Warren Johnson. National Inventors Hall of Famen sivuilta.
monissa asuin-ja liikerakennuksissa ympäri Yhdysvaltoja on lämmitys-ja jäähdytysjärjestelmät, joita ohjataan termostaateilla, yleensä elektronisella laitteella, joka on suunniteltu havaitsemaan ja säätelemään lämpötilaa suljetussa tilassa halutun asetuslämpötilan ylläpitämiseksi. Heinäkuussa 2017 41 prosentissa amerikkalaiskodeista oli U. S. Energy Information Associationin mukaan ohjelmoitava termostaatti. Älykkäät termostaatit, jotka tarjoavat automatisoituja toimintoja energiankulutuksen vähentämiseksi, ovat kasvattaneet suosiotaan ja 4,5 miljoonassa kodissa Pohjois-Amerikassa oli älykäs termostaatti vuonna 2015, mikä on 78 prosenttia enemmän kuin 2014. Global market research äskettäin julkaissut Markets and Markets osoittaa, että maailmanlaajuinen tulot lämmitys, ilmanvaihto ja Ilmastointi (LVI) valvontaa odotetaan nousevan $11.7 miljardia vuonna 2017 jopa 27 miljardia dollaria vuoteen 2023 mennessä energiatehokkuus-ja rakennusautomaatiojärjestelmien kasvavan kysynnän ansiosta.
vaikka termostaatit ovat nykyaikaisena mukavuutena melko kaikkialla, tämä tekniikka on saanut vaatimattoman alkunsa erään 1800-luvun opettajan aivotyönä, joka yritti pitää luokkahuoneensa poissa huoltajien jatkuvilta häiriöiltä. Warren Johnson yksi 2018 jäseneksi National Inventors Hall of Fameen hänen keksinnöstään automaattinen huoneen lämpötilan säätö. Heinäkuussa tulee kuluneeksi vuosi kahdesta merkittävästä lämmönsäätelypatentista, joista Johnson sai tämän kunnian. Tänään, palaamme evoluutio teknologian sarja valottaa, miten yksi tärkeimmistä edistysaskeleista modernin LVI-teknologian suunniteltiin ja kehitettiin.
LVI-järjestelmien historia antiikin Roomasta 1800-luvun puoliväliin
vaikka LVI-järjestelmät ovat olleet suurimmillaan viimeisen 150 vuoden aikana, muinaiset kulttuurit yrittivät säädellä sisälämpötiloja pysyäkseen lämpiminä eri tavoin. Antiikin Roomassa hypokaustilla pystyttiin kuumentamaan kuumia kylpyjä ja muita julkisia rakennuksia polttamalla polttoainetta maanalaisessa huoneessa ja kierrättämällä lämmin ilma sitten putkijärjestelmän kautta pitämään ylähuoneet lämpiminä. Vaikka uuneja käytettiin huoneiden lämmittämiseen vuosisatojen ajan Rooman valtakunnan jälkeen, nykyaikaisten Lämmitysjärjestelmien käyttöönotto talonrakentamisessa juontaa juurensa pitkälti venäläisen taiteilijan ja arkkitehdin Nikolai Lvovin työhön, joka 1700-luvun lopulla kehitti rakennusten ilmanvaihtojärjestelmän ulkoilmasta tulevan ilman lämmittämiseksi.
Lämmönsäätelyjärjestelmät juontavat juurensa 1600-luvun alkuun hollantilaisen insinöörin Cornelius Drebbelin johdolla, joka kehitti kanahautomon, joka käytti elohopealaitetta suljetun ilman lämpötilan automaattiseen säätelyyn. Tämä on monien mielestä maailman ensimmäinen termostaatti sekä yksi maailman ensimmäinen palaute-ohjattavia laitteita. Skotlantilainen kemisti Andrew Ure kehitti 1830-luvulla ensimmäisen termostaatin, jonka tarkoituksena oli säädellä kokonaisen huoneen lämpötilaa yrittäessään säädellä tekstiilitehtaiden sisälämpötilaa.
