Λέγεται ότι οι βασικές αρχές του κλιματισμού εφαρμόστηκαν στην Αρχαία Αίγυπτο όπου προκειμένου να δροσιστούν, οι Αιγύπτιοι κρεμούσαν καλάμια στα παράθυρα των σπιτιών τους τα οποία έβρεχαν με καθαρό νερό. Η εξάτμιση του νερού έψυχε τον αέρα που έμπαινε στο σπίτι από τα παράθυρα και έτσι χαμήλωνε η θερμοκρασία στο εσωτερικό του σπιτιού. Στην αρχαία Ρώμη, νερό από τα υδραγωγεία κυκλοφορούσε στο εσωτερικό των περιμετριών τοίχων με αποτέλεσμα την ψύξη τους.
Παρ’ όλα αυτά, η ευρεία χρήση των συσκευών κλιματισμού άργησε πολύ να υλοποιηθεί: Ο σύγχρονος κλιματισμός προέκυψε από τις νέες ανακαλύψεις της χημείας κατά τον 19ο αιώνα, και η πρώτη συσκευή κλιματισμού μεγάλου μεγέθους εφευρέθηκε από τον εφευρέτη Willis Carrier το 1902.
Τον 2ο αιώνα, ο κινέζος εφευρέτης Ding Huan της δυναστείας των Χάν, εφηύρε ένα είδος αξονικού ανεμιστήρα με πολλαπλά πτερύγια, διαμέτρου περίπου 3 μέτρων, ο οποίος κινούνταν με ανθρώπινη παρέμβαση.
Το 747 ο Αυτοκράτορας Xuanzong της δυναστείας των Tang κατασκεύασε τον “ψυχρό θάλαμο” μέσα στο αυτοκρατορικό παλάτι, το οποίο ο Tang Yulin περιεγραψε σαν “ανεμιστήρες που κινούνται με την δύναμη του νερού”.
Πηγές από την επόμενη δυναστεία των Song αναφέρουν ευρεία χρήση των ανεμιστήρων για την ψύξη χώρων εντός του παλατιού.
Πολύ αργότερα, τον 17ο αιώνα, ο Cornelis Drebbel πραγματοποίησε επίδειξη με τίτλο “μετατρέποντας τον χειμώνα σε καλοκαίρι”. Η επίδειξη αφορούσε μια συσκευή που λειτουργούσε με πάγο και την προσθήκη αλατιού για περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας.
Το 1758, ο Βενιαμήν Φρανκλίνος και ο John Hadley, (καθηγητής χημείας στο πανεπιστήμιο του Καίμπριτζ) πραγματοποίησαν πειράματα ταχείας ψύξης στερεών σωμάτων με την μέθοδο της εξάτμισης. Οι δύο επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι με την εξάτμιση ουσιών όπως η αμμωνία και ο αιθέρας ήταν δυνατό να επιτευφθούν θερμοκρασίες κάτω του μηδενός. Τα πειράματα περιλάμβαναν ένα υδραργυρικό θερμόμετρο καθώς και φυσητήρες για την επιτάχυνση της διαδικασίας της εξάτμισης. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, κατάφεραν να επιτύχουν θερμοκρασίες μέχρι και -14οC (!) σε έναν χώρο θερμοκρασίας 18οC.
Το 1820, ο άγγλος επιστήμονας Michael Faraday ανακάλυψε ότι η συμπίεση και υγροποίηση της αμμωνίας επέτρεπε την ψύξη του αέρα όταν η υγροποιημένη αμμωνία εξατμίζονταν και μετατρέπονταν και πάλι σε αέριο.
Το 1842, ένας φυσικός στην Φλώριντα των Ηνωμένων Πολιτειών, ο John Gorrie χρησιμοποίησε τεχνολογία συμπίεσης για την παρασκευή πάγου, τον οποίο χρησιμοποιούσε για την ψύξη χώρων στο Νοσοκομείο Apalachicola της Φλώριντα. Ήλπιζε ότι η χρήση του πάγου θα επέτρεπε την μείωση της θερμοκρασίας χώρου στο εσωτερικό των κτιρίων. Ήταν ο πρώτος που ανέφερε τον όρο “κεντρικός κλιματισμός”. Ο Gorrie κατάφερε να πατεντάρει την”παγομηχανή” του το 1851, αλλά ο θάνατος του προϊσταμένου του του στέρησε τις αναγκαίες πηγές χρηματοδότησης και έτσι τα σχέδια του για την κατασκευή του πρώτου μηχανήματος κεντρικού κλιματισμού ναυάγησαν.
