Climatiseur

Un climatiseur est un appareil, un système ou un mécanisme à domicile conçu pour déshumidifier et extraire la chaleur d'une zone, ou de fournir de la chaleur à une zone. Le refroidissement s'effectue grâce à un cycle frigorifique simple. Dans la construction, un système complet de chauffage, de ventilation, et de climatisation est dénommé «CVC». Son but, dans un bâtiment ou une automobile, est de fournir le confort pendant les conditions météorologiques chaudes ou froides.

Historique

En 1758, Benjamin Franklin et John Hadley, professeurs de chimie à l'Université de Cambridge, ont effectué une expérience pour explorer le principe de l'évaporation comme un moyen de refroidir rapidement un objet. Franklin et Hadley ont confirmé que l'évaporation des liquides très volatils tels que l'alcool et l'éther, pourraient être utilisés pour faire baisser la température d'un objet ayant passé le point de congélation de l'eau. Ils ont mené leur expérience avec le bulbe d'un thermomètre à mercure pour objet et un soufflet utilisé pour «accélérer» l'évaporation; ils ont baissé la température du thermomètre jusqu'à -14 ° C tandis que la température ambiante était de 18 ° C. Franklin a noté que peu de temps après le passage au point de congélation de l'eau (32 ° F) une mince pellicule de glace s’est formée sur la surface de l'ampoule du thermomètre et la masse de glace était d'environ un quart de pouce d'épaisseur quand ils ont arrêté l'expérience après avoir atteint -14 ° C. Franklin a conclu: «De cette expérience, on pourrait voir la possibilité de geler un homme à mort un jour d'été chaud".

En 1820, le savant britannique et inventeur Michael Faraday a découvert que la compression et la liquéfaction de l'ammoniac pourrait nuire à l’air lorsque l'ammoniac liquéfié s'évapore. En 1842, le physicien John Gorrie de Floride a utilisé la technologie des compresseurs pour créer de la glace, afin de faire refroidir l'air pour ses patients dans son hôpital à Apalachicola, en Floride. Il espère à terme pouvoir utiliser sa machine à glace pour réguler la température des bâtiments. Il a même envisagé la climatisation centralisée qui pourrait refroidir des villes entières. Bien que son prototype a des fuites et s’exécute de façon irrégulière, Gorrie a obtenu un brevet en 1851 pour sa machine à glace. Ses espoirs pour son succès ont disparu peu après, quand son bailleur de fonds en chef est mort; Gorrie n'a pas eu l'argent dont il avait besoin pour développer la machine. Selon son biographe Vivian M. Sherlock, il a accusé le «Ice King», Frederic Tudor, de son échec, soupçonnant que Tudor a lancé une campagne de dénigrement contre son invention. Dr. Gorrie mourut pauvre en 1855 et l'idée de la climatisation s'est évanouit durant 50 ans.

Les premières applications commerciales de la climatisation ont été fabriquées pour refroidir l'air dans la transformation industrielle plutôt que pour le confort personnel. En 1902, la première climatisation électrique moderne a été inventé par Willis Carrier Haviland à Syracuse, New York. Conçue pour améliorer le contrôle des processus de fabrication dans une usine d'impression, son invention contrôle non seulement la température mais aussi l'humidité. La faible chaleur et l'humidité ont aidé à maintenir les dimensions du papier conformes et l'alignement de l'encre. La technologie ultérieure du climatiseur a été appliquée pour accroître la productivité en milieu de travail, et Le Carrier Air Conditioning Company of America a été formé pour répondre à la demande croissante. La climatisation a été ensuite utilisée pour améliorer le confort dans les maisons et les automobiles. Les ventes du secteur résidentiel se sont élargies de façon spectaculaire dans les années 1950.

En 1906, Stuart W. Cramer de Charlotte, en Caroline du Nord, a exploré les moyens d'ajouter de l'humidité à l'air dans son usine de textile. Cramer a inventé le terme "climatisation", il l’a utilisé pour l’obtention du brevet qu'il a déposé en 1906 également comme étant analogue au "conditionnement de l'eau", puis il y a eu un processus bien connu pour la fabrication de textiles plus faciles à traiter. Il combinait l'humidité et la ventilation dans la «condition» et renouvèle l'air dans les usines, en contrôlant l'humidité si nécessaire dans les usines de textile. Willis Carrier a adopté le terme et l’a incorporé dans le nom de son entreprise. Cette évaporation de l'eau dans l'air, fournit un effet de refroidissement, et est maintenant connu comme le refroidissement par évaporation.

Les premiers climatiseurs et les réfrigérateurs employaient des gaz toxiques ou inflammables, comme l'ammoniac, le chlorure de méthyle et de propane qui pourrait entraîner des accidents mortels en s'échappant. Thomas Midgley, Jr. a créé le premier gaz chlorofluorocarbone, Fréon, en 1928. Le fluide réfrigérant est beaucoup plus sûr pour les humains, mais a ensuite été constaté qu'il était nocif pour la couche d'ozone dans l'atmosphère. Fréon est un nom de marque commercial de DuPont pour tous les chlorofluorocarbones (CFC), CFC hydrogénés (HCFC) ou hydrofluorocarbone (HFC) réfrigérant, chaque nom est constitué d’un nombre indiquant la composition moléculaire (R-11, R-12, R-22, R-134A). Le mélange le plus utilisé dans l'expansion directe d’une maison et le refroidissement pour le confort d’un bâtiment est le HCFC connu sous le nom de R-22. Il doit être éliminé pour l'utilisation de nouveaux équipements en 2010 et sera complètement cessé en 2020. Le R-12 était le mélange le plus couramment utilisé dans les véhicules automobiles aux États-Unis jusqu'en 1994, qui est l’année où la plupart des gens l’ont remplacé pour le R-134A. Le R-11 et R-12 ne sont plus fabriqués aux États-Unis, la seule source étant le nettoyage et la purification des gaz récupérés auprès d'autres systèmes d'air conditionné. Plusieurs réfrigérants n’affectant pas l'ozone ont été développés comme des alternatives, y compris le R-410A, connu sous la marque Puron.

L’innovation dans les technologies de la climatisation continue, avec l'accent récemment mis beaucoup plus sur l'efficacité énergétique et l’amélioration de la qualité de l'air intérieur. Comme solution de rechange aux réfrigérants classiques, les alternatives naturelles comme le CO 2 (R-744) ont été proposées.

Base du système de climatisation

Dans le cycle de réfrigération, une pompe chauffante transfère la chaleur vers une source de chaleur à plus faible température dans un dissipateur de chaleur à haute température. La chaleur s’écoulera naturellement dans la direction opposée. C'est le système le plus commun de la climatisation. Un réfrigérateur fonctionne de la même manière, comme il pompe la chaleur de l'intérieur et dans la pièce où il est situé.

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