گذاری بر تهویه مطبوع
ارتقاء شرایط آسایش و کاهش هزینه‌های انرژی از طریق کنترل اقلیمی صحیح
تهویه‌مطبوع شامل کنترل دما، رطوبت، پاکیزگی و جابجایی هوا در یک فضای بسته (مستقل از شرایط خارج) می‌باشد. یک شیوه سرمایش باستانی در هندوستان شامل آویزش «زیلوهای علف‌های مرطوب» بر روی پنجره‌ها می‌باشد. در این شیوه، هوای ورودی از پنجره‌ها از طریق فرایند تبخیر، سرد می‌شود. در واقع تهویه‌مطبوع نوین از صنایع نساجی قرن ۱۹ام آغاز گردید. در شیوه مذکور از اسپری‌های آب برای فرایندهای همزمان سرمایش و رطوبت‌زایی استفاده می‌شد.
در اوایل قرن ۲۰ام، «ویلیس کریر[۱]» از «شهر بوفالوی نیویورک[۲]»، «کنترل نقطه شبنم[۳]» یعنی «یک واحد تهویه‌مطبوع بر مبنای اصول اشباع هوای سرد و اتلاف رطوبت از طریق چگالش» را اختراع نمود.
به‌علاوه «کریر» سامانه‌ای را نیز اختراع کرد که در سامانه مذکور هوای تهویه شده از سقف ساختمان تغذیه می‌شد و از تراز کف ساختمان نیز تخلیه می‌گرید (اولین بار سامانه مذکور در سال ۱۹۲۲ در «تئاتر متروپلیتن گرومان[۴]» لس‌آنجلس نصب گردید).
اولین ساختمان اداری دارای تهویه‌مطبوع کامل یعنی «ساختمان میلام[۵]» در «سن آنتونیو تگزاس[۶]» در اواخر دهه ۱۹۲۰ میلادی تکمیل شد. توسعه مبردهای گازی فوق کارآی سمیت پایین، با نام «فرئون‌ها[۷]» (ترکیب‌های کربن محتوی فلوئور و کلر یا برم) در اوایل دهه ۱۹۳۰ نیز گام بسیار موثری در راستای ارتقاء سامانه‌های تهویه‌مطبوع بود. تا اواسط دهه ۱۹۳۰، «خطوط ریلی آمریکا[۸]»، واحدهای تهویه‌مطبوع سایز پایین را بر روی قطارهای‌شان نصب نمودند و تا سال ۱۹۳۰ نیز واحدهای متراکم به واحدهای کاربردپذیر در اتاق‌های انفرادی تبدیل شدند. از اواخر دهه ۱۹۵۰ نیز تهویه‌مطبوع در مناطق توسعه‌یافته خارج از آمریکا متداول‌تر شد.
در یک دستگاه تهویه‌مطبوع ساده، مبرد (در حالت مایع فرار) از میان مجموعه‌ای از کویلهای تبخیرکننده عبور می‌نماید و از طریق جذب‌سازی گرمای هوا منتج به سرمایش هوا می‌شود و سپس هوای سرد مذکور به داخل اتاق وارد می‌شود. در این فرایند مبرد از طریق جذب‌سازی گرمای هوا، تبخیر می‌شود. در زمان دست‌یابی هوای سرد شده به نقطه اشباع، محتوای رطوبت هوا بر روی پره‌های واقع بر روی کویل‌ها، چگالش می‌یابد. رطوبت (آب) مذکور سپس به سوی پایین پره‌ها جریان می‌یابد و سپس زیرکش (تخلیه) می‌شود. در انتها هوای سرد و بدون رطوبت فوق از طریق یک دمنده به درون اتاق بازمی‌گردد.
در این میان بخار مبرد از میان یک کمپرسور عبور می‌نماید. پس از افزایش فشار مبرد گازی در کمپرسور، مبرد مذکور به‌طور اجباری از میان کویلهای چگالنده (که در تماس با هوای بیرونی می‌باشند) عبور می‌نماید. تحت این شرایط مبرد فوق مجدداً به حالت مایع (با دفع گرمای جذب-شده داخلی‌اش) چگالش می‌یابد. سپس«هوای گرم شده» به خارج دفع می‌شود و مبرد مایع به کویلهای تبخیرکننده بازگردش می‌نماید و فرایند سرمایش را ادامه می‌دهد. در برخی از واحدها، عملکردهای دو مجموعه از کویل‌ها می‌توانند معکوس شوند; به‌طوری‌که در زمستان، کویلهای درونی منتج به چگالش مبرد می‌شوند و درعوض سرمایش اتاق، منتج به گرمایش اتاق می‌شوند. چنین واحدی را «پمپ حرارتی» می‌نامند.
