Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Điều hòa không khí”

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Duyệt lịch sử tương tác
← Thay đổi trướcThay đổi sau →
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Trực quanMã wiki
Dòng 66: Dòng 66:
Hiện nay, người ta đã phát triển các chất làm lạnh vốn an toàn với môi trường hơn những chất làm lạnh gốc chlorofluorocarbon được sử dụng vào đầu và giữa thế kỷ XX. Nhóm môi chất lạnh HCFC đang dần bị loại bỏ theo Nghị định thư Montreal và được thay thế bằng các chất HFC như R-410A, vốn không chứa clo trong phân tử.<ref name="US EPA 2015">{{cite web | title=Phaseout of Class II Ozone-Depleting Substances | website=US EPA | date=2015-07-22 | url=https://www.epa.gov/ods-phaseout/phaseout-class-ii-ozone-depleting-substances | access-date=2021-02-21 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20210219043449/https://www.epa.gov/ods-phaseout/phaseout-class-ii-ozone-depleting-substances | archivedate=2021-02-19}}</ref> Tuy nhiên, nhóm môi chất lạnh HFC lại góp phần gây ra các vấn đề biến đổi khí hậu. Hơn nữa, những chính sách và sự ảnh hưởng chính trị của các công ty ra sức chống lại sự thay đổi này.<ref name="McCaffrey 1993 pp. 486–488">{{cite journal | last=McCaffrey | first=Stephen C. | title=Ozone Diplomacy: New Directions in Safeguarding the Planet. By Richard Elliot Benedick. Cambridge, MA, London: Harvard University Press, 1991. Pp. xvi, 293. Index. $27.95, cloth; f 10.95, paper. | journal=American Journal of International Law | publisher=Cambridge University Press (CUP) | volume=87 | issue=3 | year=1993 | issn=0002-9300 | doi=10.2307/2203667 | pages=486–488}}</ref><ref name="Maté 2001 pp. 190–198">{{cite journal | last=Maté | first=John | title=Making a Difference: A Case Study of the Greenpeace Ozone Campaign | journal=Review of European Community & International Environmental Law | publisher=Wiley | volume=10 | issue=2 | year=2001 | issn=0962-8797 | doi=10.1111/1467-9388.00275 | pages=190–198}}</ref>
Hiện nay, người ta đã phát triển các chất làm lạnh vốn an toàn với môi trường hơn những chất làm lạnh gốc chlorofluorocarbon được sử dụng vào đầu và giữa thế kỷ XX. Nhóm môi chất lạnh HCFC đang dần bị loại bỏ theo Nghị định thư Montreal và được thay thế bằng các chất HFC như R-410A, vốn không chứa clo trong phân tử.<ref name="US EPA 2015">{{cite web | title=Phaseout of Class II Ozone-Depleting Substances | website=US EPA | date=2015-07-22 | url=https://www.epa.gov/ods-phaseout/phaseout-class-ii-ozone-depleting-substances | access-date=2021-02-21 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20210219043449/https://www.epa.gov/ods-phaseout/phaseout-class-ii-ozone-depleting-substances | archivedate=2021-02-19}}</ref> Tuy nhiên, nhóm môi chất lạnh HFC lại góp phần gây ra các vấn đề biến đổi khí hậu. Hơn nữa, những chính sách và sự ảnh hưởng chính trị của các công ty ra sức chống lại sự thay đổi này.<ref name="McCaffrey 1993 pp. 486–488">{{cite journal | last=McCaffrey | first=Stephen C. | title=Ozone Diplomacy: New Directions in Safeguarding the Planet. By Richard Elliot Benedick. Cambridge, MA, London: Harvard University Press, 1991. Pp. xvi, 293. Index. $27.95, cloth; f 10.95, paper. | journal=American Journal of International Law | publisher=Cambridge University Press (CUP) | volume=87 | issue=3 | year=1993 | issn=0002-9300 | doi=10.2307/2203667 | pages=486–488}}</ref><ref name="Maté 2001 pp. 190–198">{{cite journal | last=Maté | first=John | title=Making a Difference: A Case Study of the Greenpeace Ozone Campaign | journal=Review of European Community & International Environmental Law | publisher=Wiley | volume=10 | issue=2 | year=2001 | issn=0962-8797 | doi=10.1111/1467-9388.00275 | pages=190–198}}</ref>


