sadece zengin kişiler böyle bir lüksü karşılayabiliyorlardı.Orta çağ İran`ı ise sarnıçlarla ve rüzgar kuleleriyle sıcak mevsimde soğutulan binalar vardı: sarnıçlar(merkezi bir avluda bulunan geniş havuzlar, yer altı tankları değil) yağmur suyunu toplardı; rüzgar kuleleri rüzgara karşı pencerelere ve hava akışını binanın altına yönlendirmek için dahili pervanelere sahipti, genellikle sarnıcın üzerine ve rüzgar soğutma kulesine doğru yönlendirirler.Ancient air conditioning, The World, January 11, 2007 [1].Sarnıçtaki su buharlaşarak binanı içindeki havayı soğuturdu.
1820`de, İngiliz bilim adamı ve mucidi Michael Faraday sıkıştırılan ve sıvılaştırılan amonyağın, buharlaşabildiğinde, havayı soğuttuğunu keşfetti.1842`de, Florida`lı doktor John Gorrie buz üretmek için, ki bu buzları Apalachicola`daki hastanesindeki havayı soğutmak için kullanıyordu, kompresör teknolojisini kullandı History of Air Conditioning Source: Jones Jr., Malcolm. "Air Conditioning". Newsweek. Winter 1997 v130 n24-A p42(2). Retrieved 1 January 2007.Buz yapan makinesini sonunda binaların sıcaklıklarını ayarlamak için kullanmayı umuyordu.Tüm şehri soğutan merkezi bir sistemi dahi düşünüyordu. The History of Air Conditioning Lou Kren, Properties Magazine Inc. Retrieved 1 January 2007. Prototipinde kaçak olmasına ve düzgün çalışmamasına rağmen, Gorrie buz yapan makinesi için patenti 1851`de aldı.Hemen ardından baş finansal destekçisi ölünce başarı umutları yok oldu, Gorrie makineyi geliştirmek için ihtiyaç duyduğu parayı alamadı.Biyografi yazarına göre(Vivian M. Scherlok) “Buz Kralı” Frederick Tudor`u, kendi başarısızlığından dolayı suçluyordu, çünkü Tudor`un kendi icadına karşı bir kampanya yürüttüğünden şüpheleniyordu.Dr.Gorrie 1855`de fakirlik içinde öldü ve iklimlendirme fikri 50 yıllığına ortadan kayboldu.
İklimlendirmenin ilk ticari uygulamaları kişisel rahatlıktan çok endüstriyel işlemlerde kullanıldı.1902`de ilk modern elektrikli klima Willis Haviland Carrier tarafından icat edildi.Bir basım fabrikasındaki işlem kontrolünü geliştirmek için tasarlanan icadı sadece sıcaklığı kontrol etmekle kalmıyor aynı zamanda nemide kontrol ediyordu.Düşük ısı ve nem uygun kağıt ölçülerini yakalamayı ve mürekkep hizalamasını sağlayacaktı.Daha sonra Carrier`in teknolojisi, işyerlerindeki verimliliği arttırmak için kullanıldı ve Carrier şirketi artan talebe uymak için şekillendi.Zaman geçtikçe iklimlendirme ev ve araçlarda rahatlığı arttırmak için kullanılır hale geldi.1950`lerde konutlara olan satışlar ani bir şekilde arttı.
1906`da, Amerika`lı Stuart W. Cramer, dokuma fabrikasındaki havaya nem eklemek için yeni yollar keşfediyordu.Cramer "air conditioning," terimini aynı yıl yaptığı patent talibinde “water conditioning”in(tekstil işlerini kolaylaştıran bir proses) bir analoğu olarak ilk kez kullandı.Nem ile havalandırmayı birleştirerek ortamı değiştirdi ve ve tekstil fabrikalarında çok önemli olan nemi kontrol ederek fabrikanın içindeki havayı değiştirdi.Willis Carrier terimi kabullendi ve bunu kendi şirketinin isminde kullandı.Havadaki suyun, soğutma etkisi yaratmak için, buharlaştırılmasına buharlaştırmalı soğutma denir.