Warren Johnson Automatisoi Huoneen Lämpötilan säätö Poistaa Luokkahuoneessa Häiriöitä
Syntynyt 6. marraskuuta, 1847, Leicester, Vermont, Warren Johnson muutti perheensä kanssa nuorena Wisconsin, ja se olisi myöhemmin tullut opettaja Valtion Normal School Whitewater, joka nyt tunnetaan University of Wisconsin-Whitewater. Luokkahuoneet olivat Johnson opetti olivat lämmitetään kuumaa ilmaa uunit toimivat rakennuksen kellariin. Koulun huoltajat säätelivät lämpöä tulipesään asennettujen käsikäyttöisten vaimentimien avulla, ja huoltajat tulivat jokaiseen luokkahuoneeseen noin kerran tunnissa arvioimaan huoneen lämpötilan ja säätämään vaimentimia tarvittaessa. Nämä säännölliset keskeytykset häiritsivät Johnsonia, ja hän ryhtyi kehittämään tekniikoita, joilla luokkahuoneiden lämpötila pysyisi tasaisena.
tänä heinäkuun 24. päivänä tulee kuluneeksi 135 vuotta Johnsonille vuonna 1883 myönnetystä patentista, joka kattoi hänen termostaattitekniikkansa. Yhdysvaltain patentti nro. 281884, jonka nimi oli sähköinen Teletermoskooppi, väitti, että metallisen lämpömittarin, jossa oli tappi vapaassa päässä ja jonka toinen pää oli kiinnitetty lujasti hammastetun pyörän akseliin ja jota säädettiin ruuvilla; lämpömittarin tappi otetaan vastaan pystysuorassa raossa värähtelevällä säteellä. Tuloksena syntyneen keksinnön avulla voitiin ilmoittaa huoneen lämpötila, joka osoitti nopeasti tarkkailijalle, oliko huone kylmä vai lämmin.
vaikka Johnsonin ensimmäinen termostaattikeksintö vähensi huoltajien keskeytyksiä hänen oppituntiensa aikana, hän jatkoi työtään kehittääkseen järjestelmiä, jotka automatisoisivat sisälämpötilojen säätelyn. Ensimmäinen monivyöhykkeinen automaattinen lämpötilansäätöjärjestelmä, joka on mahdollista kaupalliseen käyttöön, suojattiin Yhdysvaltain patentilla nro 542733, joka on otsikoitu Lämmönsäätölaitteeksi ja myönnetty 16. heinäkuuta 1895. Se vaati primääristen, sekundääristen ja tertiääristen venttiilien yhdistelmää, primääristen ja sekundääristen venttiilien käyttövoimana käytettävää nestepainemoottoria ja tertiääriventtiilien käyttövoimana käytettävää termostaattista moottoria. Ensiöventtiili sääteli lämmönsyöttöä, toisioventtiili sääteli ensiöventtiilin nestepainetta ja tertiääriventtiili sääteli toisioventtiilin nestepainetta. Venttiilijärjestelmä toimi niin, että asunnot lämpenivät yhteisestä lähteestä ja samalla lämmön pystyi sulkemaan yksittäisiin huoneisiin, kun huoneen lämpötila saavuttaa halutun rajan.
Johnson jätti opettamisen vuonna 1883 keskittyäkseen termostaatti-ja lämmitysteknologiansa kehittämiseen. Hän perusti Johnson Electric Service Companyn, myöhemmin Johnson Controlsin, kaupallistaakseen teknologiansa. Hänen huonelämpötilan säätelyjärjestelmänsä tulisi asennettavaksi Yhdysvaltain Capitoliin, New Yorkin pörssiin, West Pointiin ja Andrew Carnegien kotiin. Johnson ansaitsisi 50 Yhdysvaltain Dollaria. hänen elinaikanaan ja vuonna 2008 Johnson System of Temperature Regulation nimettiin American Society of Mechanical Engineersin (ASME) historialliseksi konetekniikan maamerkiksi.