Klima - Air conditioning

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Bir binanın dışındaki klima kondansatör üniteleri
Tek kişilik oda kullanımı için pencereye monte klima

Klima (ayrıca A / C , klima ), daha konforlu bir iç ortam elde etmek için bir bina veya araç içindeki havanın ısısını gidermek ve nemini kontrol etmek ( bazı durumlarda tozu gidermek) işlemidir . Bu, elektrikli cihazlar ('klimalar') kullanılarak, pasif soğutma veya havalandırmalı soğutma ile sağlanabilir . Klima, ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme (HVAC) sağlayan bir sistem ve teknik ailesinin üyesidir .

Tipik olarak buhar sıkıştırmalı soğutma kullanan klimaların boyutları, araçlarda kullanılan küçük ünitelerden tüm binayı soğutabilen büyük ünitelere kadar çeşitlilik gösterir. Hem ısıtma hem de soğutma için kullanılabilen hava kaynaklı ısı pompaları , daha soğuk iklimlerde giderek yaygınlaşmaktadır.

Göre IEA , 2018 itibariyle 1,6 milyar klima üniteleri küresel numarası ile binalarda enerji kullanımının yaklaşık% 20'sini hangi yüklenen 2050 tarafından 5.6 milyar dolara büyümesi bekleniyor Birleşmiş Milletler olmak teknolojiye çağrısında pasif soğutma, buharlaştırmalı soğutma , seçici gölgeleme, rüzgar tutucular ve daha iyi ısı yalıtımı gibi teknikler kullanarak iklim değişikliğini azaltmak için daha sürdürülebilir hale getirildi . Klimalarda kullanılan soğutucu akışkanlar ozon tabakasına zarar vermiş ve aynı zamanda iklim değişikliğini şiddetlendirmiştir .

Tarih

Klima, tarihöncesine kadar uzanmaktadır. Eski Mısır binaları çok çeşitli pasif iklimlendirme teknikleri kullanıyordu. Bunlar İber Yarımadası'ndan Kuzey Afrika, Orta Doğu ve Kuzey Hindistan'a kadar yaygınlaştı . Başka yerlerde sıcak iklimlerde benzer teknikler geliştirildi.

Pasif teknikler, modası geçtikleri 20. yüzyıla kadar yaygın olarak kaldı ve yerini elektrikli A / C aldı. Geleneksel binaların mühendislik çalışmalarından elde edilen bilgiler kullanılarak, pasif teknikler 21. yüzyıl mimari tasarımları için yeniden canlandırılıyor ve değiştiriliyor.

Ticari bir ofis binasının dışında bir dizi klima

Klimalar, bina iç ortamının, dış hava koşullarındaki değişikliklerden ve dahili ısı yüklerinden büyük ölçüde bağımsız olarak nispeten sabit kalmasını sağlar. Aynı zamanda derin planlı binaların yaratılmasına izin verirler ve insanların dünyanın daha sıcak bölgelerinde rahatça yaşamalarına izin verirler .

Geliştirme

1558'de Giambattista della Porta , popüler bilim kitabı Natural Magic'te buzu potasyum nitratla (daha sonra "nitre" olarak adlandırılır) karıştırarak donma noktasının çok altındaki sıcaklıklara soğutmanın bir yöntemini tanımladı . 1620'de Cornelis Drebbel , Westminster Manastırı Büyük Salonunun bir bölümünü çukur ve fıçılardan oluşan bir aparatla soğutarak , İngiltere Kralı I. James için "Yazı Kışa Döndürüyor " gösterisini yaptı . Drebbel'in çağdaş Francis Bacon , tıpkı bilim iletişimine inanan della Porta gibi , gösteride bulunmamış olabilir, ancak aynı yıl daha sonra yayınlanan bir kitapta bunu "yapay dondurma deneyi" olarak tanımladı ve "Nitre (veya daha ziyade ruhu) çok soğuktur ve bu nedenle kar veya buza eklendiğinde nitre veya tuz, ikincisinin soğuğunu, nitreyi kendi soğuğuna ekleyerek, ancak karın soğuğuna aktivite sağlayarak tuzu yoğunlaştırır. "

