空氣調節
概述
空氣調節是一種系統，用於控制空氣温度、濕度、潔淨度和循環。它具有類似於空調和暖器調節温度或濕度的功能原理。由於台灣、香港等亞熱帶地區氣候温熱潮濕，空氣調節主要用於製造冷氣，偶爾需要加熱。
歷史與發展
- 19世紀： 英國科學家法拉第發現壓縮液化氣體可以冷卻空氣。
- 1842年： 戈裏醫生利用製冰技術為佛羅裏達州醫院病人降温。
- 後期 1902年： 威利斯·開利發明瞭現代空氣調節系統，以控制印刷廠的温度和濕度。這項發明為抽濕機奠定了基礎。
- 1906年： 北愛爾蘭的皇家維多利亞醫院成為首座配備空氣調節的建築。
- 1907年： 開利成立了美國加利亞空氣調節公司，後來演變為開利公司。
冷凍循環
- 空氣調節利用熱泵將熱量從低温熱源傳遞到高温區域。
- 壓縮機壓縮冷媒，提高其温度。
- 冷凝器將熱量釋放到外部空氣中，冷媒壓力降低。
- 蒸發器吸收空氣中的熱量，冷媒壓力進一步降低。
- 冷媒持續循環，而空氣温度隨著熱量移動而變化。
濕度控制
- 冷卻的蒸發盤管會凝結空氣中的水蒸氣。
- 水分被排出，降低空氣中濕度。
- 較乾燥的空氣提高人體舒適度，一般設計成排放相對濕度在 40% 至 60% 之間的空氣。
環境影響
- 早期使用的冷凍劑氟利昂會破壞臭氧層。
- 目前已使用對臭氧層無害的冷凍劑，例如 R-410A。
其他技術
- 吸收式冷凍機組使用燃氣渦輪發電機產生冷水。
- 全熱交換機可以節省能源並引入過濾的室外空氣。
影響
- 空氣調節改進了舒適度，並影響了各個行業和生活方式。
- 它對現代城市和經濟發展產生了重大影響。
冷氣歷史
冷氣歷史悠久，可追溯至古埃及和古希臘時代，人們運用風力、水力和蒸發冷卻原理來降低室內温度。本文將深入探討冷氣的起源與發展，介紹歷代重要技術與關鍵人物。
古代時期
古埃及
早在4500年前，古埃及人已使用風塔（malqaf）來通風降温。風塔是一個垂直的煙囱狀結構，頂部有幾個敞開的窗口，風吹過頂部窗口時，會產生負壓，並將新鮮空氣從底部窗口吸入室內。
古希臘
古希臘人則使用水力冷卻器，稱為「psychrolutron」。psychrolutron由一個裝滿冷水的容器組成，容器底部的細孔噴出水滴，水滴在蒸發過程中吸收熱量，從而降低空氣温度。
近代時期
18世紀
1758年，蘇格蘭化學家約瑟夫·布萊克（Joseph Black）提出了潛熱的概念，説明物質在液態蒸發或固態熔化時需要吸收熱量。此發現為現代冷氣機的原理奠定了基礎。
19世紀
1820年，英國物理學家麥可·法拉第（Michael Faraday）發現了氨的液化和蒸發過程中會吸收大量熱量的現象。這項發現成為製冷技術的關鍵突破。
1842年，美國發明家約翰·戈裏（John Gorrie）開發了第一台機械冷卻系統，使用氨作為製冷劑。然而，這台系統過於昂貴和不切實際，無法廣泛使用。
20世紀
1902年：ウィリス・キャリア發明首台現代空調
美國發明家ウィリス・キャリア（Willis Carrier）發明瞭第一台現代空調，該裝置通過蒸汽和冷水管道流動的冷水來冷卻空氣。
1929年：氟利昂問世
美國化學家託馬斯·米德利（Thomas Midgley Jr.）發明瞭氟利昂，一種無毒、不燃且高效的製冷劑，大幅推動了冷氣機的發展。
1950年代：家用分體式冷氣機普及
家用分體式冷氣機普及，內機安裝於室內，外機安裝於室外，分體設計提高了安裝和維護的便利性。
1970年代：變頻冷氣機問世
變頻冷氣機問世，使用直流變頻器控制壓縮機速度，能有效節省能源和降低噪音。
冷氣技術比較
| 製冷劑 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| 氨 | 高效、低成本 | 有毒、易燃 |
| 氟利昂 | 無毒、不燃 | 温室氣體、破壞臭氧層 |
| HFC（氫氟碳化合物） | 無臭、不燃 | 温室氣體 |
| HCFC（氫氯氟碳化合物） | 過渡性製冷劑 | 破壞臭氧層 |
未來趨勢
現代冷氣機已發展得日臻完善，未來發展趨勢將集中於：
延伸閲讀…
歷史上第一台冷氣竟然不是給人吹的！
【潮科技】冷氣進化史| S-Care – 首頁
- 節能：開發更省能源的冷氣技術，如利用餘熱或可再生能源供電。
- 環保：使用環保製冷劑，如二氧化碳（CO2）和氨。
- 智慧化：整合感測器和人工智慧（AI）技術，實現主動控温和遠端監控。