نبذة تاريخية عن HVAC (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء)
- In 1902, Willis Carrier invented the first air conditioner to address a specific problem: controlling the temperature and humidity levels in a Brooklyn printing office. The invention revolutionized climate control indoors.
- Moving ahead 23 years, the first centrifugal chiller, a device that cools water for air conditioning systems, was introduced to the public at a movie theater in 1925. This innovation made it possible to cool large spaces more efficiently.
- Fast forward to 1930, sales of window air conditioning units surpassed a million, paving the way for widespread adoption of air conditioning in homes, offices and automobiles. This shift transformed everyday life for many people, making it possible to live and work in comfort during the hot summer months.
- The timeline ends with a note about the United States’ energy consumption in 1980, which surpassed that of all other countries combined. This statistic highlights the increasing popularity of air conditioning and its impact on energy use.
1000 - 1400 ثانية
كانت هذه فترة الإغريق والرومان والمصريين والصينيين وبالطبع الهنود. بينما المصري
اعتاد الهنود على استخدام المراوح التي تعمل بالطاقة البشرية، بينما استخدم الهنود مراوح الحبال. اعتاد رومان على استخدام شيء ما
المعروف باسم هيبوكوست (نظام التدفئة المركزية الذي يحتوي على فرن في الطابق السفلي ومداخن إلى
توزيع الحرارة). يحتوي على نظام لتشعيع الحرارة للغرف وحتى البخار لحمام الأغنياء.
تم استخدام المداخن على نطاق واسع في بداية القرن الخامس عشر الميلادي مما سمح للناس بالحصول على خصوصية
غرف. ومن المعروف أيضًا أن ليوناردو دا فينس قام ببناء مروحة تعمل بالمياه لتهوية مجموعة من الغرف.
1500 - 1600
وفي فرنسا، تم استخدام آلات التهوية في المناجم. كانت هذه الآلات تحتوي على سلسلة من المراوح
مع الشفرات التي تستخدم لتوجيه الهواء النقي إلى العمود. وكان هذا هو الوقت الذي ظهرت فيه فكرة المنازل
مع المداخن جاءت إلى أمريكا من أوروبا. تم استخدام كميات كبيرة من الخشب والفحم خلال
تلك الحقبة لتدفئة منازلهم. اختراع جاليليو مقياس الحرارة غيّر طريقة درجة الحرارة
تم قياسه حتى ذلك الحين. طور فرديناند الثاني مقياس حرارة مستقلاً عن ضغط الهواء. لقد كان هذا
الوقت الذي تم فيه تصنيع أول نظام تهوية عادم بالجاذبية لصالح البيت الأمريكي
البرلمان.
1700-1800
في البداية كانت العديد من الدول تستخدم المواقد المبنية من الطوب أو تربة القصار. فهرنهايت اخترع الأول
ميزان الحرارة الزئبقي. تم صنع أول جهاز تنفس باستخدام مروحة الطرد المركزي.
وشهد العصر سلسلة من الاختراعات المهمة التي غيرت نمط حياة الناس أجمعين
عالم. اخترع بنيامين فرانكلين الموقد الأول الذي من المفترض أن يعرف بالأول
نظام تسخين البخار. ثم سلسلة من بعض الاكتشافات الحيوية التي قام بها جوزيف بلاك بما في ذلك الحرارة الكامنة
غيرت الطريقة التي تم بها إدراك الحرارة ودرجة الحرارة. جلب جيمس وات ثورة من خلال
اختراع المحرك البخاري. تم استخدام موقد مع فرن لتسخين الهواء في إنجلترا. هذا
كان الترتيب يحتوي على نظام أنابيب يمكنه تسخين حتى المصانع الكبيرة. اليوم هذا الترتيب هو
المعروفة باسم المبادلات الحرارية التي تعمل بالحرق المباشر.
تعتبر الحرارة الناتجة عن الاحتكاك شكلاً من أشكال الاهتزازات. أسس كارنو الديناميكا الحرارية
واكتشف جيمس جول أن الشغل ينتج حرارة. بدأ اعتبار الحرارة شكلاً من أشكال
طاقة. تم استخدام أنظمة تسخين الماء الساخن في المباني التجارية والعامة الكبيرة. أيضا
تم تطوير أول فرن دافئ. تم تجهيز المنازل بنظام رش الماء للترطيب والتبريد
مستخدم. بدأت أنظمة تزويد الهواء وهواء العادم في العمل بواسطة المحركات البخارية.
كما تم اكتشاف قانون حفظ الطاقة. القانون الأول والثاني للديناميكا الحرارية
صنعت. تم استخدام غلايات ذات قدرة أعلى. تم اكتشاف قوانين الغازات وتم تطبيقها على نطاق واسع
يستخدم.