Năm 1995, ở Đức, những thiết bị làm lạnh sử dụng môi chất CFC bị xem là bất hợp pháp.<ref name="ecomall.com">{{cite web|title= Greenfreeze: a Revolution in Domestic Refrigeration|url= http://www.ecomall.com/greenshopping/greenfreeze.htm |website=ecomall.com |access-date=8 June 2015}}</ref> Vào năm 2011, EPA đã quyết định ủng hộ chất làm lạnh an toàn với ozone và khí hậu cho lĩnh vực sản xuất của Hoa Kỳ.<ref name="greenpeace.org" /><ref>{{cite web|url= http://www.greenpeace.org/usa/en/campaigns/global-warming-and-energy/green-solutions/greenfreeze/ |title=GreenFreeze|work=Greenpeace}}</ref><ref name="epa.gov">{{cite web|url= https://www.epa.gov/snap/substitutes-household-refrigerators-and-freezers |title=Significant New Alternatives Program: Substitutes in Household Refrigerators and Freezers|website=Epa.gov|date=13 November 2014|access-date=4 June 2018}}</ref> Các HFC như R-404a, R-134a và R-410a, kể từ năm 2020, sẽ được thay thế bằng HFO và chất làm lạnh hydrocacbon như R-1234ze trong các thiết bị làm lạnh cho hệ thống lạnh và điều hòa không khí thương mại, R-1234yf trong ô tô, R-32 trong khu dân cư điều hòa không khí và CO2 (R-744) trong làm lạnh thương mại. R-600 (isobutane) đã được sử dụng rộng rãi trong điện lạnh dân dụng.
Năm 1995, ở Đức, những thiết bị làm lạnh sử dụng môi chất CFC bị xem là bất hợp pháp.<ref name="ecomall.com">{{cite web|title= Greenfreeze: a Revolution in Domestic Refrigeration|url= http://www.ecomall.com/greenshopping/greenfreeze.htm |website=ecomall.com |access-date=8 June 2015}}</ref> Vào năm 2011, EPA đã quyết định ủng hộ chất làm lạnh an toàn với ozone và khí hậu cho lĩnh vực sản xuất của Hoa Kỳ.<ref name="greenpeace.org" /><ref>{{cite web|url= http://www.greenpeace.org/usa/en/campaigns/global-warming-and-energy/green-solutions/greenfreeze/ |title=GreenFreeze|work=Greenpeace}}</ref><ref name="epa.gov">{{cite web|url= https://www.epa.gov/snap/substitutes-household-refrigerators-and-freezers |title=Significant New Alternatives Program: Substitutes in Household Refrigerators and Freezers|website=Epa.gov|date=13 November 2014|access-date=4 June 2018}}</ref> Các HFC như R-404a, R-134a và R-410a, kể từ năm 2020, sẽ được thay thế bằng HFO và chất làm lạnh hydrocacbon như R-1234ze trong các thiết bị làm lạnh cho hệ thống lạnh và điều hòa không khí thương mại,<ref name="Dincer Colpan Ezan 2019 p. 87-88">{{cite book | last=Dincer | first=I. | last2=Colpan | first2=C.O. | last3=Ezan | first3=M.A. | title=Environmentally-Benign Energy Solutions | publisher=Springer International Publishing | series=Green Energy and Technology | year=2019 | isbn=978-3-030-20637-6 | url=https://books.google.ca/books?id=oCy-DwAAQBAJ | access-date=2021-02-22 | pages=87-88}}</ref> R-1234yf trong ô tô,<ref name="Denton 2017 p. 234">{{cite book | last=Denton | first=T. | title=Automobile Mechanical and Electrical Systems | publisher=CRC Press | year=2017 | isbn=978-1-317-93131-7 | url=https://books.google.ca/books?id=8mkPEAAAQBAJ&pg=PA234 | access-date=2021-02-22 | page=234}}</ref> R-32 trong khu dân cư điều hòa không khí thay thế R-22, và CO<sub>2</sub> (R-744) trong làm lạnh thương mại. R-600 (isobutane) đã được sử dụng rộng rãi trong điện lạnh dân dụng.


==Chú thích==
==Chú thích==

Phiên bản lúc 00:12, ngày 22 tháng 2 năm 2021

Thiết bị điều hòa bên ngoài một chung cư.
Điều hòa trong phòng

Điều hòa không khí hay điều hòa nhiệt độ (tiếng Anh: Air conditioning, thường viết tắt là AC hoặc A/C) là quá trình loại bỏ nhiệt và độ ẩm trong không gian trong nhà để cải thiện sự thoải mái cho người sử dụng. Máy điều hòa có thể được sử dụng trong quy mô gia dụng và thương mại. Ứng dụng phổ biến nhất của quá trình điều hòa là nhằm tăng sự tiện nghi, thoải mái của môi trường, thường dành cho con người và các động vật khác; tuy nhiên, điều hòa không khí cũng được sử dụng để làm mát và khử ẩm cho các phòng chứa thiết bị điện tử sinh nhiệt, như máy chủ máy tính, bộ khuếch đại, và để trưng bày, lưu trữ một số sản phẩm cần được bảo quản cẩn thận, như các tác phẩm nghệ thuật.

