Jak klimatyzacja zmieniła świat

I w czym tkwił problem?

Drukarnia Sackett & Wilhelms na Brooklynie chciała mieć system kontroli wilgotności w swojej kolorowej prasie drukarskiej; papier rozszerzał się i kurczył w miarę zmiany wilgotności, rujnując produkt. Młody inżynier o nazwisku Willis Carrier odkrył, że jeśli krąży powietrze nad wężownicami chłodzonymi przez sprężanie amoniaku, to zmniejsza ono wilgotność poprzez kondensację pary wodnej, a także, nawiasem mówiąc, sprawia, że powietrze jest znacznie chłodniejsze. Carrier sprzedał później swoją technologię innym producentom, którzy potrzebowali, aby ich powietrze było bardziej suche (młyny do mąki i producenci maszyn do golenia) lub chłodniejsze (nabiał i pakowanie mięsa). Szybko jednak zdał sobie sprawę, że zastosowania "komfortu" są jeszcze bardziej obiecujące. Wczesne zlecenie dotyczyło chłodzenia Świątyni Masońskiej w Filadelfii. A od lat dwudziestych XX wieku sprzedawał swój "Weathermaker" do kin, domów towarowych, restauracji i biur w całej Ameryce.

Klimatyzacja na świecie

Inne rozwinięte gospodarki z gorącym latem widziały podobne wzorce. Według ostatnich szacunków, około 90% japońskich domów jest klimatyzowanych - tak samo jak w USA. Chiny posiadają obecnie co najmniej 35% światowych klimatyzatorów. Jeszcze bardziej dramatyczny jest rozwój mega-miast, takich jak Singapur i Dubaj, w dotychczas bardzo niegościnnych klimatach. W 1950 roku na południowym wybrzeżu Zatoki Perskiej mieszkało mniej niż 500 000 osób. Dziś jest to dom dla 20 milionów osób. W Arabii Saudyjskiej 70% energii elektrycznej zużywane jest na klimatyzację. W Indiach letnie przerwy w dostawach prądu obwiniane są przez nowe urządzenia klimatyzacyjne klasy średniej.

Czy montaż klimatyzacji to dobra rzecz?

Z pewnością przyczyniło się to do zwiększenia produktywności świata. Ekonomista William Nordhaus stwierdził w 2006 roku, że im cieplejszy klimat, tym mniej produktywni są jego mieszkańcy; badanie przeprowadzone w latach 50-tych przez amerykańskich maszynistów rządowych wykazało, że maszyniści wykonują o 24% więcej pracy przy niskich temperaturach. Dzięki stożkowi powietrznemu korzyści ekonomiczne z bycia chłodnym rozprzestrzeniły się dziś na cały świat. Od tego zależy teraz światowy system ekonomiczny. Fabryki, biura i serwerownie, które zasilają Internet, wszystkie polegają na klimatyzacji. Co więcej, jej korzyści zdrowotne są niepodważalne. W ostatnich dekadach odnotowano dramatyczny spadek liczby zgonów podczas fal upałów w USA, a najsilniejszym czynnikiem ochronnym, jak wynika z jednego z badań, była "działająca klimatyzacja". Filtrując i osuszając powietrze, poprawia ono również wiele chorób układu oddechowego i skóry.

Więc co jest minusem?

Naukowiec Stan Cox w swojej książce "Losing Our Cool" wini powietrze za "marnotrawstwo zasobów, zmiany klimatu, zubożenie warstwy ozonowej i dezorientację ludzkiego umysłu i ciała". Emituje ono około pół miliarda ton CO2 rocznie, a stosowane chłodziwa są jeszcze bardziej zanieczyszczające niż CO2. Klimatyzatory napędzają błędne koło: wypompowują one ciepło, sprawiając, że świat zewnętrzny jest jeszcze gorętszy. Jedno z badań wykazało, że klimatyzatory zwiększyły temperaturę w Phoenix w Arizonie w letnie noce o 2°C. Klimatyzowane społeczeństwo, skarży się Cox, ma mniej wolnych przestrzeni wspólnych i więcej skomercjalizowanych obiektów zamkniętych, takich jak centra handlowe. Zakończyła również takie tradycje jak sjesta i skazała swoich użytkowników na to, co jeden z krytyków nazywa "monotonią termiczną" - globalny standard 22°C (nawiasem mówiąc, poziom dostosowany do mężczyzn, którzy mają wyższe tempo metabolizmu niż kobiety).

Jaka jest przyszłość klimatyzacji?

Dowody sugerują, że rynek będzie się nieubłaganie rozwijał. Jest jednak nadzieja, że architekci i projektanci będą mniej rozrzutni w korzystaniu z klimatyzacji: Na przykład "chłodzenie pasywne" utrzymuje niskie temperatury za pomocą środków niemechanicznych, takich jak stosowanie izolacji, naturalnej wentylacji i powierzchni odbijających światło. Tymczasem japońska kampania Cool Biz zachęca przedsiębiorstwa do podniesienia temperatury w miejscu pracy z 22°C do 28°C oraz do umożliwienia pracownikom noszenia szortów i koszul polo. Air con ma swoich krytyków, ale, jak zauważył The Economist, zużywa znacznie mniej energii niż ogrzewanie - "którego konieczność rzadko jest kwestionowana".

Nauka o klimatyzacji

Ludzie wiedzą jak rozpalać ogień od co najmniej 100.000 lat, ale chłodzenie to bardzo nowoczesna umiejętność. Nowoczesne chłodzenie jest jednak tylko ulepszoną wersją tego, co dzieje się, gdy woda wyparowuje: gdy ciecz zamienia się w gaz, ciepło jest z nią odprowadzane. Na początku XIX wieku naukowcy odkryli, że jeśli używa się płynów lotnych, takich jak eter lub amoniak, proces ten można naładować. To właśnie dzieje się w pętlach cyklu chłodniczego. Czy to w lodówce, czy w urządzeniu klimatyzacyjnym, lotny czynnik chłodniczy jest sprężany do stanu ciekłego, a następnie zmuszany do odparowania wewnątrz urządzenia, tak aby pochłaniało ono dużą ilość ciepła. Następnie jest on wypychany z urządzenia, gdzie ulega mechanicznej kondensacji i wydalany jest z niego ciepło. Następnie ciecz ta ochładza się i powraca do urządzenia, rozpoczynając nowy cykl

Technologia przyszłości

Technologia ta została po raz pierwszy zastosowana do wytwarzania lodu w latach 50-tych XIX wieku. Na początku XX wieku pojawiły się lodówki. Czynniki chłodzące, takie jak amoniak i dwutlenek siarki, są trujące, dlatego też zastąpiono je bezpieczniejszymi chlorofluorowęglowodorami (CFC), które znacznie uszczupliły warstwę ozonową. Zakazano ich stosowania i zastąpiono wodorofluorowęglowodorami (HFC) i innymi chłodziwami - przyjaznymi dla warstwy ozonowej, ale jednak powodującymi emisję gazów cieplarnianych.