القرن العشرين
شهد هذا العصر انحدارًا مفاجئًا في اختراعات وتطور أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). نظام الفرن
مع مراوح الطرد المركزي وأنظمة التسخين بالبخار عالي الضغط وأنظمة المراوح الضخمة والسرعة العالية
كانت مراوح الطرد المركزي ومراوح التدفق المحوري ذات المحركات الكهربائية الصغيرة ذات استخدام مرتفع للغاية. الأول
تم تصنيع نظام إزالة الرطوبة بملف المروحة بواسطة شركة تدعى Buffalo Forge. نفس الشركة
صنع أول جهاز تكييف هواء من نوع الرش. أول السكك الحديدية وتكييف الهواء الصناعي
تم تصميم النظام بواسطة Sturtevant، بما في ذلك مضخة الطرد المركزي ذات الشفرة المائلة للخلف. الجاموس
صممت شركة Forge نظامًا لإزالة جزيئات الغبار من تيارات الهواء.
بدأت صناعة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في استخدام غلايات من نوع سكوتش ماين مع مواقد الزيت والغاز والحث أو
تم استخدام مراوح من النوع القسري. نظام يخفض درجة الحرارة إلى 10 درجات فهرنهايت
ولكن تم زيادة الرطوبة إلى مستويات غير مريحة. الصيغ النفسية العقلانية
للحسابات الأساسية تم اختراعها. تم صنع نظام هواء قسري يستخدم مروحة. الأول
تم تصنيع آلة التبريد بالطرد المركزي لتكييف الهواء في المساحات الكبيرة.
بدأ استخدام مضخات الدورة الدموية المائية والمشعات في أنظمة تكييف الهواء
تعميم المياه في النظام. تم صنع أول جهاز تبريد بالضاغط. الأول
تم تصنيع تكييف الهواء السكني. مبردات الغرف التي تستخدم تكنولوجيا الثلاجات
صنعت. بدأ تصنيع ألواح التدفئة للأرضيات والأسقف. استخدام الطاقة الشمسية ك
تم صنع مصدر الطاقة. أول إنسان يمشي على القمر مزودًا بدعم الحياة وأنظمة التبريد.
يتم تسخين مضخة التسخين على دورة التبريد العكسية وعلى درجات حرارة خارجية منخفضة. حق
وبسبب الاستخدام المفرط لغازات التبريد، أصبحت البيئة معرضة للخطر وبالتالي الأمم المتحدة
تم التوقيع على بروتوكول مونتريال لحماية طبقة الأوزون الأرضية. بمساعدة الشركة الدولية
تم التخلص التدريجي من عملية الكلوروفلوروكربون (CFC) التي تستنزف طبقة الأوزون. متعدد
بدأ برنامج بحثي بقيمة مليون دولار حول أنظمة تكييف الهواء والتبريد.
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
The widespread adoption of chimneys in the 1400s revolutionized HVAC systems by allowing for the safe and efficient ventilation of combustion gases. This enabled people to have private rooms with fireplaces, which greatly improved indoor air quality and comfort. The development of chimneys also paved the way for the creation of more sophisticated heating systems, such as radiators and boilers, which would become staples of modern HVAC technology.
Leonardo da Vinci, the renowned Italian polymath, made significant contributions to the field of HVAC. He designed a water-driven fan to ventilate a suite of rooms, demonstrating his understanding of the importance of air circulation and exchange. Da Vinci’s work on fluid dynamics and mechanical systems also laid the foundation for later innovations in HVAC technology, such as air conditioning and refrigeration. His legacy continues to inspire engineers and designers working in the field of HVAC today.
During the Renaissance, there was a renewed interest in classical knowledge and innovation, which led to significant advancements in HVAC technology. In France, for example, architects and engineers developed more sophisticated heating systems, including the use of hot water and steam to warm buildings. This period also saw the introduction of new materials, such as copper and iron, which were used to construct more efficient and durable HVAC systems. The Renaissance marked a turning point in the evolution of HVAC technology, as it laid the groundwork for the development of modern heating and cooling systems.
Early HVAC system designers and engineers faced numerous challenges, including the need to balance heat distribution, air circulation, and ventilation in buildings. They also had to contend with limited materials and technologies, which made it difficult to create efficient and reliable systems. Additionally, the lack of understanding of thermodynamics and fluid dynamics made it challenging to design systems that could effectively heat and cool buildings. Despite these challenges, early HVAC pioneers made significant progress, paving the way for the development of modern HVAC systems.
The history of HVAC has had a profound impact on the development of modern HVAC systems. The innovations and discoveries made by early pioneers, such as the Romans and Leonardo da Vinci, laid the foundation for later advancements in HVAC technology. The evolution of HVAC systems has been shaped by the need to address changing societal needs, such as the demand for comfort, energy efficiency, and indoor air quality. Today, modern HVAC systems continue to build upon the knowledge and innovations of the past, incorporating new materials, technologies, and design principles to create more efficient, sustainable, and comfortable indoor environments.