Trong cấu tạo của máy điều hòa không khí thường có quạt để phân phối không khí điều hòa đến một không gian kín khác, như tòa nhà hoặc xe hơi, để cải thiện sự thoải mái nhiệt và chất lượng không khí trong không gian kín đó. Các loại thiết bị điều hòa không khí điện sử dụng môi chất lạnh rất đa dạng, bao gồm từ các thiết bị nhỏ có thể làm mát một phòng ngủ, với trọng lượng mà một người trưởng thành có thể di chuyển được, đến các thiết bị lớn hơn được lắp đặt trên tầng mái của các tòa tháp văn phòng và có khả năng làm mát toàn bộ tòa nhà. Thông thường, quá trình giải nhiệt được thực hiện nhờ vào chu trình làm lạnh, nhưng đôi khi sử dụng hệ thống làm mát thụ động như quá trình giải nhiệt bay hơi hoặc giải nhiệt tự do. Hệ thống điều hòa không khí cũng có thể hoạt động nhờ chất hút ẩm (là loại hóa chất loại bỏ hơi ẩm trong không khí). Một số hệ thống điều hòa không khí còn có thể thải nhiệt hoặc lưu trữ nhiệt trong các đường ống ngầm.[1][2]

Trong lĩnh vực xây dựng, một hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí hoàn chỉnh được gọi là hệ thống HVAC. Tính đến năm 2018, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), 1,6 tỷ thiết bị điều hòa không khí đã được lắp đặt và dự kiến sẽ tăng thành 5,6 tỷ thiết bị vào năm 2050.[3][4] Trên toàn cầu, hiện nay, hệ thống điều hòa không khí chiếm 1⁄5 tổng năng lượng sử dụng trong các tòa nhà và việc sử dụng điều hòa không khí ngày càng tăng này sẽ thúc đẩy đáng kể nhu cầu sử dụng năng lượng.[3] Do vậy, vào năm 2018, Liên Hợp Quốc đã kêu gọi cần cải tiến công nghệ trở nên bền vững hơn nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu. Làm lạnh thụ động và thông gió thụ động là kỹ thuật điều hòa không khí không sử dụng nguồn điện bên ngoài; bao gồm các thiết bị như cột hứng gió, tháp giải nhiệt bay hơi, cửa chớp che bóng chọn lọc (selective shading louvre), chúng có công dụng bổ trợ luồng không khí và sử dụng nhiệt dung của đất hoặc vữa xây.

Lịch sử

Kỹ thuật làm mát thụ động

Một cột hứng gió (windcatcher) ngắn dùng trong kiến trúc kiểu truyền thống; gió bị đẩy xuống ở phía đầu hướng gió và thổi ra ở phía cuối hướng gió (thiết kế kiểu thông gió ngang[a]). Trong trường hợp tĩnh gió, quá trình lưu thông không khí có thể được điều khiển nhờ hệ thống làm mát bay hơi ở đầu vào (cũng đồng thời dùng để hứng bụi). Ở trung tâm tòa nhà, một shuksheika (cửa thông gió giếng trời), được sử dụng để che bóng cho qa'a (sảnh chờ kiểu Hồi giáo) bên dưới đồng thời cho phép không khí nóng bốc lên (hiệu ứng ống khói).[5]

Lịch sử

Phương pháp điều hòa không khí đã xuất hiện từ thời tiền sử. Các tòa nhà Ai Cập cổ đại sử dụng nhiều loại kỹ thuật điều hòa không khí thụ động để làm mát.[5] Những kỹ thuật này sau đó đã trở nên phổ biến từ Bán đảo Iberia đến Bắc Phi, Trung Đông và Bắc Ấn Độ.[6]

Kỹ thuật làm mát thụ động vẫn phổ biến cho đến thế kỷ 20, khi đó kỹ thuật này không còn hợp thời và được thay thế bằng phương pháp điều hòa bằng điện. Nhờ vào các nghiên cứu kỹ thuật của các tòa nhà kiểu truyền thống trước đây, thiết kế thụ động đang dần được hồi sinh và sửa đổi để phù hợp với thiết kế kiến trúc thế kỷ 21.[6][7]

Đặc tính

Những tòa nhà sử dụng thiết kế thụ động thường ít tốn kém hơn so với những tòa nhà sử dụng hệ thống HVAC thông thường, đồng thời chi phí bảo trì cũng thấp hơn.[8] Mặc dù kỹ thuật thụ động có thể giúp đạt được hàng chục lần trao đổi không khí mỗi giờ (air changes per hour – ACH) và giảm nhiệt độ hàng chục độ, nhưng khi đó phải tính toán đến điều kiện vi khí hậu tại địa điểm cụ thể, gây phức tạp hơn cho việc thiết kế tòa nhà.[6] Các hệ thống làm mát thụ động hầu như không gây ra tiếng ồn[8] (ngoại trừ hệ thống làm mát Salsabil).

Kỹ thuật

Một ngôi nhà trữ băng (ice house) ở Moggerhanger, Bedfordshire, Anh quốc

Trong điều kiện khí hậu khô nóng, có thể tạo ra hiệu ứng làm mát bay hơi bằng cách đặt nước ở cửa hút gió, sao cho gió thổi qua mặt nước và thổi vào nhà. Vì lý do này, đôi khi người ta nói rằng đài phun nước trong kiến trúc khí hậu nóng khô, giống như lò sưởi trong kiến trúc của khí hậu lạnh.[5] Làm mát bằng bay hơi cũng giúp tăng độ ẩm cho không khí, hữu ích trong điều kiện khí hậu sa mạc khô hạn.

