Diamo per scontato il condizionatore d’aria, ma immaginiamo come sarebbe la vita senza di esso.

Una volta considerato un lusso, questa invenzione è ora un elemento essenziale, che ci permette di raffreddare case, aziende, ospedali, data center, laboratori e altri edifici vitali per la nostra economia e la vita quotidiana. In realtà, la temperatura dell’aria è così importante per noi che il 48 per cento di tutto il consumo di energia nelle case americane è il risultato di raffreddamento e riscaldamento, secondo l’Energy Information Administration.,

Come la maggior parte delle scoperte importanti, la moderna tecnologia di climatizzazione commerciale e residenziale è il risultato di una serie di progressi da parte di scienziati e inventori che si sono sfidati a trovare soluzioni creative ai problemi del giorno. Scorri la nostra timeline interattiva sopra e continua a leggere per conoscere alcune delle pietre miliari chiave nella storia dell’aria condizionata.

I mali delle alte temperature

Nel 1840, medico e inventore Dr. John Gorrie della Florida ha proposto l’idea di città di raffreddamento per alleviare i residenti di “i mali delle alte temperature.,”Gorrie credeva che il raffreddamento fosse la chiave per evitare malattie come la malaria e rendere i pazienti più a loro agio, ma il suo sistema rudimentale per il raffreddamento delle stanze d’ospedale richiedeva che il ghiaccio venisse spedito in Florida da laghi e torrenti ghiacciati nel nord degli Stati Uniti.

Per aggirare questa costosa sfida logistica, Gorrie iniziò a sperimentare il concetto di raffreddamento artificiale. Ha progettato una macchina che ha creato il ghiaccio utilizzando un compressore alimentato da un cavallo, acqua, vele a vento o vapore ed è stato concesso un brevetto per esso nel 1851., Anche se Gorrie non riuscì a portare la sua tecnologia brevettata sul mercato-principalmente a causa della morte del suo principale finanziatore-la sua invenzione gettò le basi per la moderna climatizzazione e refrigerazione.

Pagine rugose, soluzione rivoluzionaria

L’idea del raffreddamento artificiale è rimasta stagnante per diversi anni fino a quando l’ingegnere Willis Carrier ha assunto un lavoro che avrebbe portato all’invenzione della prima moderna unità di condizionamento dell’aria elettrica., Mentre lavorava per la Buffalo Forge Company nel 1902, Carrier fu incaricato di risolvere un problema di umidità che stava causando le pagine di riviste a rughe presso la Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company di Brooklyn.

Attraverso una serie di esperimenti, Carrier progettò un sistema che controllava l’umidità usando bobine di raffreddamento e ottenne un brevetto per il suo “Apparato per il trattamento dell’aria”, che poteva umidificare (riscaldando l’acqua) o deumidificare (raffreddando l’acqua) l’aria., Continuando a testare e perfezionare la sua tecnologia, ha anche ideato e brevettato un sistema di controllo automatico per la regolazione dell’umidità e della temperatura dell’aria nelle fabbriche tessili.

Non passò molto tempo prima che Carrier si rendesse conto che il controllo dell’umidità e l’aria condizionata potevano beneficiare molte altre industrie, e alla fine si staccò da Buffalo Forge, formando Carrier Engineering Corporation con altri sei ingegneri.

Gli edifici pubblici si raffreddano

Alla Fiera mondiale di St. Louis nel 1904, gli organizzatori usarono la refrigerazione meccanica per raffreddare il Missouri State Building., Il sistema utilizzava 35.000 piedi cubi di aria al minuto per raffreddare l’auditorium da 1.000 posti, la rotonda e altre stanze all’interno del Missouri State Building. Ha segnato la prima volta che il pubblico americano è stato esposto al concetto di comfort cooling. Un grande passo avanti nella tecnologia di raffreddamento comfort è venuto nel 1920, quando gli americani accorsi al cinema per guardare le star di Hollywood sul grande schermo.,

I primi sistemi di raffreddamento per i teatri pubblici erano essenzialmente sistemi di riscaldamento modificati con apparecchiature di refrigerazione che distribuivano aria fredda attraverso le prese d’aria del pavimento, con conseguente condizioni calde e afose ai livelli superiori e temperature molto più fredde ai livelli più bassi, dove i clienti a volte ricorrevano a avvolgere i piedi con, Nel 1922, Carrier Engineering Corporation installò il primo sistema di raffreddamento ben progettato per i teatri al Metropolitan Theatre di Los Angeles, che pompava aria fresca attraverso prese d’aria più alte per un migliore controllo dell’umidità e comfort in tutto l’edificio.

Nel maggio 1922 al Rivoli Theater di New York, Carrier debuttò pubblicamente un nuovo tipo di sistema che utilizzava un refrigeratore centrifugo, che aveva meno parti mobili e stadi di compressione rispetto alle unità esistenti., Il sistema innovativo ha aumentato l’affidabilità e abbassato il costo dei condizionatori d’aria su larga scala, espandendo notevolmente il loro utilizzo in tutto il paese.