İlk klimalar ve buzdolapları amonyak, metil klorid, ve propan gibi, kaçak durumunda ölümcül kazalara sebep olabilecek, zehirli ve yanıcı gazları kullanıyorlardı. Thomas Midgley, Jr.1928`de ilk kloroflorokarbon gazı olan Freon`u yarattı.Bu soğutkan insan lar için daha güvenliydi fakat daha sonra ozon tabakasına zararlı olduğu anlaşıldı. "Freon" ise tüm kloroflorokarbonlar(CFC), hidrojenli kloroflorokarbonlar(HCFC) ve ya hidroflorokarbonlar İÇİN KULLANILAN, Dupont`a ait bir ticari isimdir, her birinin ismi moleküler kompozisyonlarını anlatan bir sayıya sahiptir(R-11, R-12, R-22, R-134).Doğrudan genişlemeli soğutmada en çok kullanılan karışım ise R-22 diye bilinen bir HCFC`dir.Bunun yeni ekipmanlardaki kullanımı 2010 yılına kadar yavaş yavaş azalacak ve 2020 yılına kadar tamamen bitecektir.R-11 ve R-12 Amerika`da artık üretilmemekte, bunu satın almanın tek yolu ise diğer iklimlendirme sistemlerinden elde edilmiş, temizlenmiş ve saflaştırılmış gazları almaktır.Birçok ozona zarar vermeyen soğutkanlar alternatif olarak geliştirilmiştir.”Puron” marka adıyla bilinen R-410A`da bunlara dahildir.
İklimlendirme teknolojilerinde yenilikler, özellikle enerji verimliliğini arttırma ve iç mekan hava kalitesini arttırma konusunda, devam etmektedir.
İklimlendirme Uygulamaları
İklimlendirme mühendisleri iklimlendirme uygulamalarını geniş olarak “konfor” ve “işlem(proses)” olarak ayırmışlardır.Konfor Uygulamaları`` dış havada ve ya iç ısı yüklerinde bir değişiklik olsa dahi iç mekanda insanlar tarafından tercih edilen ısıl konforu sağlamayı amaçlar.
Bir ofiste oturarak çalışan insanların, en yüksek performanslarını 22.2°C a€˜te sergilemeleri beklenmektedir.Oda sıcaklığındaki her 0,61°C a€˜lik değişiklikte, performans yaklaşık %1 azalır. EVALUATION OF COST EFFECTIVENESS OF INDOOR CLIMATE Retrieved 1 January 2007. Ayakta durarak çalışırken en yüksek performans ise biraz daha az sıcaklıklarda sergilenir.Daha şişman insanların maksimum performansı ise biraz daha düşük sıcaklıkta gerçekleşir.Daha zayıf insanların maksimum performansı ise biraz daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir.Genel olarak kabul edilse de, bazı insanlar işçilerin verimliliğinin, Hawthorne etkisinde açıklandığı gibi, ısıl konforla değişmediğini düşünmektedirler.
Konfor için iklimlendirme geniş binaları uygun hale getirir.İklimlendirme olmadan, binalar daha dar ve ya içerisi doğal havalandırmayla yeterince hava alabilsin diye kuyularla beraber inşa edilmeleri gerekirdi.İklimlendirme, ayrıca, binaların daha yüksek olmasına da izin verir, çünkü rüzgar hızı, çok yüksek binalarda doğal havalandırmaya elverişsiz olacak şekilde, aşırı derecede artar.Çeşitli bina tipleri için konfor uygulamaları oldukça farklıdır ve aşağıdaki gibi kategorize edilebilirler;
- ``Alçak, konut`` binaları, tek katlı aile evleri, dubleks evler ve küçük apartmanlar dahil.
- ``Yüksek, konut`` binaları, yüksek yurtlar ve apartmanlar gibi.
- ``Ticari`` binalar, ticaret için inşa edilirler, ofisler, alışveriş merkezleri, restoranlar, vb.
- ``Kurumsal`` binalar, bunlara hastaneler, devlet binaları ve akademik binalar dahildir.
- ``Endüstriyel`` alanlar;buralarda işçilerin konforu arzulanmaktadır.
Binalara ek olarak, iklimlendirme araçlar, trenler, gemiler, uçaklar ve uzay araçları gibi taşıma araçlarının konforu için de kullanılmaktadır.