Con người cảm thấy mát hơn khi không khí chuyển động so với khi ở trong không khí tĩnh ở cùng nhiệt độ, bởi vì gió lùa phá vỡ vùng ranh giới không khí ấm và giúp làm bay hơi mồ hôi. Do đó, các kỹ thuật điều khiển luồng không khí liên tục rất phổ biến, như phương pháp làm mát bay hơi, chớp gió che chọn lọc, gió, đối lưu nhiệt và tích trữ nhiệt, có thể được sử dụng để tạo ra sự chênh lệch áp suất và giúp tuần hoàn không khí.

Ở những khu vực lạnh vào ban đêm hoặc một số nơi vào mùa đông, người ta áp dụng phương pháp trữ nhiệt. Nhiệt có thể được giữ trong đất hoặc vữa gạch xây; không khí được hút qua khối vữa gạch xây để làm nóng hoặc làm mát nó.[7]

Ở những khu vực mà nhiệt độ ban đêm xuống dưới điểm đông vào mùa đông, người ta thu thập và trữ tuyết, băng trong nhà trữ băng (ice house) để sử dụng sau này khi cần làm mát.[7] Kỹ thuật này đã có hơn 3.700 năm tuổi ở Trung Đông.[9] Vào đầu thế kỷ XVII, những người châu Âu giàu có đã bắt đầu thực hiện việc thu hoạch băng ngoài trời trong mùa đông rồi vận chuyển và lưu trữ để sử dụng vào mùa hè[10]; sau đó, phương pháp này dần trở nên phổ biến ở châu Âu và châu Mỹ vào cuối thế kỷ XVII.[11] Phương pháp này sau đó đã được thay thế bằng máy làm đá chu trình nén cơ học (xem bên dưới).

Hệ thống làm mát chạy bằng nước và sức người

Quạt tay đã xuất hiện từ thời cổ đại.[12][13] Những chiếc quạt lớn chạy bằng sức người đã được thiết kế sử dụng trong nhà, như quạt punkah của Ấn Độ.[14]

Nhà phát minh người Trung Quốc Đinh Hoãn (Ding Huan, phồn thể: 丁緩) thời nhà Hán ở thế kỷ thứ II sau CN đã phát minh ra một chiếc quạt quay để điều hòa không khí, có bảy bánh xe đường kính 3 m và vận hành bởi những tù nhân.[15] Vào năm 747, Hoàng đế Đường Huyền Tông (712–762) của nhà Đường (618–907) cho xây dựng Lương Điện (nghĩa là cung điện mát lạnh, phồn thể: 涼殿) trong hoàng cung, mà Đường Ngữ Lâm (唐語林) mô tả là có bánh xe quạt chạy bằng sức nước giúp điều hòa không khí và có dòng nước phun lên từ đài phun nước. Trong thời nhà Tống sau đó (960–1279), nhiều nguồn tài liệu đã đề cập rằng quạt quay làm mát không khí thậm chí còn được sử dụng rộng rãi hơn.[16]

Kỹ thuật làm lạnh bằng hiện tượng chuyển pha

Sự chuyển pha dưới nhiệt độ mong muốn có thể được ứng dụng để làm lạnh đến nhiệt độ đó. Ứng dụng lâu đời nhất của phương pháp này là hiện tượng tan băng (chuyển từ pha rắn thành pha lỏng của nước), nhưng người ta cũng tiến hành thử nghiệm với những chất khác có nhiệt độ chuyển pha thấp hơn nước. Những môi chất làm lạnh được nghiên cứu từ sớm này, về cơ bản, cũng là một dạng trữ nhiệt; trong quá trình làm mát, những môi chất lạnh này được tiêu thụ hết (thu nhiệt từ môi trường) và, sau đó, cần phải được làm mát lại khi nhiệt độ ngoài trời cho phép.

Một phương pháp làm lạnh nước đá đến nhiệt độ thấp hơn điểm đóng băng của nước được thực hiện bằng cách trộn nước đá với kali nitrat (thời điểm đó được gọi là "nitre") được mô tả trong cuốn sách xuất bản năm 1558, Natural Magic (Phép thuật tự nhiên),[10] viết bởi nhà khoa học thực nghiệm Giambattista della Porta.[17][18] Giambattista della Porta cho rằng ông có trách nhiệm phải công khai những khám phá khoa học của mình và giải thích những hiện tượng "ma thuật" bằng cách sử dụng các quy luật tự nhiên;[18] tuy nhiên, nhà phát minh người Hà Lan, Cornelis Drebbel, tự cho rằng mình là một nhà ảo thuật và giữ bí mật những tác phẩm biểu diễn của mình. Năm 1620, ông trình diễn màn ảo thuật "Biến mùa hè thành mùa đông" cho vua James I của Anh,[19] làm lạnh một phần của Đại sảnh đường Tu viện Westminster với một hệ thống gồm máng và thùng. Francis Bacon, người đương thời với Drebbel, giống như della Porta, vốn là một người tin tưởng vào việc truyền bá kiến thức khoa học, có thể đã không có mặt tại cuộc biểu diễn ảo thuật của Drebbel, nhưng trong cuốn sách xuất bản vào cuối năm đó, ông đã mô tả cuộc biểu diễn đó là một "thí nghiệm về hiện tượng đông lạnh nhân tạo".[10]