Portare il raffreddamento a casa

Nonostante i progressi nelle tecnologie di raffreddamento, questi sistemi erano troppo grandi e costosi per le case. Partendo dalla tecnologia di refrigerazione, Frigidaire introdusse sul mercato nel 1929 un nuovo dispositivo di raffreddamento per ambienti con sistema split, abbastanza piccolo per l’uso domestico e a forma di armadio radio. Tuttavia, il sistema era pesante, costoso e richiedeva un’unità di condensazione separata e controllata a distanza., Frank Faust della General Electric migliorò questo progetto, sviluppando un refrigeratore per ambienti autonomo, e la General Electric finì per produrre 32 prototipi simili dal 1930 al 1931.

Nello stesso periodo, Thomas Midgley, Albert Henne e Robert McNary della General Motors sintetizzarono i refrigeranti al clorofluorocarburi (CFC), che divennero i primi fluidi refrigeranti non infiammabili al mondo, migliorando sostanzialmente la sicurezza dei condizionatori d’aria., Tuttavia, le sostanze chimiche sarebbero collegate alla riduzione dell’ozono decenni dopo e alla fine sono state eliminate dai governi di tutto il mondo dopo il protocollo di Montreal negli 1990. Gli idrofluorocarburi (HFC), che non distruggono l’ozono, guadagnano popolarità ma alla fine sono collegati ai cambiamenti climatici. La recente ricerca svolta dall’ufficio Building Techologies del Dipartimento dell’energia e dal Laboratorio nazionale di Oak Ridge sta portando a nuovi refrigeranti e tecnologie meno dannose per il pianeta.

I sistemi di raffreddamento domestici sono diventati più piccoli dopo H. H. Schultz e J. Q., Sherman ha depositato un brevetto per un’unità di condizionamento dell’aria che potrebbe essere posizionata su una sporgenza di una finestra. Le unità hanno colpito il mercato nel 1932, ma non sono stati ampiamente acquistati a causa del loro costo elevato.

L’ingegnere Henry Galson ha continuato a sviluppare una versione più compatta e poco costosa del condizionatore d’aria per finestre e ha creato linee di produzione per diversi produttori. Nel 1947, 43.000 di questi sistemi furono venduti — e, per la prima volta, i proprietari di case potevano godere dell’aria condizionata senza dover effettuare costosi aggiornamenti.,

Alla fine del 1960, la maggior parte delle nuove case aveva l’aria condizionata centralizzata e i condizionatori d’aria per finestre erano più convenienti che mai, alimentando la crescita della popolazione negli stati caldi come l’Arizona e la Florida. L’aria condizionata è ora in quasi 100 milioni di case americane, che rappresentano l ‘ 87 per cento di tutte le famiglie, secondo l’Energy Information Administration.

Standard di efficienza Drive Miglioramenti

Come l’uso di aria condizionata salito nel 1970, la crisi energetica ha colpito., In risposta, i legislatori hanno approvato leggi per ridurre il consumo di energia su tutta la linea, ponendo le basi per il programma Appliance and Equipment Standards del Dipartimento dell’Energia, che stabilisce un unico standard federale di efficienza energetica per i produttori di condizionatori d’aria piuttosto che un patchwork di standard statali.

Dal 1992, il Dipartimento dell’Energia ha emesso standard di conservazione per i produttori di condizionatori d’aria centrali residenziali e pompe di calore. Lo standard iniziale dovrebbe netto circa billion 29 miliardi di risparmi in bolletta energetica dal 1993 al 2023., Si prevede che lo standard approvato nel 2006 si tradurrà in circa billion 70 miliardi di risparmi in bolletta energetica dal 2006 al 2035 ed eviterà più di 369 milioni di tonnellate di emissioni di anidride carbonica, equivalenti alle emissioni annuali di gas serra di circa 72 milioni di auto.

Il programma ha già guidato enormi miglioramenti di efficienza nella nuova tecnologia di condizionamento dell’aria che ha aiutato i consumatori a risparmiare energia e denaro. Infatti, i nuovi condizionatori d’aria oggi utilizzano circa il 50 per cento in meno di energia rispetto al 1990.,

Il futuro dell’aria condizionata

Oltre agli standard degli elettrodomestici, il programma Emerging Technologies del Dipartimento dell’Energia all’interno dell’Ufficio Building Technologies supporta la ricerca applicata e lo sviluppo che rende l’aria condizionata più efficiente e sostenibile.

In questo momento, il programma sta lavorando sulla prossima grande cosa in aria condizionata: tecnologia di compressione non vapore, che non utilizza HFC che danneggiano l’ambiente, inaugurando una nuova era di raffreddamento. Si stima che le tecnologie di compressione non vapore potrebbero ridurre il consumo di energia del 50%.,

Scopri di più sugli sforzi del Dipartimento dell’Energia per migliorare l’efficienza energetica e ridurre l’impatto ambientale delle tecnologie di climatizzazione.

ULTERIORI INFORMAZIONI SU ARIA CONDIZIONATA

  • Consulta la nostra infografica Energy Saver 101 per sapere come funzionano i condizionatori d’aria.
  • Controlla la nostra infografica Energy Saver 101 per imparare come funzionano i condizionatori d’aria.
  • Rimani aggiornato su come il Dipartimento dell’Energia sta lavorando per migliorare la tecnologia di climatizzazione.