에어컨의 발명과 역사 / 캐리어 이야기

에어컨의 발명과 역사 / 캐리어 이야기

한때 사치품으로 여겨 졌던 에어컨은 이제 우리가 가정, 기업, 병원, 데이터 센터, 실험실 및 우리 경제와 일상 생활에 필수 요소 입니다.
공기 온도는 미국 가정의 모든 에너지 소비의 48 %가 냉각의 결과임을 우리에게 매우 중요 가열 , 에너지 정보 관리에 따라 가장 중요한 혁신과 마찬가지로 현대의 상업용 및 주거용 에어컨 기술은 오늘날의 문제에 대한 창의적인 해결책을 내놓도록 도전 한 과학자와 발명가의 일련의 발전의 결과입니다. 
 

1840년대에 의사이자 발명가 인 플로리다의 존 고리 박사는
"고온의 악"에서 주민들을 구제하기 위해 도시 냉각 아이디어를 제안했습니다. 

존 고리는 냉각이 말라리아와 같은 질병을 피하고 환자를 더 편안하게 만드는 핵심이라고 믿었지만, 병실 냉각을위한 그의 기본 시스템은 미국 북부의 얼어 붙은 호수와 개울에서 얼음을 플로리다로 운송해야했습니다.

이 값 비싼 물류 문제를 해결하기 위해 존 고리는 인공 냉각 개념을 실험하기 시작했습니다. 

그는 말, 물, 바람 구동 돛 또는 증기로 구동되는 압축기를 사용하여 얼음을 만드는 기계를 설계했으며 1851 년에 특허를 받았습니다. 
Gorrie는 그의 특허 기술을 시장에 출시하는 데 실패했지만 주로 그의 최고 재정 후원자의 죽음-그의 발명품은 현대식 에어컨과 냉장의 토대를 마련했습니다.

 

인공냉각 아이디어

인공 냉각에 대한 아이디어는 엔지니어 윌리스 캐리어가 최초의 현대식 전기 공조 장치를 발명 할 일을 맡을 때까지 몇 년 동안 정체되었습니다. 

일련의 실험을 통해 캐리어는 냉각 코일을 사용하여 습도를 제어하는 시스템을 설계하고 공기를 가습 (가열)하거나 제습 (냉각) 할 수있는 "공기 처리 장치"에 대한 특허를 확보했습니다. 

그는 계속해서 자신의 기술을 테스트하고 개선하면서 직물 공장에서 공기의 습도와 온도를 조절하기위한 자동 제어 시스템을 고안하고 특허를 받았습니다.

캐리어는 습도 조절과 공조가 다른 많은 산업에 도움이 될 수 있다는 사실을 깨닫고 얼마 지나지 않아 버팔로에서 헤어지고 6명의 다른 엔지니어와 함께 캐리어 에어컨을 설립했습니다.


1904 년 세이트 루이스 월드 페어에서 주최측은 미주리 주 건물을 식히기 위해 기계식 냉장을 사용했습니다. 이 시스템은 분당 35,000 입방 피트의 공기를 사용하여 1,000 석 규모의 강당, 원형 홀 및 미주리 주립 빌딩 내의 다른 방을 냉각했습니다. 미국 대중이 쾌적 냉각 개념에 처음으로 노출 된 것은 이번이 처음입니다. 
은색 스크린으로 할리우드 스타를보기 위해 미국인들이 영화관으로 몰려 들었던 1920 년대에 컴포트 쿨링 기술의 큰 발전이있었습니다.
 

냉각기

 

공공 극장을위한 초기 냉각 시스템은 기본적으로 바닥 통풍구를 통해 차가운 공기를 분배하는 냉장 장비로 개조 된 난방 시스템으로, 높은 수준에서는 뜨겁고 무더운 상태를, 낮은 수준에서는 훨씬 더 낮은 온도를 초래했습니다. 

따뜻하게. 1922년 캐리어 에어컨 회스는 로스 앤젤레스의 메트로폴리탄 극장에 극장 용으로 잘 설계된 최초의 냉각 시스템을 설치했습니다.이 시스템은 더 높은 통풍구를 통해 시원한 공기를 펌핑하여 건물 전체의 습도 조절과 편안함을 개선했습니다.

1922 년 5 월 뉴욕의 Rivoli Theatre에서 캐리어는 기존 장치보다 움직이는 부품과 압축기 단계가 적은 원심 냉각기를 사용하는 새로운 유형의 시스템을 공개적으로 선보였습니다. 획기적인 시스템은 신뢰성을 높이고 대규모 에어컨의 비용을 낮추어 전국적으로 사용을 크게 확대했습니다.
 

