تهویه مطبوع یا Air Conditioning  که از آن با عنوان هایی نظیر AC یا A/C نیز یاد میشود سیستمی است که وظیفه رساندن دمای محیط به دمای آسایش با حذف کردن گرما از آن را دارد. این سیستم ها از یک قانوی کلی پیروی میکنند و آن چیزی نیست جز انتقال گرما . در واقع این سیستم با گرفتن گرما از محیط باعث ایجاد سرما در آن میشود . اگرچه این سیستم ها در نگاه اول بسیار ساده به نظر میرسند اما یک سیستم پیچیده برای این فرآیند در آنها تعبیه شده است.

در فرایند تهویه ، یک سیال ( آب یا هوا ) با تبخیر یک مایع دیگر که مبرد نام دارد سرد می شود. سیستم تهویه منزل شما در واقع میتواند به سرعت با تبدیل گاز به مایع و بالعکس گرما را از خانه شما خارج کند. زیرا برای تبدیل مایع به گاز نیاز به جذب گرما و برای تبدیل گاز به مایع نیاز به دفع آن است. به زبان ساده یک سیستم تهویه میتواند دما ، رطوبت و کیفیت هوای خانه شما را بسته به نوع آن ( دیواری ، ایستاده ، پرتابل و … ) تنظیم کند. 

تاریخچه سیستم های تهویه

طراحی سیستم های تهویه قدمتی از دوران  فراعنه دارد ، برای مثال در هند با قرار دادن علف های خیس بر روی پنجره با استفاده از فرایند تبخیر هوای خنک تر وارد خانه میشد. خلاقیت های این چنینی بعدها و در قرن 19 با استفاده از سیستم های اتوماتیکی که آب را در هوا اسپری میکردند بهتر شد . سیستم های قدیمی بیشتر تکیه بر تبخیر آب و گرفتن گرما از محیط طی این فرآیندها داشتند . اما اولین سیستم تهویه نسل جدید در سال 1902 بوسیله ویلیس کریر در پاسخ به مشکلات کیفیتی هوا در شرکت انتشارات نیویورک ساخته شد. این اختراع نه تنها دما بلکه رطوبت آن را نیز با جریان هوا بر روی کویل های سرد کنترل می کرد.

 اولین ساختمان اداری که یک سیستم تهویه کامل برای آن نصب شده بود در اواخر سال 1920 ساخته شد.  در سیستم های تهویه این ساختمان از مبرد گاز فریون استفاده شده بود. ساخت این ساختمان یک قدم بسیار بزرگ برای تکامل سیستم های تهویه بخصوص در اوایل دهه 30 به شما میرفت . در اواسط قرن و دهه 50 شرکت راه آهن آمریکا در ابتدا یک یونیت تهویه در هر قطار و سپس در هر اتاق نصب کرد. بسرعت بعد از این اتفاق سیستم های تهویه برای اتومبیل ها و خانه ها معرفی شدند. این محصولات بدلیل رفع یک نیاز اساسی یعنی رهایی از گرما بخصوص در تابستان ها توانستند مشتریان زیادی را بسمت خود جذب کنند و استفاده از آن ها در کشورهای توسعه یافته و در آن زمان متداول شد.

سیکل عملکرد یک سیستم تهویه مطبوع

سیکل کاری در سیستم های تهویه تراکمی مشابه با سیکلی است که در یخچال منزل دارید. همین سیکل در یخچال است که باعث سرد و تازه نگه داشتن غذا و میوه ها می شود. همانطور که گفتیم وظیفه یک سیستم تهویه یا کولر انتقال گرما از یک محیط به محیط دیگر است. این کار با عبور هوا از روی یک سری لوله های مسی که evaporator نام دارد انجام می شود. evaporator  که با استفاده از مایع مبرد درون آن سرد شده ، در هنگام عبور هوا از میان آن گرما را می گیرد. گرمایی که در اتاق جمع آوری شد بعدا توسط بخشی با نام condenser به بیرون از اتاق منتقل می شود.

در این فرآیند مبرد نقش کلیدی دارد. مبرد یک ماده شیمیایی است که توانایی بالایی در تغییر فاز از مایع به گاز و بالعکس را دارد. در یک سیستم تهویه ، مبرد تحت فشار در طی سیکل بارها به مایع و گاز تبدیل میشود تا بتواند گرما را از محیط خارج کند.

کمپرسور نیز در این چرخه وظیفه فشرده کردن مبرد و جابجایی آن بین اواپراتور و کندانسور را دارد. قسمت مهم بعدی در این سیستم Expansion Valve است که یک لوله بسیار نازک است و با عبور مبرد از آن وظیفه تبدیل مایع به گاز را در سیستم دارد.