İşlem(Proses) uygulamaları`` bir prosesin, iç ısı, nem yükleri ve dış çevre şartlarından etkilenmeden, uygulanabilmesi için uygun bir çevre sağlanmasını amaçlar.Çoğunlukla konfor olarak görülsede, şartları belirleyen insan tercihleri değil, prosesin gereksinimleridir.Proses uygulamalarına şunlar dahildir:
- Hastanelerde ameliyat odaları; burada enfeksiyon riskini azaltmak için hava filtrelenir ve hastanın su kaybını azaltmak için nemlilik kontrol edilir.Sıcaklıklar genellikle konfor bölgesinde olsa da, açık kalp ameliyatı gibi özel uygulamalar düşük sıcaklıklara ihtiyaç duyarken(yaklaşık 18°C), ve yenidoğan servisleri gibi diğerlerinde görece yüksek sıcaklıklara(yaklaşık28 °C) ihtiyaç vardır.
- Entegre devrelerin, ilaçların üretildiği, içinde yüksek hava temizliğinin,sıcaklık ve nem kontrolünün prosesin başarısı için gerekli olduğu kontrollü odalar.
- Laboratuar hayvanlarının beslendiği yerler.Birçok hayvan baharda ürediğinden, şartların sürekli bahar gibi olduğu yerlerde tüm yıl tutulmaları bütün yıl üremelerine sebep olabilir.
- Uçak iklimlendirmesi.Kavramsal olarak yolcular için konfor sağlamayı ve ekipmanları soğutmayı amaçlasa da, uçak iklimlendirmesi, uçağın dışındaki düşük hava basıncından dolayı, özel bir işlemdir.
- Veri işleme merkezleri
- Tekstil fabrikaları
- Fiziksel test merkezleri
- Bitki büyütme alanları
- Nükleer tesisler
- Kimya ve biyoloji laboratuarları
- Madenler
- Endüstriyel ortamlar
- Yemek pişirme ve işleme alanları
Hem konfor hem de proses uygulamalarında hedef sadece sıcaklığı kontrol etmek değil, ayrıca nemi, hava kalitesini ve hava kalitesini de kontrol etmektir.
Nem kontrolü
Soğutucu iklimlendirme cihazları genellikle sistem tarafından işlenen havanın nemini azaltır.Görece soğuk(çiğ sıcaklığının altı) evaporator(buharlaştırıcı) boruları işlenen havadan aldığı su buharını yoğunlaştırır,(buz gibi bir içeceğin şişesinin dışında suyun yoğunlaşması gibi), suyu bir kanala gönderir ve su buharını soğutulan alandan alarak, bağıl nemi düşürür.İnsanlar, deriden terlemenin doğal buharlaşmasıyla doğal serinlemeyi sağlamak için terlediklerinden, daha kuru hava(bir noktaya kadar) sağlanan konforu arttırır.İnsanın rahatlığı için klima, yaşanılan yerde, %40-60 bağıl nem yaratıcak şekilde tasarlanmıştır.Perakende yemek satış kuruluşlarındaki büyük, açık dondurucular yüksek verimli hava nem giderme üniteleri olarak çalışırlar.Bazı iklimlendirme üniteleri havayı soğutmadan kuruturlar ve daha doğru şekilde nem giderici olarak adlandırılırlar.Normal bir iklimlendirme cihazı gibi çalışırlar ancak giriş ve çıkış arasında bir ısı değiştiricisi vardır.Konveksiyon fanlarıyla birlikte kullanıldıklarında,nemli tropikal iklimlerde, bir hava serinleticiyle aynı konfor seviyesine ulaşırlar, fakat onların üçte biri kadar elektrik tüketirler.Hava serinleticiler tarafından yaratılan hava akımını rahatsız edici bulanlar tarafından da tercih edilirler.
Sağlık Uygulamaları
Kötü bakılan bir iklimlendirme sistemi sıklıkla; Lejyoner hastalığı diye diye bilinen hastalığın virüsü olan Legionella pneumophila ve ya termofilik actinomycetes gibi ajanların gelişmesini ve yayılmasını sağlayabilir. Sick building syndromeTersine, filtrasyonu, nemlendirmesi, serinletmesi ve dezenfeksiyonu bulunan iklimlendirme sistemleri, hastanelerde hasta güvenliği ve sağlığında uygun atmosferin kritik olduğu ameliyat odaları ve diğer çevrelerde, temiz, güvenli ve daha düşük alerji riski içeren bir atmosfer sağlamak için kullanılabilir.İklimlendirmenin alerji ve astım hastaları üzerinde pozitif bir etkisi de olabilir. Home Control of Asthma & AllergiesCiddi sıcaklık dalgalarında, iklimlendirme yaşlıarın hayatını kurtarabilir.Bazı yerel yetkililer evlerinde klimaları olmayanlar için genel serinleme merkezleri bile oluşturmuşlardır.