Το 1851, ο James Harrison κατασκεύσασε μια πρωτότυπη κλιματιστική συσκευή στο Geenlong της Αυστραλίας. H εφεύρεση του αποτέλεσε την πρώτη ευρείας χρήσεως συσκευή δημιουργίας πάγου με την χρήση κύκλου συμπίεσης – εκτόνωσης .
Η συσκευή του Harrison για την οποία κατάφερε να λάβει πατέντα το 1855 βασίζονταν στις ίδιες αρχές που βασίζονται και οι σημερινές σύγχρονες συσκευές κλιματισμού: Ένα εργαζόμενο μέσο (ψυκτικό υγρό) συμπιέζονταν σε έναν συμπιεστή και στην συνέχεια εκτονώνονταν σε χαμηλή πίεση μέσω μιας εκτονωτικής βαλβίδας. Η συσκευή του είχε ικανότητα παραγωγής 3.000 κιλών πάγου ημερησίως.
Αρκετά χρόνια αργότερα, ένας αμερικανός μηχανικός, ο Willis Carrier, έφτιαξε το πρώτο ηλεκτρομηχανικό κλιματιστικό (κλιματιστικό μηχάνημα η λειτουργία του οποίου βασίζονταν στην ίδια αρχή συμπίεσης και εκτόνωσης, με τη διαφορά ότι η απαιτούμενη ισχύς προέρχονταν από ηλεκτροκινητήρα.
Η συσκευή εφευρέθηκε για λογαριασμό της εταιρίας Sackett Wilhelms, μιας εταιρίας λιθογραφίας και εκτυπώσεων προκειμένου να λυθούν προβλήματα στην παραγωγική διαδικασία που απαιτούσαν ψύξη. Η συσκευή τέθηκε σε λειτουργία στο Buffalo των Ηνωμένων Πολιτειών όπου ο Carrier εργάζονταν ως μηχανικός από το 1902.
Η συσκευή του Carrier δεν ήλεγχε μόνο την θερμοκρασία του χώρου, αλλά και την υγρασία του, προκειμένου τα χαρτιά που χρησιμοποιούνταν στις εκτυπώσεις να διατηρούν την αρχική τους γεωμετρία.
Ο Carrier δημιούργησε την ομώνυμη εταιρία Carrier, την πρώτη εταιρία κατασκευής συσκευών κλιματισμού στον κόσμο, η οποία κατασκεύσασε χιλιάδες συστήματα κλιματισμού για κτίρια.
Ο όρος “air conditioning” αν και χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Stuart W. Cramer στο Charlotte, της Νότιας Καρολίνας όταν αυτός προσπαθούσε να ελέγξει την υγρασία στον αέρα της βιομηχανίας υφασμάτων του το 1902. Τον όρο αυτόν υιοθέτησε ο Willis Carrier, ονομάζοντας την εταιρία του Carrier air conditioning.
To 1945, o Robert Sherman στο Lynn της Μασαχουσέτης εφηύρε ένα φορητό κλιματιστικό που τοποθετούνταν στο παράθυρο του χώρου ψύχοντας τον και ελέγχοντας την υγρασία του. Δυστυχώς λόγω έλλειψης χρηματοδότησης ο Sherman δεν κατάφερε να κατασκευάσει το πρωτότυπο του σε βιομηχανική κλίμακα με αποτέλεσμα την ιδέα του να ιδιοποιηθούν μεγάλες εταιρίες οι οποίες άρχισαν να κατασκευάζουν κλιματιστικά παραθύρου (window air conditioners) σε ευρεία βιομηχανική κλίμακα. Αν και προσπάθησε να διεκδικήσει νομικά τα πνευματικά του δικαιώματα, δεν κατάφερε να κερδίσει τα δικαστήρια κόντρα σε εταιρίες κολοσσούς και πέθανε πάμφτωχος το 1962.
Σήμερα η τεχνολογία των κλιματιστικών έχει προοδεύσει κατά πολύ, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται συνεχώς συσκευές κλιματισμού που λειτουργούν αποδοτικότερα και ασφαλέστερα από ποτέ.
Δημήτρης Παπαδόπουλος
Μηχανολόγος Μηχανικός Τ.Ε.