Năm 1758, Benjamin Franklin cùng với John Hadley, một giáo sư hóa học tại Đại học Cambridge, đã tiến hành một thí nghiệm để khám phá nguyên lý bay hơi nhằm làm lạnh nhanh một vật thể. Franklin và Hadley xác nhận rằng sự bay hơi của các chất lỏng dễ bay hơi (như cồn và ete) có thể được sử dụng để làm giảm nhiệt độ của một vật thể đến nhiệt độ thấp hơn điểm đóng băng của nước. Họ đã sử dụng bầu nhiệt kế thủy ngân làm đối tượng nghiên cứu thí nghiệm và dùng một ống thổi để tăng tốc sự bay hơi. Họ hạ nhiệt độ của bầu nhiệt kế xuống −14°C trong khi nhiệt độ môi trường là 18°C. Franklin lưu ý rằng ngay sau khi họ hạ nhiệt độ qua điểm đóng băng của nước (0°C), một lớp băng mỏng hình thành trên bề mặt bầu của nhiệt kế và khi họ dừng thí nghiệm ở nhiệt độ −14°C, khối băng dày khoảng 6 mm. Franklin kết luận: "Từ thí nghiệm này, ta có thể thấy khả năng giết một người đàn ông bằng cách đóng băng người đó giữa một ngày hè ấm áp."[20]

Kỹ thuật làm lạnh cơ học

Mẫu mô hình (kích thước 3⁄4) máy làm nước đá của John Gorrie

Quá trình truyền nhiệt từ nguồn nhiệt độ cao sang vùng nhiệt độ thấp là quá trình xảy ra tự nhiên và không cần dùng đến thiết bị đặc biệt để thực hiện. Tuy nhiên, quy trình ngược lại (truyền nhiệt từ vùng có nhiệt độ thấp sang vùng có nhiệt độ cao) không thể thực hiện được nếu không có công tác động từ bên ngoài, được sinh ra nhờ thiết bị làm lạnh. Môi chất lạnh được tuần hoàn bên trong thiết bị làm lạnh qua bốn giai đoạn gồm nén hơi, ngưng tụ, giãn nở, và bay hơi. Quá trình truyền nhiệt của môi chất lạnh được thực hiện nhờ quá trình cơ học, được gọi là làm lạnh nén hơi (vapor compression refrigeration).[21][22]

Năm 1820, nhà khoa học và nhà phát minh người Anh Michael Faraday phát hiện ra rằng việc nén và hóa lỏng amoniac có thể làm lạnh không khí khi dung dịch amoniac bay hơi.[23] Đến năm 1842, John Gorrie, một bác sĩ người Mỹ ở Florida, Hoa Kỳ, đã thiết kế và chế tạo một thiết bị làm mát không khí để điều trị bệnh nhân sốt vàng da. Nguyên tắc cơ bản của ông —khí được nén dưới áp suất, rồi được làm lạnh bằng cách dẫn qua các cuộn dây tỏa nhiệt bức xạ, và sau đó, khí giãn nở thể tích để hạ nhiệt độ xuống— là nguyên tắc thường được sử dụng trong tủ lạnh ngày nay. Ông được cấp bằng sáng chế đầu tiên của Hoa Kỳ về làm lạnh cơ học vào năm 1851.[23][24]

Kỹ thuật làm lạnh bằng điện

Nhà phát minh người Mỹ Willis H. Carrier thường được ghi nhận là người đầu tiên phát minh ra hệ thống điều hòa không khí điện hiện đại và mở đầu ngành công nghiệp này.[25][26][27][28] Sau khi tốt nghiệp Đại học Cornell, Carrier làm việc tại Công ty Buffalo Forge. Tại đây, ông bắt đầu thử nghiệm điều hòa không khí nhằm giải quyết một vấn đề cho Công ty Quang khắc và Xuất bản Sackett-Wilhelms (Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company) ở Brooklyn, New York. Khi đó, độ ẩm không khí thay đổi làm thay đổi kích thước những cuộn giấy in và dẫn đến việc in mực không còn chính xác. Máy lạnh do Carrie thiết kế hoạt động bằng cách thổi không khí qua các giàn ống lạnh để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong phòng, giữ cho giấy không bị thay đổi kích thước và chất lượng in được cải thiện.[29][23] Máy điều hòa không khí đầu tiên, được thiết kế và chế tạo bởi Carrier, bắt đầu vận hành lần đầu tiên vào ngày 17 tháng 7 năm 1902.[29]