1758'de, Cambridge Üniversitesi'nde kimya profesörü olan Benjamin Franklin ve John Hadley , bir nesneyi hızla soğutmanın bir yolu olarak buharlaşma ilkesini keşfetmek için bir deney yaptılar. Franklin ve Hadley, yüksek uçucu sıvıların ( alkol ve eter gibi ) buharlaşmasının , suyun donma noktasını geçen bir nesnenin sıcaklığını düşürmek için kullanılabileceğini doğruladılar . Deneylerini , objeleri olarak camda cıva termometresinin ampulü ve buharlaşmayı hızlandırmak için kullanılan bir körük ile gerçekleştirdiler . Ortam sıcaklığı 18 ° C (64 ° F) iken termometre ampulünün sıcaklığını -14 ° C'ye (7 ° F) düşürdüler. Franklin, suyun 0 ° C (32 ° F) donma noktasını geçtikten kısa bir süre sonra, termometrenin ampulünün yüzeyinde ince bir buz tabakası oluştuğunu ve buz kütlesinin yaklaşık 6 mm ( 14  inç) kalınlığında olduğunu belirtti. deneyi -14 ° C'ye (7 ° F) ulaştığında durdurduklarında. Franklin şu sonuca vardı: "Bu deneyden, bir adamı sıcak bir yaz gününde donarak ölme olasılığı görebiliriz."

'Klima' terimini icat eden
Willis Carrier

19. yüzyıl, sıkıştırma teknolojisinde bir dizi gelişmeyi içeriyordu. 1820'de İngiliz bilim adamı ve mucit Michael Faraday , amonyağın sıkıştırılıp sıvılaştırılmasının , sıvılaştırılmış amonyağın buharlaşmasına izin verildiğinde havayı soğutabileceğini keşfetti . 1842'de Floridalı doktor John Gorrie , Florida Apalachicola'daki hastanesinde hastaları için havayı soğutmak için kullandığı buz oluşturmak için kompresör teknolojisini kullandı . Sonunda binaların sıcaklığını düzenlemek için buz yapma makinesini kullanmayı umdu ve tüm şehirleri soğutabilecek merkezi bir klima öngördü. Gorrie'ye 1851'de bir patent verildi, ancak asıl destekçisinin ölümünün ardından icadını gerçekleştiremedi. 1851'de James Harrison , Avustralya'nın Geelong kentinde ilk mekanik buz yapma makinesini yarattı ve 1855'te günde üç ton buz üreten bir eter buharı sıkıştırmalı soğutma sistemi için patent aldı . 1860'da Harrison ikinci bir buz şirketi kurdu ve daha sonra Birleşik Krallık'a buzla soğutulmuş sığır eti satışının Amerikan avantajına karşı nasıl rekabet edileceği konusundaki tartışmaya girdi.

Elektrik, etkili birimlerin geliştirilmesini mümkün kıldı. 1901'de Amerikalı mucit Willis H. Carrier , ilk modern elektrikli klima ünitesi olarak kabul edilen şeyi inşa etti. 1902'de, ilk klima sistemini Brooklyn, New York'taki Sackett-Wilhelms Lithographing & Publishing Company'de kurdu ; Buluşu, baskı tesisinde tutarlı kağıt boyutları ve mürekkep hizalamasına yardımcı olan hem sıcaklığı hem de nemi kontrol etti. Daha sonra, diğer altı çalışanla birlikte Carrier , 2020 yılında 53.000 çalışanı olan ve değeri 18,6 milyar dolar olan The Carrier Air Conditioning Company of America'yı kurdu .

