Gyakran előfordul, hogy a probléma megoldása során olyan találmányok készülnek, amelyek a tényleges problémamegoldás mellett sokkal nagyobb népszerűségre tesznek szert, mint azt eredetileg gondolták. Ez történt a légkondicionáló "légkondicionáló" feltalálásával, ahogy a légkondicionálót hívják, ami ma sok hálószobában megtalálható.

Hogyan vált egy "különleges érdeklődés" milliók találmányává

1902 nyara forró volt New Yorkban, olyan forró és párás volt, hogy a gyáraknak be kellett zárniuk munkájukat. Ez a Lithoanstalt Sackett & Wilhelms nyomdát is érintette, ahol a papír az ingadozó páratartalom miatt úgy elhajlott, hogy a pontos munka már nem volt lehetséges. Ennek eredményeként a nyomda egy ventilátorfűtő gyártóhoz, a Buffalo Forge Company-hoz fordult, és kérte, hogy fejlesszen ki egy eszközt a páratartalom csökkentésére. Ez közvetve kiváltotta a légkondicionálás feltalálását, de a hazai nappalikba való elterjedés még mindig egy kicsit távol volt.

Az első elektromos modellt a The Carrier Air Conditioning Company of America készítette (Willis Carrier neve után). Az igazsághoz hozzátartozik, hogy ezek a készülékek kifejezetten veszélyesek voltak. Ekkoriban csak olyan technológiák álltak rendelkezésre, amelyeknél a hűtőközeg mérgező, robbanásveszélyes vagy fokozottan gyúlékony volt. Azóta létrehozták a klimatizáláshoz jobban használható hűtőközegeket: a klímaberendezésekben olyan hűtőközegeket használnak, amelyeknél magas a forráspont hőmérséklete (ilyen például az R718: a víz), tehát a megkívánt hűtési hőmérsékleten cseppfolyós állapotban vannak. Ezek az ú.n. alacsony nyomású hűtőközegek.

Átalakított fűtés, mint az első légkondicionáló

Első kísérletként Willis Haviland Carrier megbízott mérnök újjáépít egy közönséges fűtőtestet oly módon, hogy megfordította eredeti funkcióját. Ebből a célból a helyiség levegőjét csövekbe irányította, amelyeket vízzel hűtött. Így az átalakított fűtőberendezés egyrészt eltávolította a nedvességet a levegőből, másrészt a készülék lehűtötte a levegőt. A "levegő kezelésére szolgáló készülék" szabadalmának belépésével született meg a légkondicionáló. Ma a Carrier Engineering Corporation a világ piacvezetője ezen a területen, és sok nappalit kellemes hőmérsékletre hűt, és biztosítja a megfelelő páratartalmat a hálószobában.

A kereskedőktől a hálószobákig

Ahogy a találmány előnyei fokozatosan ismertté váltak, az ügyfélkör tovább nőtt. Azonban eltartott egy ideig, amíg a találmány utat talált a nappaliba és a hálószobába. Kezdetben a filmgyárak, a dohánygyártók és az érzékeny áruk feldolgozói a légkondicionálás ügyfelei közé tartoztak. Ezzel a beruházással a mozik és az áruházak kellemesen hűvös légkört tudtak kínálni a forró nyári hónapokban.

A tömeges migrációt kiváltó tényezők

A légkondicionálónak nemcsak az áruk hűtésében és a vásárlási élmény javításában volt előnye, hanem teljes tömeges migrációt indított el, és bizonyos területeken segített új ipari ágazatok tartós létrehozásában. Például a kaliforniai Szilícium-völgy valószínűleg nem lenne olyan népszerű az informatikai és csúcstechnológiai vállalatok körében a légkondicionálás feltalálása nélkül. Délkelet-Ázsia kereskedelmi metropoliszaként Szingapúr is megőrizheti hidegvérét.

A klímaberendezések fajtái

A háztartási, lakásokban lévő légkondicionálók u.n. komfort klímák, melyeknél a pontosan meghatározott hőmérséklet, páratartalom nem előírás. Háztartási célra nem szokás a légállapotot valamennyi jellemzőjét pontosan előírni, de vannak speciális esetek, amikor a légállapotot a levegő 1-x diagramjában kell meghatározni, ill. egyéb tulajdonságait is mérni kell. A komfort klíma beszabályozásakor egyik szempont, hogy a külső és belső hőmérséklet különbsége ne legyen több, mint 7-8 C fok. Ha ennél több, az egészségünkre ártalmas lehet, ill. nagy terhelést jelent a berendezésre nézve.