Năm 1906, Stuart Cramer, một kỹ sư dệt ở Bắc Carolina, tạo ra một thiết bị thông gió có khả năng bổ sung hơi nước vào không khí tại những nhà máy dệt. Độ ẩm giúp sợi dễ quay hơn và ít bị đứt hơn. Cramer được xem là người đầu tiên đặt tên quá trình này là "điều hòa không khí".[23][30]

Đến năm 1914, Charles Gates, một triệu phú ở thành phố Minneapolis, là người sử dụng điều hòa nhiệt độ tại nhà riêng đầu tiên.[23][29] Năm 1945, Robert Sherman ở thành phố Lynn, bang Massachusetts đã phát minh ra máy điều hòa không khí di động gắn cửa sổ dùng để làm mát, sưởi ấm, làm ẩm, hút ẩm và lọc không khí.[31] Vào năm 1947, học giả người Anh, S.F. Markham viết rằng, "Máy điều hòa không khí là thứ đóng góp to lớn nhất vào nền văn minh trong thế kỷ này – và Hoa Kỳ là nước đang dẫn đầu về lĩnh vực này."[23]

Vào cuối những năm 1960, hầu hết các ngôi nhà dân cư mới xây dựng ở Hoa Kỳ đều sử dụng máy lạnh trung tâm. Vào khoảng thời gian này, thiết bị điều hòa không khí dạng hộp cũng dần trở nên rẻ hơn, dẫn đến sự gia tăng dân số ở các bang Florida và Arizona. Tính đến năm 2015, gần 100 triệu ngôi nhà hoặc khoảng 87% hộ gia đình Hoa Kỳ đã lắp đặt hệ thống điều hòa không khí.[32]

Sự phát triển của máy lạnh

Bài chi tiết: Chất làm lạnh

Những máy điều hòa không khí và tủ lạnh đầu tiên sử dụng những môi chất lạnh vốn là các khí độc hoặc dễ cháy, chẳng hạn như amoniac, metyl clorua hoặc propan, có thể dẫn đến tai nạn chết người khi chúng bị rò rỉ. Thomas Midgley, Jr., một nhân viên của công ty Frigidaire thuộc hãng GM, đã tạo ra khí Freon (R-12), là loại khí chlorofluorocarbon không cháy, không độc hại đầu tiên, vào năm 1928.[33][34] Freon là tên nhãn hiệu thuộc sở hữu của hãng hóa chất DuPont cho các loại môi chất lạnh như chlorofluorocarbon (CFC), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hoặc hydrofluorocarbon (HFC). Trong tên chất làm lạnh, thông thường có thêm một số cho biết thành phần phân tử (ví dụ, R-11, R-12, R-22, R-134A). Hỗn hợp được sử dụng nhiều nhất trong việc làm mát trực tiếp cho nhà ở và các tòa nhà là hợp chất thuộc nhóm HCFC được gọi là chlorodifluoromethane (R-22).

Dichlorodifluoromethane (R-12) là hỗn hợp phổ biến nhất được sử dụng trong ô tô ở Hoa Kỳ cho đến năm 1994, khi hầu hết các mẫu xe sau đó thay đổi thành R-134A do R-12 có khả năng làm suy giảm tầng ozone.[35] R-11 và R-12 không còn được sản xuất ở Hoa Kỳ cho mục đích sử dụng này, nhưng vẫn được nhập khẩu và có thể được mua và sử dụng bởi các kỹ thuật viên HVAC.

Hiện nay, người ta đã phát triển các chất làm lạnh vốn an toàn với môi trường hơn những chất làm lạnh gốc chlorofluorocarbon được sử dụng vào đầu và giữa thế kỷ XX. Nhóm môi chất lạnh HCFC đang dần bị loại bỏ theo Nghị định thư Montreal và được thay thế bằng các chất HFC như R-410A, vốn không chứa clo trong phân tử.[36] Tuy nhiên, nhóm môi chất lạnh HFC lại góp phần gây ra các vấn đề biến đổi khí hậu. Hơn nữa, những chính sách và sự ảnh hưởng chính trị của các công ty ra sức chống lại sự thay đổi này.[37][38]

Năm 1995, ở Đức, những thiết bị làm lạnh sử dụng môi chất CFC bị xem là bất hợp pháp.[39] Vào năm 2011, EPA đã quyết định ủng hộ chất làm lạnh an toàn với ozone và khí hậu cho lĩnh vực sản xuất của Hoa Kỳ.[40][41][42] Các HFC như R-404a, R-134a và R-410a, kể từ năm 2020, sẽ được thay thế bằng HFO và chất làm lạnh hydrocacbon như R-1234ze trong các thiết bị làm lạnh cho hệ thống lạnh và điều hòa không khí thương mại,[43] R-1234yf trong ô tô,[44] R-32 trong khu dân cư điều hòa không khí thay thế R-22, và CO2 (R-744) trong làm lạnh thương mại. R-600 (isobutane) đã được sử dụng rộng rãi trong điện lạnh dân dụng.

Chú thích

  1. ^ Hay còn gọi là kiểu thông gió xuyên phòng, thông gió ngang nhà (tiếng Anh: cross ventilation).