1906 yılında Stuart W. Cramer ait Charlotte, North Carolina eklemek için yollar keşfetmek oldu nemi de tekstil fabrikasında havaya. Cramer, "iklimlendirme" terimini, o yıl sunduğu patent talebinde "su şartlandırma" ya benzer şekilde kullanarak "klima" terimini icat etti, daha sonra tekstillerin işlenmesini kolaylaştırmak için iyi bilinen bir işlemdi. Fabrikalardaki havayı "şartlandırmak" ve değiştirmek için nemi havalandırmayla birleştirdi, tekstil fabrikalarında çok gerekli olan nemi kontrol etti. Willis Carrier bu terimi benimsedi ve şirketinin adına dahil etti.

Ev tipi klima kısa süre sonra havalandı. 1914'te, ilk ev tipi klima Minneapolis'te Charles Gilbert Gates'in evinde kuruldu . 1933 yılında inşa edilen Meadowmont House , Amerika Birleşik Devletleri'nde merkezi klima ile donatılmış ilk özel ev olduğuna inanılıyor.

Ek olarak, otomobil üreticileri araçlarda klimayı kullanmanın yollarını keşfetmeye başladı. 1933 aynı zamanda ilk otomobil klima sistemlerinin satışa sunulduğu yıl oldu . 1935 yılında, Chrysler Motors ilk pratik yarı taşınabilir klima ünitesini piyasaya sürdü . 1939'da Packard , arabalarında bir klima ünitesi sunan ilk otomobil üreticisi oldu.

20. yüzyılın ikinci yarısındaki yenilikler, çok daha fazla her yerde klima kullanımına izin verdi. 1945'te Massachusetts , Lynn'den Robert Sherman, havayı soğutan, ısıtan, nemlendiren, nemini gideren ve filtreleyen portatif, pencere içi bir klima icat etti. 1960'ların sonlarına gelindiğinde, Birleşik Devletler'de yeni inşa edilen konut evlerinin çoğunda merkezi klima vardı. Bu süre zarfında kutu klima üniteleri de daha ucuz hale geldi ve bu da Florida ve Arizona eyaletlerinde daha fazla nüfus artışına neden oldu.

Gibi uluslararası kalkınma ülkeler arasında zenginliği arttı ve küresel ısınma artış sıcaklıkları vardır, klima küresel kullanımı artmıştır. Uluslararası Enerji Ajansı, bu sayının 2050 yılına kadar 5,6 milyar birime çıkmasını beklemekle birlikte 2018 yılına kadar dünya çapında tahmini 1,6 milyar klima ünitesi kuruldu. 1995 ve 2004 yılları arasında, Çin'de klima bulunan kentsel evlerin oranı% 8'den arttı. % 70'e. 2015 itibariyle, yaklaşık 100 milyon evde veya ABD'deki hanelerin yaklaşık% 87'si klima sistemine sahipti. 2019'da, ABD'de inşa edilen yeni müstakil evlerin% 90'ında klima olduğu tahmin edildi ( Güney'de % 99'dan Batı'da % 62'ye kadar ).

Klima türleri

Evaporatör, iç ünite veya terminal, kanalsız split tip klimanın tarafı
Merkezi bir soğutulmuş su tesisinde su soğutmalı chiller kullanan soğutma kuleleri

Mini-split ve multi-split sistemler

Kanalsız sistemler (veya mini bölünmüş) sistemler tipik olarak bir binanın tek veya birkaç odasına kanallar olmadan ve merkezi olmayan bir şekilde koşullandırılmış ve ısıtılmış hava sağlar. Çok bölgeli veya çok bölmeli sistemler, kanalsız sistemlerin yaygın bir uygulamasıdır ve her biri kendi iç ünitesine sahip ve aynı anda tek bir dış üniteden olmak üzere 8 odaya (bölgeler veya konumlar) birbirinden bağımsız olarak koşullandırılmasına izin verir. Çok parçalı sistemlerle ilgili temel sorun, dış üniteyi dahili olanlara bağlamak için soğutucu akışkan hatlarının uzunluğudur.

