La storia del principio del condizionatore d’aria, oggi ampiamente utilizzato, è legata al nome di un ingegnere americano, Willis Carrier. I moderni e popolari condizionatori d’aria del marchio Carrier portano il suo nome.
Un condizionatore d’aria è semplicemente un “frigorifero al contrario”
Tutto è iniziato quando il proprietario di una tipografia di Brooklyn si è lamentato dell’elevata umidità e del calore dell’edificio, che facevano sbavare l’inchiostro sulla carta. Si chiedeva come abbassare l’umidità nella tipografia.
Giovane ingegnere, Carrier decise di utilizzare una legge fisica per risolvere il problema: quando la temperatura scende, l’umidità dell’aria diminuisce.
Carrier conosceva le macchine per la refrigerazione industriale e in breve tempo costruì un apparecchio elettrico, il cui alloggiamento comprendeva bobine raffreddate da una macchina per la refrigerazione. Era il 1902.
La prima installazione di Carrier ha ridotto l’umidità nella stamperia del 55%. Le “macchine per il calpestio dell’aria”, come le chiamava enigmaticamente Carrier, erano installate per asciugare l’aria nelle fabbriche di cotone, tessuti e pasta.
Ben presto un ingegnere tessile coniò il termine “aria condizionata”, in quanto il termine “aria condizionata” era utilizzato nella lavorazione dei filati e dei tessuti. E solo dopo abbiamo notato che il nuovo dispositivo non solo deumidifica l’aria, ma la raffredda anche. Ha più di cento anni.
Nel 1929, Carrier ha sviluppato condizionatori d’aria domestici per raffreddare e deumidificare l’aria nelle abitazioni private. Sono stati sviluppati nuovi progetti con dimensioni e potenza ridotte.
Nello stesso periodo Carrier iniziò a installare filtri dell’aria nei suoi condizionatori. Poi è arrivata la funzione di riscaldamento e così via.
Ma il principio di funzionamento che Carrier utilizzò nella sua prima installazione nel 1902 rimane lo stesso anche oggi. Il principio è lo stesso del frigorifero domestico.
Tuttavia, anche le persone tecnicamente alfabetizzate spesso dimostrano incomprensione, da cui derivano diffidenza e molti pregiudizi.
Ecco come funziona un condizionatore d’aria, che potremmo definire un “frigorifero al contrario”.
Durante il funzionamento in modalità di raffreddamento, l’aria del locale viene aspirata dal ventilatore attraverso il filtro dell’aria nel vano interno e allo stesso tempo viene ripulita dalla polvere. Compresso dal compressore, il refrigerante freon surriscaldato fluisce nel condensatore, un lungo tubo a zig-zag.
Qui rilascia in parte il suo calore nell’ambiente all’aperto . Dopo aver attraversato la valvola di espansione, la pressione del freon diminuisce drasticamente ed entra nell’evaporatore dove bolle, evapora e si trasforma in gas.
L’evaporazione richiede molta energia termica. Viene estratta dall’aria che passa sopra l’evaporatore e una parte dell’umidità si condensa sull’evaporatore stesso. L’aria purificata, raffreddata e asciugata viene reimmessa nell’ambiente.
Il calore estratto dall’aria viene trasportato dal freon che circola nella batteria condensatore e rilasciato all’esterno dell’edificio. Il freon evaporato viene nuovamente aspirato dal compressore e il ciclo si ripete.
E un’altra cosa sulla relazione tra frigorifero e condizionatore d’aria. C’è un aneddoto dei Chukchi: “Perché comprano i frigoriferi??! E poi per tenersi al caldo: fuori ci sono -40 gradi e dentro il frigorifero +4!”.
In realtà il frigorifero può solo creare la differenza di temperatura impostata verso il basso e non è in grado di fornire una temperatura nella camera frigorifera superiore a quella esterna. Estrae il calore in eccesso dal vano di raffreddamento e lo rilascia all’esterno.
Fisicamente la battuta è sbagliata, ma è spiritosa. Ma il condizionatore è un frigorifero “a rovescio”, una pompa di calore che preleva il calore dall’aria esterna e lo trasferisce all’interno della casa, in stretta conformità con il ciclo di Carnot studiato a scuola ! .
Anche se fuori c’è il minimo, l’aria è ricca di calorie rispetto allo zero assoluto dello spazio. Quindi il Chukchi può davvero scaldarsi dal frigorifero se funziona “al contrario”. La maggior parte dei moderni condizionatori è in grado di erogare energia in due direzioni: sia per il raffreddamento che per il riscaldamento.
È vero che l’aria condizionata raffredda l’aria?
Non è tutta la verità. Se si guarda al dizionario inglese-Italiano, allora la parola “to condit” significa: portare in condizioni desiderabili, necessarie buone . In una parola, per portare l’aria in una stanza a un condizionatore.
Spesso l’aria in un locale è troppo calda o troppo fredda, troppo umida o troppo secca. L’aria può essere inquinata da polvere, batteri patogeni, allergeni, spore di muffa… Tutto questo è molto dannoso per la nostra salute.
Un moderno condizionatore d’aria ha lo scopo di portare l’aria, che respiriamo all’interno, in “condizione condizionata” da tutti questi indici.
A partire dal 1902, quando fu creato il primo apparecchio con la sola funzione di deumidificazione, il condizionatore d’aria ha progressivamente acquisito nuove funzioni. Entro il 1958 è in grado di raffreddare, deumidificare e purificare l’aria con l’aiuto dei filtri.
Nel 1958 è stato prodotto il primo condizionatore d’aria, in grado di funzionare sia a freddo che a caldo. Ecco la quarta funzione: riscaldare l’aria, se necessario. I modelli di ultima generazione hanno anche una funzione di ionizzazione dell’aria e una quinta funzione.
E ora ci sono sempre più modelli in grado di arricchire l’aria di ossigeno. Questa è la sesta funzione. Le aziende più avanzate producono condizionatori d’aria con sensori del contenuto di anidride carbonica nell’aria e con una funzione di rimozione della CO2 in eccesso. Ecco la funzione numero sette.
Qualsiasi condizionatore può funzionare anche come ventilatore. È un’altra funzione, l’ottava. In breve, un moderno condizionatore d’aria sostituisce un’intera serie di apparecchiature per il trattamento dell’aria e il miglioramento dell’ecologia delle nostre case.
Quindi, l’affermazione che i condizionatori d’aria raffreddano solo l’aria non era vera fin dall’inizio.
Anche l’idea che il condizionatore sia necessario solo nella stagione calda è un’illusione. Ad esempio, in Scandinavia, con il suo clima fresco e l’estate breve, quasi tutti gli uffici e molte case di abitazione sono dotati di condizionatori d’aria. Non serve tanto a raffreddare l’aria, quanto a creare un microclima confortevole nella stanza per tutto l’anno.
Oggi i condizionatori non si limitano a raffreddare o riscaldare l’aria. Devono fornire: temperatura ottimale; umidità confortevole; aria pulita e mobile; funzionamento silenzioso; alto grado di affidabilità; facile manutenzione; eseguire una serie di programmi speciali. Allo stesso tempo, i condizionatori d’aria dovrebbero entrare idealmente all’interno di un locale.
Il condizionatore d’aria è una fantastica invenzione moderna che rende le estati più sopportabili. Ma, proprio per questo, mi chiedo: chi è stato il geniale inventore di questa meraviglia tecnologica? Sarei curioso di sapere quando è stato ideato e quali sono state le motivazioni dietro questa invenzione. Qualcuno ha qualche informazione a riguardo?