Tham khảo

  1. ^ “Cooling Tubes”. Earthship Biotecture. 27 tháng 3 năm 2020. Bản gốc lưu trữ ngày 28 tháng 1 năm 2021. Truy cập ngày 20 tháng 2 năm 2021.
  2. ^ “Earth Tubes: Providing the freshest possible air to your building”. Earth Rangers Centre for Sustainable Technology Showcase. 16 tháng 1 năm 2013. Bản gốc lưu trữ ngày 28 tháng 1 năm 2021. Truy cập ngày 20 tháng 2 năm 2021.
  3. ^ a b “Air conditioning use emerges as one of the key drivers of global electricity-demand growth - News”. IEA. 15 tháng 5 năm 2018. Bản gốc lưu trữ ngày 18 tháng 2 năm 2021. Truy cập ngày 20 tháng 2 năm 2021.
  4. ^ Pierre-Louis, Kendra (15 tháng 5 năm 2018). “The World Wants Air-Conditioning. That Could Warm the World”. The New York Times. Bản gốc lưu trữ ngày 16 tháng 2 năm 2021. Truy cập ngày 20 tháng 2 năm 2021.
  5. ^ a b c Mohamed, Mady A. A. (2010). S. Lehmann; H.A. Waer; J. Al-Qawasmi (biên tập). Traditional Ways of Dealing with Climate in Egypt. The Seventh International Conference of Sustainable Architecture and Urban Development (SAUD 2010). Sustainable Architecture and Urban Development. Amman, Jordan: The Center for the Study of Architecture in Arab Region (CSAAR Press). tr. 247–266. (low-res bw version)
  6. ^ a b c Ford, Brian (tháng 9 năm 2001). “Passive downdraught evaporative cooling: principles and practice” (PDF). Architectural Research Quarterly. 5 (3): 271–280. doi:10.1017/S1359135501001312.
  7. ^ a b c Attia, Shady (22–24 June 2009). Designing the Malqaf for summer cooling in low-rise housing, an experimental study (PDF). 26th Conference on Passive and Low Energy Architecture (PLEA2009). Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 3 tháng 5 năm 2013. Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2013.
  8. ^ a b Niktash, Amirreza; Huynh, B. Phuoc (July 2–4, 2014). Simulation and Analysis of Ventilation Flow Through a Room Caused by a Two-sided Windcatcher Using a LES Method (PDF). Proceedings of the World Congress on Engineering.
  9. ^ Dalley, Stephanie (1 tháng 5 năm 2002). Mari and Karana: Two Old Babylonian Cities. Gorgias Press. tr. 91. ISBN 9781931956024.
  10. ^ a b c Shachtman, Tom (1999). “1”. Absolute zero and the conquest of cold. Boston: Houghton Mifflin Company. ISBN 0-395-93888-0. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2021. Fulltext of Chapter 1 available at URL.
  11. ^ Nagengast, Bernard (tháng 2 năm 1999). “A History of Comfort Cooling Using Ice” (PDF). ASHRAE Journal: 49. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 12 tháng 8 năm 2013.
  12. ^ “Fanology: The "Secret" Language of Hand Fans”. Owlcation - Education. 25 tháng 7 năm 2013. Bản gốc lưu trữ ngày 15 tháng 1 năm 2021. Truy cập ngày 20 tháng 2 năm 2021.
  13. ^ Yarwood, Doreen (2011). Illustrated Encyclopedia of World Costume. Dover Fashion and Costumes Series. Dover Publications, Incorporated. tr. 159. ISBN 978-0-486-43380-6.
  14. ^ Chisholm, Hugh biên tập (1911). “Punkah” . Encyclopædia Britannica. 22 (ấn bản 11). Cambridge University Press. tr. 657.
  15. ^ Needham, Joseph (1991). Science and Civilisation in China, Volume 4: Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Nhà xuất bản Đại học Cambridge. tr. 99, 151, 233. ISBN 978-0-521-05803-2.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  16. ^ Needham 1991, tr. 134,151
  17. ^ Porta, Giambattista Della (1584). Magiae Naturalis. In our method I shall observe what our ancestors have said; then I shall show by my own experience, whether they be true or false
  18. ^ a b Beck, Leonard N. “THINGS MAGICAL in the collections of the Rare Book and Special Collections Division” (PDF). Library of Congress. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2021.
  19. ^ Laszlo, Pierre (2001). Salt: Grain of Life. Comumbia University Press. tr. 117. ISBN 9780231121989. Cornelius Drebbel air conditioning.
  20. ^ Franklin, Benjamin (17 tháng 6 năm 1758). “Letter to John Lining”. Truy cập ngày 6 tháng 8 năm 2014.
  21. ^ Islam, Shahid; Dincer, Ibrahim (2018). “4.1 The Role of Energy Conversion”. Comprehensive Energy Systems. Elsevier. tr. 1–39. doi:10.1016/b978-0-12-809597-3.00401-6. ISBN 978-0-12-814925-6.
  22. ^ Amoo, L.M. (2020). “On a selection of the applications of thermodynamics – 13.4 Refrigeration systems – ideal vapor compression refrigeration cycle”. Applications of Heat, Mass and Fluid Boundary Layers. Elsevier. tr. 383–412. doi:10.1016/b978-0-12-817949-9.00021-9. ISBN 978-0-12-817949-9.