İlk mini-split sistemler 1954-1968'de Japonya'da Mitsubishi Electric ve Toshiba tarafından satıldı ve burada küçük boyutlu evlerin gelişimini motive etti. Çok bölgeli kanalsız sistemler 1973 yılında Daikin tarafından icat edildi ve değişken soğutucu akış sistemleri (daha büyük çok parçalı sistemler olarak düşünülebilir) 1982 yılında Daikin tarafından icat edildi. Her ikisi de ilk olarak Japonya'da satıldı. Değişken soğutucu akışkan akış sistemleri, bir hava işleyiciden gelen merkezi tesis soğutmasıyla karşılaştırıldığında, büyük soğuk hava kanalları, hava üfleyicileri ve soğutuculara olan ihtiyacı ortadan kaldırır; bunun yerine soğuk soğutucu akışkan, koşullandırılacak alanlardaki iç ünitelere çok daha küçük borularla taşınır, böylece düşen tavanların üzerinde daha az alan ve daha düşük yapısal etkiye izin verirken, aynı zamanda alanların daha bireysel ve bağımsız sıcaklık kontrolüne ve dış mekan ve iç üniteler binaya yayılabilir. Değişken soğutucu akışkan akışlı iç üniteler de kullanılmayan alanlarda ayrı ayrı kapatılabilir.

Kanallı merkezi sistemler

Split sistem merkezi klimalar, iki ısı eşanjöründen , ısının ortama atıldığı bir dış ünite ( kondansatör ) ve borulu soğutucu akışkanın sirküle edildiği dahili bir ısı eşanjörü ( bir hava işleyicideki fan coil ünitesi veya evaporatör ) içerir. ikisinin arasında. Evaporatör daha sonra soğutulacak mahallere havalandırma kanalları ile bağlanır .

Merkezi tesis soğutma

Büyük merkezi soğutma tesisleri, soğutulacak alanların yakınında veya yakınında bulunan hava işleyicilerine veya fan / coil ünitelerine pompalanan soğutulmuş su gibi ara akışkanları kullanabilir ; bu daha sonra, soğuk havayı doğrudan şuraya kanalize etmek yerine, şartlandırılacak alanlara soğuk havayı kanalize eder veya verir. Düşük yoğunluk ve havanın ısı kapasitesi nedeniyle yapılmayan bu boşluklar, pratik olmayan büyük kanallar gerektirir. Soğutulmuş su, suyu soğutmak için bir soğutma çevrimi kullanan tesisteki soğutucular tarafından soğutulur, soğutma kuleleri kullanılarak su soğutmalı chillerlerde bile ısısını atmosfere aktarır . Soğutucular hava veya su soğutmalı olabilir.

Taşınabilir üniteler

Taşınabilir bir sistem, kalıcı olarak sabitlenmiş bir üniteye benzer şekilde, esnek borularla bir dış üniteye bağlı tekerlekler üzerinde bir iç üniteye sahiptir.

Monoblok veya havadan havaya olabilen hortum sistemleri, hava kanalları vasıtasıyla dışarıya atılır. Monoblok tip bir kova veya tepsiye su toplar ve zaman dolu durur. Hava-hava kanallı hortum yoluyla tipi yeniden buharlaşır ve su deşarj bunu sürekli çalışabilir. Bu tür portatif üniteler, iç havayı çeker ve tek bir kanaldan dışarıya atar.

Pek çok portatif klima, ısı ve nem alma fonksiyonuna sahiptir.

Pencere ünitesi ve paketlenmiş terminal

Montaja klima (PTAC), cidar boyunca ve pencere klimalar benzerdir. PTAC sistemleri, soğuk havada, doğrudan bir elektrik şeridi, gaz veya diğer ısıtıcılar kullanarak veya iç mekanı ısıtmak ve dış havadan ısı çekmek için soğutucu akışkan akışını tersine çevirerek, klimayı bir ısı pompası . Duvardaki özel bir manşon yardımıyla bir duvar açıklığına monte edilebilirler ve duvar ve pencere klimaları ile aynı hizada olan özel bir ızgara da bir pencereye, ancak özel bir ızgaraya takılmadan monte edilebilirler.