Szerkezetileg lehetnek:

• mono készülékek: Egy mono készülék egy beltéri egységből és egy kültériből áll.
• multi klímák: A multi készülékek egy kültéri, de több beltéri egység kombinációiból állnak. Természetesen ennek összetételét a hűteni kívánt tér vagy terek különféle tulajdonságai határozzák meg. Sok esetben a magasabb árú multi készülékek helyett javasolt több mono készülék beépítése. Természetesen a mono légkondicionálók teljesítménye összeadódik.

A komfort klímákon belül a berendezés kisebb egységei általában split rendszerűek.

Szerelés szempontjából ez két egységből áll, beltéri egység a hűtőfelülettel és kültéri egység a kondenzátorral és kompresszorral. Ennek elsősorban az az előnye, hogy a hűtés során elvont hőmennyiség a szabad térben marad, másodsorban pedig, hogy minimális a belső terekben fellépő zajhatás.

Többféle típus és felszerelési lehetőség:

• oldalfali
• multi (több belső helyiségben egy-egy beltéri, és egy külső egységgel)
• parapet/mennyezeti
• kazettás
• légcsatornázható
• padlóra állítható, mobil (külső levegő hozzávezetéssel)

Ha egy egységben van a készülék minden része, akkor teljesen beltéri, általában mobil klímáról van szó. A mobilklíma elpárologtató (hűtő) része egy készülékházban van a körfolyamat fenntartásához szükséges zajos kompresszorral. A zajterhelésen túl a mobil klímaberendezés kompresszorának hűtését is a beltér levegőjéből kell megoldani, ezzel együtt több hő keletkezik, mint amennyit elvonunk, amit egy csővezetéken ki kell juttatnunk a kültérbe.

Másik nagy klímaberendezés csoport az ipari és speciális klímaberendezések csoportja. Ipari, speciális klímák központi egységből (folyadékhűtők, légkezelők) és a helyiségekbe helyezett léghűtőkből (fan-coilokból) állnak.

Külön típus a gépjármű klímák, melyekben még szigorúbb előírások vannak hűtőközegre, mint a komfort klímáknál. Legújabb hűtőközegek egyike a HFO-1234yf.

A klímaberendezések közé sorolhatjuk a párologtató léghűtőket, melyek önmaguk nem biztosítanak előírható alacsony hőmérsékletet, legfeljebb a külső hőmérsékletnél 4-5 C fokkal alacsonyabbat. Viszont hűtőhatásuk jelentős.

A párologtató/adiabatikus léghűtő sokkal kisebb elektromos teljesítményigényű (csak a ventilátort kell meghajtani). Közege a víz, párologtatással hűt.

Egy jó adiabatikus elven működő rendszer a következő előnyös tulajdonságokkal bír:

• nem használ veszélyes és környezetre káros hűtőközeget,
• EER érték, azaz a felvett energia és a leadott hűtőteljesítmény hányadosa nagy: 15-40.
• nincs szükség a hűtött tér izolálására, a „nyitott ablak” előnyösen befolyásolja a hatásfokot (másképpen nézve: szellőzés szükséges a működéséhez)
• nem szárítja a levegőt, mint a hagyományos folyadékhűtős légkezelők,
• a magasabb páratartalmú levegő több hőt képes elnyelni, így egy adott hőterhelés kevésbé emeli a levegő hőmérsékletét,
• nagyobb légmennyiség bevitel, frissebb levegő, akár tízszeres légcsere is elérhető.

Az adiabatikus hűtésnek is megvannak a maga korlátai. Nem alkalmazható hatékonyan ott, ahol magas a külső páratartalom, mint például trópusi erdős övezet.

Szellőzéssel együtt (hővisszanyerő szellőzéssel), és klímaberendezéssel együtt (előhűtőként) az iparban, kereskedelemben is, háztartási célra, ill. csarnokhűtés céljára is használt berendezés.

A klímaberendezések minőségi jellemzői

Hőmennyiségre vonatkozó arányszámok

COP mutató: Fűtési hatékonyság, melynek értéke megmutatja, hogy hányszoros fűtőteljesítményt fog berendezésünk biztosítani a befektetett elektromos áramhoz képest, egy meghatározott fix külső és belső hőmérséklet esetén.

SCOP: szezonális fűtési hatékonyság.

EER: Hűtési hatékonyság, melynek értéke megmutatja, hogy hány szoros hűtőteljesítményt fog berendezésünk biztosítani a befektetett elektromos áramhoz képestl, egy meghatározott fix külső és belső hőmérséklet esetén.

SEER: szezonális hűtési hatékonyság.