سامانه‌های بدیل (جایگزین) سرمایش از «آب سرد شده» استفاده می‌نمایند. آب می‌تواند از طریق مبرد در یک مکان مرکزی تحت سرمایش قرار گیرد و از میان کویلهای واقع در مکان‌های دیگر جریان یابد. هنوز در تعدادی از کارخانه‌ها، نوع «سامانه‌های ایرواشر[۹]» قدیمی‌تر برای جلوگیری از نیاز به مقدار حجیم کویل‌ها استفاده می‌شوند. در سامانه‌های فوق (ایرواشر)، جریان آب بر روی فایبرگلاس‌ها پاشیده (اسپری) می‌شود و هوا نیز از میان آن‌ها عبور می‌نماید (از طریق دمش). رطوبت‌زایی تعدادی از سا.مانه‌ها از طریق عبور هوا از میان «ژل سیلیکا[۱۰]» حاصل می‌شود; «ژل سیلیکا» در واقع رطوبت هوا را جذب می‌سازد و در سامانه‌های دیگر نیز جاذب‌های مایع منتج به رطوبت‌زدایی می‌شوند.
طراحی سامانه‌های تهویه‌مطبوع نیازمند ملاحظه‌های بسیاری می‌باشد. یک واحد مستقل می‌تواند برای پوشش مستقیم یک فضای داخلی استفاده شود. سامانه‌های پیچیده‌تر (برای مثال سامانه‌های ساختمان‌های مرتفع) از کانال‌ها برای توزیع هوای سرد-شده استفاده می‌نمایند. در «سامانه القائی[۱۱]»، هوا یک‌بار در یک تأسیسات مرکزی سرد می‌شود و سپس به واحدهای انفرادی منتقل می‌شود; در سامانه مذکور (القایی) از آب برای تنظیم دمای هوا بر طبق متغیرهایی نظیر تابش آفتاب و سایه استفاده می‌شود. در «سامانه دوکانالی[۱۲]»، هوای گرم و هوای سرد از میان کانال‌های مجزایی عبور می‌نمایند و سپس برای دست‌یابی به یک دمای مطبوع، با یکدیگر مخلوط می‌شوند. یک شیوه آسان‌تر برای کنترل دما شامل تنظیم مقدار هوای سرد از طریق کاهش مقدار آن تا زمان دست‌یابی به یک دمای مطبوع می‌باشد; شیوه مذکور را شیوه «حجم هوای متغیر[۱۳]» می‌نامند. شیوه «حجم هوای متغیر» به‌طور گسترده‌ای در هر دو ساختمان‌های اداری و یا تجاری بلند مرتبه و کوتاه مرتبه استفاده می‌شود.
توزیع هوا نیز می‌تواند مشکل‌ساز شود. زیرا قرارگیری مستقیم درمعرض هوای سرد می‌تواند منتج به عدم آسایش ساکنان شود. در مواردی نیز «هوای سرد-شده» باید پیش از واردسازی (دمش) به درون اتاق، تا اندازه‌ای پیش‌گرمایش شود. یک شیوه متداول برای توزیع هوا شامل توزیع هوا از طریق «دیفیوزرهای سقفی[۱۴]» می‌باشد. در این شیوه، هوا از میان دیفیوزهای سقفی (در واقع از تراز سقف) خارج می‌شود و به سوی پایین جریان می‌یابد. هوا از طریق یک «جعبه پلنیوم» و یا «کانال دارای بازشوی مستطیلی» وارد «دیفیوزر خطی[۱۵]» می‌شود. «لوورها (دریچه‌های کرکره‌ای)[۱۶]» نیز مسیر «جریان هوای رو به پایین» را تغییر می‌دهند. واحدهای دیگر از نوع دایروی می‌باشند و پره‌های آن‌ها نیز جریان هوا را پراکنده می‌سازند. برخی از سقف‌ها برای عبور هوای سرد، متخلل می‌شوند و سقف‌های دیگر نیز از طریق سرمایش آسان منتج به گردش هوای سرد از طریق «تهویه اولیه[۱۷]» می‌شوند.
[۳] dew point control
[۴] Grauman’s Metropolitan Theatre
[۵] the Milam Building
[۶] San Antonio, Texas
[۸] American railways
[۹] air-washer systems
[۱۱] the induction system
[۱۲] the dual-duct system
[۱۴] the ceiling diffuser
[۱۵] The linear diffuser
[۱۶] louvers
[۱۷] basic ventilation