Paketlenmiş klima

Paketli klimalar (bağımsız üniteler olarak da bilinir), bölünmüş bir merkezi sistemin tüm bileşenlerini tek bir yuvaya entegre eden ve muhtemelen kanallar yoluyla havayı soğutulacak alanlara ileten merkezi sistemlerdir. Yapılarına bağlı olarak, dış mekanda veya iç mekanda, çatılarda (çatı tipi üniteler), şartlandırılacak havayı bir binanın içinden veya dışından çekip su, soğutucu veya hava soğutmalı olabilirler. Genellikle, dış üniteler hava ile soğutulurken, iç üniteler bir soğutma kulesi kullanılarak su ile soğutulur.

Operasyon

Çalışma prensipleri

Soğutma döngüsünün basit bir stilize diyagramı: 1)  yoğuşma bobini , 2)  genleşme valfi , 3)  evaporatör bobini , 4)  kompresör

Geleneksel AC sistemlerinde soğutma, ısıyı aktarmak için gaz ve sıvı arasındaki bir soğutucunun zorunlu sirkülasyonunu ve faz değişimini kullanan buhar sıkıştırma döngüsü kullanılarak gerçekleştirilir . Buhar sıkıştırma döngüsü, üniter veya paketlenmiş bir ekipman parçası içinde gerçekleşebilir; veya evaporatör tarafında terminal soğutma ekipmanına (bir hava işleyicideki fan coil ünitesi gibi) ve kondenser tarafında bir soğutma kulesi gibi ısı atma ekipmanına bağlı bir chiller içinde. Bir hava kaynaklı ısı pompası paylar bir havalandırma sistemi ile birçok bileşeni, ancak içeren ters valf hem de bir boşluk soğurken birim ısıya kullanılmasına izin verir.

Evaporatör serpantininin yüzeyi çevreleyen havanın çiğlenme noktasından önemli ölçüde daha soğuksa, klima ekipmanı sistem tarafından işlenen havanın mutlak nemini azaltacaktır . Dolu bir alan için tasarlanmış bir klima, tipik olarak işgal edilen alanda% 30 ila% 60 bağıl neme ulaşacaktır.

Çoğu modern klima sistemi, evaporatör sıcaklığını düşürmek ve dolayısıyla daha fazla su yoğunlaştırmak için fan yavaşlatılırken kompresörün çalıştığı bir nem alma döngüsüne sahiptir. Bir nem giderici aynı soğutma döngüsünü kullanır, ancak hem buharlaştırıcıyı hem de kondansatörü aynı hava yoluna dahil eder; Hava, önce soğutulduğu ve nemi alındığı evaporatör serpantininin üzerinden geçer ve ardından tekrar odaya bırakılmadan önce tekrar ısıtıldığı kondenser serpantini üzerinden geçer.

Serbest soğutma bazen harici hava dahili havadan daha soğuk olduğunda seçilebilir ve bu nedenle kompresörün kullanılmasına gerek kalmaz, bu da bu zamanlar için yüksek soğutma verimliliği sağlar. Bu aynı zamanda mevsimlik termal enerji depolama ile birleştirilebilir .

Verim

Performans katsayısı , bir havalandırma sistemi (COP) faydalı bir ısıtma oranı ve gerekli çalışma sağlanır soğutma. Daha yüksek COP'ler, daha düşük işletme maliyetleri anlamına gelir. COP genellikle 1'i geçer; bununla birlikte, kesin değer büyük ölçüde işletim koşullarına, özellikle mutlak sıcaklığa ve lavabo ile sistem arasındaki bağıl sıcaklığa bağlıdır ve genellikle beklenen koşullara göre grafikle gösterilir veya ortalaması alınır. ABD'de klima ekipmanının gücü genellikle " ton soğutma " olarak tanımlanır ve her biri yaklaşık olarak 24 saatlik bir süre içinde bir kısa ton (2.000 pound (910 kg) buz eritme işleminin soğutma gücüne eşittir . saatte 12.000 BTU BT'ye veya 3.517 watt'a eşittir.Konut merkezi hava sistemleri genellikle 1 ila 5 ton (3,5 ila 18 kW) kapasitelidir.