Kötü çalışan iklimlendirme sistemleri, eğer çok uzun süre maruz kalınırsa, işitme kaybına neden olabilecek seviyelerde sesler üretirler.Bu seviyeler uzun bir süre bir havaalanının ve ya bir otobanın yanında yaşamakla aynıdır.Düzgün çalışan klimalar ise daha sessizdir.
Enerji Sarfiyatı
Termodinamik olarak kapalı sistemlerde, ayarlı bir sıcaklık derecesinde tutulan sistemlere(ki bu günümüz klimalarında standart bir çalışma modudur) herhangi bir enerji girişi, klimadan olan enerji uzaklaştırma oranının yükselmesini gerektirir.Bu yükseliş, sisteme giren her bir birim enerji için(örneğin bir ampulun yakılması), klimanın bu enerjiyi sitemden uzaklaştırması gerekliliği etkisine sahiptir.Bunu yapmak için de giren enerji ile verimin çarpımını azaltarak, tüketimi arttırmalıdır.Örneğin kapalı bir sistemde 100 W`lık bir ampulün çalıştığını varsayalım, ve klimanın verimi de %200 olsun. Bunu telafi etmek için klimanın enerji tüketimi 50W artar, böylece 100 W`lık ampül toplamda 150 W enerjiden faydalanmış olur.Klimalar için verim %100`ün oldukça üzerinde olduğuna dikkat ediniz.
Taşınabilir Klimalar
Taşınabilir klimalar ve ya taşınabilir A/C bir evin ve ya ofisin içinde kolaylıkla taşınabilen tekerlekli bir klimadır.Günümüzde yaklaşık 6000`den 60000 BTU/h`a(1800`den 4100W çıkış) ve elektrikli ısıtıcılı ve ya ısıtıcısız olan çeşitleri mevcuttur.Taşınabilir klimaların split ve boru olmak üzere iki çeşidi vardır:Split bir sistem esnek borularla dış üniteye bağlı tekerlekli bir iç üniteye sahiptir, sabit split sistemlere benzer.
Boru sistemleri ise Havadan havaya ve Monoblok hava kanallarıyla dış havaya bağlanmışlardır.Tüm soğutma sistemlerinin bir özelliği de bir kompresör kullanmanın su üretmesidir."Monoblok" versiyon suyu bir kovada ve ya tepside toplar ve dolduğunda durur. Havadan havaya versiyon, ise suyu yeniden buharlaştırır ve bunu bir hortumla attığından akış sürekli olur.
Tek bir kanal, kondenseri soğutmak için odanın dışından hava çeker.Daha sonra bu hava dışarıdaki ve ya diğer odalardaki sıcak hava ile değiştirilir, bu yüzden verim düşer.Bununla birlikte çağdaş üniteler 1`e 3 oranında çalışırlar; yani 3kw`lık bir soğutma için 1 kw enerji kullanılır.
Taşınabilir klimalar arabalarda ve ya evlerde kullanılanlara benzer şekilde ısı değişimi için havayı kullanan kompresör bazlı soğutkan sistemlerdir.Böyle sistemlerde hava sğutuldukça nemi de azalır.
Yaklaşık olarak, 37 metre karelik bir alan 12000 BTU/h`le soğutulabilir(12000 BTU/h bir tonluk hava soğutmaya eşittir).Bununla birlikte Toplam ısı yükünü etkileyen diğer faktörleri de göz önünde bulundurmamız gerekmektedir.
Kaynakça
- kaynak wiki |url=http://en.wikipedia.org/wiki/Air_conditioning| tarih=02 Ağustos 2007 | dil=İngilizce | madde=Air conditioning
Ayrıca bakınız
Referanslar
----------------------------------------------------------See http://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Footnotes for a
discussion of different citation methods and how to generate
footnotes using the , and----------------------------------------------------------- -->tags