 

집으로 냉각하기 

냉각 기술의 발전에도 불구하고 이러한 시스템은 가정에 비해 너무 크고 비쌌습니다. 냉동 기술을 기반으로 Frigidaire는 1929 년에 가정용으로 사용할 수있을 정도로 작고 라디오 캐비닛 모양의 새로운 분할 시스템 룸 쿨러를 시장에 출시했습니다. 그러나이 시스템은 무겁고 비싸며 별도의 원격 제어 응축 장치가 필요했습니다. General Electric의 Frank Faust는이 디자인을 개선하여 독립형 실내 냉각기를 개발했으며, General Electric은 결국 1930 년부터 1931 년까지 32 개의 유사한 프로토 타입을 생산했습니다.

같은시기에 제네럴 모터스의 토마스 미들러 와 로버트 맥너리는 클로로 플루오로 카본 (CFC) 냉각제를 합성하여 세계 최초의 불연성 냉매가되어 에어컨의 안전성을 크게 향상 시켰습니다. 

그러나 화학 물질은 수십 년 후 오존 고갈과 관련이 있으며 1990년대 몬트리올 의정서 이후 전 세계 정부에 의해 결국 단계적으로 폐지되었습니다. 오존을 파괴하지 않는 탄화수소 (HFC)는 인기를 얻었지만 결국 기후 변화와 관련이 있습니다. 

에너지 부서의 빌딩 기술 사무소와 오크 리지 국립 연구소의 최근 획기적인 연구는 지구에 해롭지 않은 새로운 냉매와 기술을 개발하고 있습니다.

엔지니어 Henry Galson은 계속해서 더 작고 저렴한 버전의 창문 에어컨을 개발하고 여러 제조업체를위한 생산 라인을 구축했습니다. 

1947 년까지 이러한 시스템 중 43,000 개가 판매되었습니다. 처음으로 주택 소유자 는 값 비싼 업그레이드 를하지 않고도 에어컨을 즐길 수있었습니다 .

1960년대 후반까지 대부분의 새 주택에는 중앙 냉방 장치가 있었고 창문 냉방 장치는 그 어느 때보 다 저렴하여 애리조나와 플로리다와 같은 더운 날씨의 주에서 인구 증가를 촉진했습니다. 에너지 정보국에 따르면 현재 에어컨은 거의 1 억 가구에 있으며 전체 가구의 87 %를 차지합니다.

 
1970 년대에 에어컨 사용이 급증하면서 에너지 위기가 닥쳤습니다. 이에 대한 대응으로 의원들은 에너지 소비를 줄이기위한 법을 전반적으로 통과시켜 주별 표준의 패치 워크가 아닌 에어컨 제조업체를위한 단일 연방 에너지 효율 표준을 설정하는 에너지 부서의 기기 및 장비 표준 프로그램의 무대를 마련했습니다. .

1992 년부터 에너지 부서는 주거용 중앙 에어컨 및 히트 펌프 제조업체에 대한 보존 표준을 발표했습니다. 초기 표준은 1993 년부터 2023 년까지 에너지 비용을 약 290 억 달러 절감 할 것으로 예상됩니다. 2006 년 통과 된 표준은 2006 년부터 2035 년까지 약 700 억 달러의 에너지 비용을 절감하고 3 억 6,900 만 미터 톤 이상의 탄소를 피할 것으로 예상됩니다. 
이산화물 배출량은 약 7200 만 대의 연간 온실 가스 배출량에 해당합니다.

이 프로그램은 이미 소비자가 에너지 와 비용을 절약 하는 데 도움이되는 새로운 에어컨 기술의 엄청난 효율성 개선을 주도했습니다 . 사실 오늘날 새로운 에어컨은 1990 년에 비해 에너지를 약 50 % 적게 사용합니다.
 

에어컨의 미래 

어플라이언스 표준 외에도 빌딩 기술 사무소 내 에너지 부서의 신흥 기술 프로그램 은 에어컨을보다 효율적이고 지속 가능하게 만드는 응용 연구 및 개발을 지원합니다.

현재이 프로그램은 공기 조화의 다음으로 큰 일인 비 증기 압축 기술을 개발하고 있습니다. 비 증기 압축 기술은 환경에 해를 끼치는 HFC를 사용하지 않고 새로운 냉각 시대를 열었습니다. 비 증기 압축 기술은 에너지 소비를 50 %까지 줄일 수있는 것으로 추정됩니다.