Klimaların verimliliği genellikle Klima, Isıtma ve Soğutma Enstitüsü tarafından 2008 standardı AHRI 210/240, Üniter Klima ve Hava Kaynağının Performans Derecelendirmesi'nde tanımlanan mevsimsel enerji verimliliği oranı (SEER) ile derecelendirilir. Isı Pompası Ekipmanları . Benzer bir standart, Avrupa mevsimsel enerji verimliliği oranıdır (ESEER).

Etki

Sağlık etkileri

Sıcak havalarda klima, sıcak çarpmasını , aşırı terlemeden kaynaklanan su kaybını ve hipertermi ile ilgili diğer sorunları önleyebilir . Isı dalgaları , gelişmiş ülkelerdeki en ölümcül hava olgusu türüdür. Klima (filtrasyon, nemlendirme, soğutma ve dezenfeksiyon dahil) hastane ameliyathanelerinde ve uygun atmosferin hasta güvenliği ve refahı için kritik olduğu diğer ortamlarda temiz, güvenli, hipoalerjenik bir atmosfer sağlamak için kullanılabilir . Bazen özellikle küf olmak üzere alerjisi olan kişilerin evde kullanması önerilir .

Yetersiz şekilde bakımı yapılan su soğutma kuleleri, Lejyoner hastalığından sorumlu bulaşıcı ajan olan Legionella pneumophila gibi mikroorganizmaların büyümesini ve yayılmasını teşvik edebilir . Soğutma kulesi temiz tutulduğu sürece (genellikle klor arıtması yoluyla), bu sağlık tehlikeleri önlenebilir veya azaltılabilir. New York eyaleti, Legionella'ya karşı koruma sağlamak için soğutma kulelerinin kaydı, bakımı ve test edilmesine yönelik gereklilikleri kodlamıştır .

Çevresel etkiler

Bazı ülkeler hidroflorokarbon tüketimini ve üretimini azaltmak için Kigali Değişikliğini henüz onaylamadığından, soğutucu akışkanlar ozon tabakasının incelmesi ve iklim değişikliği gibi ciddi çevresel sorunlara yol açmış ve bu sorunlara neden olmaya devam etmektedir .

Küresel olarak, mevcut iklimlendirme, küresel olarak binalardaki enerji tüketiminin % 20'sini oluşturmaktadır ve iklim değişikliği ve teknoloji alımı nedeniyle klima kullanımında beklenen artış, enerji talebinde önemli bir artışa neden olacaktır. Sürekli klima alternatifler, güneş artışını azaltmak için gölgeler yapan ağaçlar, mimari tonları, pencere kullanılarak (ve pencere kaplamalar kullanılarak) azaltmak için, pasif soğutma, pasif güneş soğutma doğal havalandırma içerir güneş kazanç .

2018'de Birleşmiş Milletler , iklim değişikliğini azaltmak için teknolojinin daha sürdürülebilir hale getirilmesi çağrısında bulundu.

Ekonomik etkiler

İklimlendirme, demografide, özellikle 1970'lerden itibaren Amerika Birleşik Devletleri'nde çeşitli değişikliklere neden oldu:

  • Doğum oranı bu fark daha sonra önümüzdeki 30 yıl içinde azaldı diğer 1970'lere kadar mevsimlere ancak sırasında daha ilkbaharda düşüktü
  • Sıcak hava dalgasına maruz kalan bölgelerde yaz aylarında daha yüksek olan yaz ölüm hızı da dengelendi.
  • Güneş Kemeri geçen yüzyılın başında Amerikalıların sadece% 24 oranında yaşadığı zaman şimdi toplam ABD nüfusunun% 30'unu karşılamaktadır.

İlk olarak basın gibi hedeflenen endüstrilere ve büyük fabrikalara fayda sağlamak için tasarlanan buluş, klima ile donatılmış yerlerde% 24'e yakın verimlilik artışı iddiaları ile kamu kurum ve kuruluşlarına hızla yayıldı.