  23. ^ “John Gorrie”. Encyclopedia Britannica. 29 tháng 9 năm 2020. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 10 năm 2020. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2021.
  24. ^ Palermo, Elizabeth (1 tháng 5 năm 2014). “Who Invented Air Conditioning?”. Live Science. Future US. Truy cập ngày 26 tháng 8 năm 2019.
  25. ^ Varrasi, John (6 tháng 6 năm 2011). “Global Cooling: The History of Air Conditioning”. The American Society of Mechanical Engineers (ASME). Truy cập ngày 26 tháng 8 năm 2019.
  26. ^ Simha, R. V. (2012). “Willis H carrier”. Resonance. Springer Science and Business Media LLC. 17 (2): 117–138. doi:10.1007/s12045-012-0014-y. ISSN 0971-8044.
  27. ^ Gulledge III, Charles; Knight, Dennis (11 tháng 2 năm 2016). “Heating, Ventilating, Air-Conditioning, And Refrigerating Engineering”. Whole Building Design Guide. National Institute of Building Sciences. Truy cập ngày 26 tháng 8 năm 2019. Though he did not actually invent air-conditioning nor did he take the first documented scientific approach to applying it, Willis Carrier is credited with integrating the scientific method, engineering, and business of this developing technology and creating the industry we know today as air-conditioning.
  28. ^ a b c “Air Conditioning Still Cool After 100 Years”. ashrae.org. The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). 14 tháng 2 năm 2017. Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 8 năm 2020. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2021. On July 17, 1902, the young engineer found a way to control the climate in a Brooklyn, N.Y., printing plant, reducing the waste created when humidity changed the size of paper rolls and made colours inconsistent.
  29. ^ “Apparatus for treating air”, patents.google.com, 16 tháng 9 năm 1904, truy cập ngày 31 tháng 10 năm 2018
  30. ^ “Unsung Engineering Heros: Robert Sherman”. Navlog.org. Truy cập ngày 10 tháng 6 năm 2015.
  31. ^ “History of Air Conditioning”. Energy.gov. 20 tháng 7 năm 2015. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2021.
  32. ^ Abbasi, S.A.; Abbasi, T. (2017). Ozone Hole: Past, Present, Future. SpringerBriefs in Environmental Science. Springer New York. tr. 15, . ISBN 978-1-4939-6710-0. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2021.Quản lý CS1: dấu chấm câu dư (liên kết)
  33. ^ Kirsch, P. (2006). Modern Fluoroorganic Chemistry: Synthesis, Reactivity, Applications. Modern Fluoroorganic Chemistry: Synthesis, Reactivity, Applications. Wiley. tr. 203. ISBN 978-3-527-60419-7. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2021.
  34. ^ Bryant, A.C. (2007). Refrigeration Equipment. CRC Press. tr. 186. ISBN 978-1-136-36923-0. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2021.
  35. ^ “Phaseout of Class II Ozone-Depleting Substances”. US EPA. 22 tháng 7 năm 2015. Bản gốc lưu trữ ngày 19 tháng 2 năm 2021. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2021.
  36. ^ McCaffrey, Stephen C. (1993). “Ozone Diplomacy: New Directions in Safeguarding the Planet. By Richard Elliot Benedick. Cambridge, MA, London: Harvard University Press, 1991. Pp. xvi, 293. Index. $27.95, cloth; f 10.95, paper”. American Journal of International Law. Cambridge University Press (CUP). 87 (3): 486–488. doi:10.2307/2203667. ISSN 0002-9300.
  37. ^ Maté, John (2001). “Making a Difference: A Case Study of the Greenpeace Ozone Campaign”. Review of European Community & International Environmental Law. Wiley. 10 (2): 190–198. doi:10.1111/1467-9388.00275. ISSN 0962-8797.
  38. ^ “Greenfreeze: a Revolution in Domestic Refrigeration”. ecomall.com. Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2015.
  39. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên greenpeace.org
  40. ^ “GreenFreeze”. Greenpeace.
  41. ^ “Significant New Alternatives Program: Substitutes in Household Refrigerators and Freezers”. Epa.gov. 13 tháng 11 năm 2014. Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2018.
  42. ^ Dincer, I.; Colpan, C.O.; Ezan, M.A. (2019). Environmentally-Benign Energy Solutions. Green Energy and Technology. Springer International Publishing. tr. 87–88. ISBN 978-3-030-20637-6. Truy cập ngày 22 tháng 2 năm 2021.
  43. ^ Denton, T. (2017). Automobile Mechanical and Electrical Systems. CRC Press. tr. 234. ISBN 978-1-317-93131-7. Truy cập ngày 22 tháng 2 năm 2021.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Điều_hòa_không_khí&oldid=64457528”