Diğer teknikler

Pasif iklimlendirme ile tasarlanan binaların yapımı ve bakımı, daha düşük enerji taleplerine sahip geleneksel HVAC sistemlerine sahip binalara göre genellikle daha ucuzdur . Pasif yöntemlerle saatte onlarca hava değişimi ve onlarca derece soğutma sağlanabilirken , bina tasarımını zorlaştıran alana özgü mikro iklimlendirme dikkate alınmalıdır .

Binalarda konforu artırmak ve sıcaklığı düşürmek için birçok teknik kullanılabilir. Bunlar, buharlaştırmalı soğutma, seçici gölgeleme, rüzgar, termal konveksiyon ve ısı depolamasını içerir.

Pasif havalandırma

Sıradan bir toprak gemisinin havalandırma sistemi .
Dogtrot evleri , doğal havalandırmayı en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmıştır.
Pasif havalandırma , mekanik sistemler kullanmadan bir iç mekana hava sağlama ve havayı boşaltma işlemidir . Doğal kuvvetlerden kaynaklanan basınç farklılıklarının bir sonucu olarak dış havanın bir iç mekana akışını ifade eder . Binalarda meydana gelen iki tür doğal havalandırma vardır : rüzgarla çalışan havalandırma ve yüzdürme ile çalışan havalandırma . Rüzgar tahrikli havalandırma, bir bina veya yapının etrafında rüzgarın yarattığı farklı basınçlardan ve daha sonra binanın içinden akışa izin veren çevre üzerinde açıklıkların oluşmasından kaynaklanır. Yüzdürme güdümlü havalandırma, iç ve dış arasındaki sıcaklık farklılıklarından kaynaklanan yönlü kaldırma kuvvetinin bir sonucu olarak oluşur. İç ve dış mekan arasında sıcaklık farkları yaratan iç ısı kazanımları, insanlardan gelen ısı da dahil olmak üzere doğal süreçler tarafından yaratıldığından ve rüzgar etkileri değişken olduğundan, doğal olarak havalandırılan binalar bazen "nefes alan binalar" olarak adlandırılır.

Pasif soğutma

Geleneksel bir İran güneş soğutma tasarımı
Pasif soğutma , düşük veya sıfır enerji tüketimi ile iç mekan termal konforunu iyileştirmek için bir binada ısı kazanımı kontrolü ve ısı dağılımına odaklanan bir bina tasarım yaklaşımıdır . Bu yaklaşım, ya ısının içeriye girmesini engelleyerek (ısı kazanımını önleme) ya da binadan ısıyı uzaklaştırarak (doğal soğutma) çalışır. Doğal soğutma, ısıyı dağıtmak için mekanik sistemler yerine bina bileşenlerinin mimari tasarımıyla (örneğin bina kabuğu ) birlikte doğal ortamdan temin edilebilen yerinde enerjiyi kullanır . Bu nedenle, doğal soğutma sadece binanın mimari tasarımına değil, aynı zamanda sitenin doğal kaynaklarının ısı alıcıları olarak nasıl kullanıldığına (yani ısıyı emen veya dağıtan her şeye) bağlıdır. Yerinde ısı alıcı örnekleri, üst atmosfer (gece gökyüzü), dış hava (rüzgar) ve toprak / topraktır.
Geleneksel mimaride kullanılan bir çift kısa rüzgar kapanı veya malqaf ; Rüzgar üzerine zorlandığı rüzgâr ilgili yan ve yaprak rüzgar altı tarafına ( enine havalandırma ). Rüzgar olmadığında sirkülasyon, girişteki (aynı zamanda tozu yakalamak için tasarlanmış olan) evaporatif soğutma ile çalıştırılabilir. Merkezde, bir shuksheika ( çatı fener deliği), sıcak havanın dışarı çıkmasına izin verirken aşağıdaki
qa'ayı gölgelemek için kullanılır ( yığın etkisi ).

Hayranlar

Tarih öncesinden beri el hayranları var . Binalara yerleştirilmiş büyük insan gücüyle çalışan fanlar arasında punkah da bulunur .

Han Hanedanlığı'ndan 2. yüzyılda Çinli mucit Ding Huan , 3 m (10 ft) çapında yedi tekerlekli ve mahkumlar tarafından elle çalıştırılan klima için bir döner fan icat etti . 747 yılında İmparator Xuanzong (r. 712-762) ait Tang Hanedanı (618-907) vardı serin bir salon ( Liang Dian涼殿imparatorluk sarayında inşa edilmiş), Tang Yulin sahip olarak tanımlamaktadır suda enerjili için fan çarkının klimanın yanı sıra çeşmelerden yükselen jet akımları . Sonraki Song Hanedanlığı sırasında (960–1279), yazılı kaynaklar daha yaygın olarak kullanılan klima döner fanından bahsetti.

Termal tamponlama

Gece veya kışın soğuk olan bölgelerde ısı deposu kullanılır. Isı toprakta veya duvarda depolanabilir; Hava, ısıtmak veya soğutmak için duvarın yanından çekilir.

Kışın geceleri donma noktasının altında kalan alanlarda kar ve buz toplanıp daha sonra soğutmada kullanılmak üzere buz evlerinde depolanabilir . Bu teknik Orta Doğu'da 3.700 yıldan fazladır. Kışın dışarıda buz hasadı ve yazın kullanılmak üzere taşınması ve depolanması, 1600'lerin başında zengin Avrupalılar tarafından uygulandı ve 1600'lerin sonlarına doğru Avrupa ve Amerika'da popüler hale geldi. Bu uygulamanın yerini mekanik sıkıştırma çevrimli buz yapma makineleri almıştır (aşağıya bakınız).

Buharlaşmalı soğutma

Evaporatif soğutucu

Kuru ve sıcak iklimlerde, buharlaşmalı soğutma etkisi hava girişine su yerleştirilerek kullanılabilir, böylece hava su üzerinden ve ardından kümes içine çekilir. Bu nedenle bazen sıcak, kurak iklimler mimarisinde çeşmenin soğuk iklimler mimarisindeki şömine gibi olduğu söylenir. Evaporatif soğutma ayrıca havayı daha nemli hale getirir ve bu da kuru çöl ikliminde faydalı olabilir.

Çok kuru iklimlerde, bazen bataklık soğutucular veya çöl soğutucular olarak adlandırılan buharlaştırmalı soğutucular, sıcak havalarda serinliği iyileştirmek için popülerdir. Buharlaşma soğutucusu, suyla ıslatılmış büyük bir sünger gibi ıslak bir pedden dışarıdaki havayı çeken bir cihazdır . Hissedilir ısı , gelen hava, kuru termometre ile ölçülen, azaltılır. Gelen havanın sıcaklığı azalır, ancak aynı zamanda daha nemlidir, bu nedenle toplam ısı (hissedilir ısı artı gizli ısı) değişmez. Giren havanın hissedilebilir ısısının bir kısmı, ıslak soğutucu pedlerdeki suyun buharlaşmasıyla gizli ısıya dönüştürülür. Giren hava yeterince kuruysa, sonuçlar oldukça önemli olabilir.

Evaporatif soğutucular, konut sakinleri için havayı olabildiğince serin hale getirmek için soğutucuların çalışabileceği fazla kuru hava olmadığı zaman, yüksek nemli zamanlarda çalışmıyormuş gibi hissetme eğilimindedir. Diğer klima türlerinden farklı olarak, evaporatif soğutucular, hava kanalı sistemi aracılığıyla bir evin içine ulaşmadan önce havayı soğutan soğutucu pedler aracılığıyla dış havanın yönlendirilmesine güvenir; bu soğutulmuş dış havanın, açık bir kapı veya pencere gibi bir egzoz açıklığından kümes içindeki daha sıcak havayı dışarı itmesine izin verilmelidir. Bu soğutucular daha ucuzdur ve mekanik olarak anlaşılması ve bakımı kolaydır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar