Warren Johnson. A Nemzeti feltalálók Hírességek Csarnokának weboldaláról.
az Egyesült Államokban számos lakó-és kereskedelmi épület rendelkezik termosztátokkal vezérelt fűtési és hűtési rendszerekkel, amelyek általában egy elektronikus műszer, amelyet arra terveztek, hogy érzékelje és szabályozza a hőmérsékletet egy zárt térben a kívánt alapérték hőmérséklet fenntartása érdekében. 2017 júliusától az amerikai otthonok 41 százaléka rendelkezik programozható termosztáttal az Egyesült Államok Energiainformációs Szövetsége szerint. Az intelligens termosztátok, amelyek automatizált funkciókat kínálnak az energiafogyasztás csökkentésére, egyre népszerűbbek, és Észak-Amerikában 4,5 millió otthonban volt intelligens termosztát 2015-ben, ami 78 százalékos növekedést jelent 2014-hez képest. A Markets and Markets által nemrégiben közzétett globális piackutatás azt mutatja, hogy a fűtés, szellőzés és légkondicionálás (HVAC) vezérléseiből származó bevételek világszerte várhatóan 11 dollárról emelkednek.7 milliárd 2017-ben akár 27 milliárd dollár 2023 – ig az energiahatékonyság és az épületautomatizálási rendszerek iránti növekvő keresletnek köszönhetően.
míg a termosztátok meglehetősen mindenütt jelen vannak, mint a modern kényelem, ennek a technológiának szerény kezdete van, mint egy 19.századi tanár ötletgazdája, aki megpróbálta megakadályozni, hogy az osztálytermét a gondnokok folyamatosan megzavarják. Warren Johnson az egyik 2018-as beiktatott a Nemzeti feltalálók Hírességek Csarnoka az automatikus szobahőmérséklet-szabályozás feltalálásáért. Ez a Július a hőmérséklet-szabályozás területén két alapvető szabadalom évfordulóját ünnepli, amelyekért Johnson megkapta ezt a megtiszteltetést. Ma visszatérünk az Evolution of Technology sorozatunkhoz, hogy megvilágítsuk, hogyan született meg és fejlődött ki a modern HVAC technológia egyik legfontosabb fejlődése.
HVAC története az ókori Rómától a 19.század közepéig
míg a HVAC rendszerek az elmúlt 150 évben a legnagyobb fejlődési időszakot tapasztalták, az ősi kultúrák különböző módon próbálták szabályozni a beltéri hőmérsékletet, hogy melegen maradjanak. Az ókori Rómában a hypocaust képes volt melegíteni a forró fürdőket és más középületeket úgy, hogy üzemanyagot égetett egy földalatti helyiségben, majd a meleg levegőt egy csőrendszeren keresztül keringette, hogy a felső szobákat melegen tartsa. Bár a Római Birodalom után sok évszázadon át kályhákat használtak a helyiségek fűtésére, a modern fűtési rendszerek bevezetése az épületépítésbe nagyrészt orosz művész és építész munkájára nyúlik vissza Nyikolaj Lvov aki az 1700-as évek végén szellőztető rendszert dolgozott ki az épületek számára a szabadban érkező levegő melegítésére.
a hőszabályozó rendszerek az 1600-as évek elejére nyúlnak vissza Cornelius Drebbel holland mérnök munkájával, aki kifejlesztett egy csirke inkubátort, amely higanykészüléket használt a zárt levegő hőmérsékletének automatikus szabályozására. Sokan ezt tartják a világ első termosztátjának, valamint a világ egyik első visszacsatolással vezérelt eszközének. Az 1830-as években skót vegyész Andrew Ure kifejlesztette az első termosztátot, amelyet egy egész helyiség hőmérsékletének szabályozására terveztek, hogy megpróbálja szabályozni a textilgyárak beltéri hőmérsékletét.
Warren Johnson automatizálja szobahőmérséklet-szabályozás, hogy megszüntesse osztálytermi zavarok
született November 6, 1847, a Leicester, Vermont, Warren Johnson költözött családjával fiatal korban, hogy Wisconsin és később lesz egy tanár a State Normal School Whitewater, most ismert, mint a University of Wisconsin-Whitewater. A Johnson által tanított tantermeket az épület alagsorában működő forró levegős kemencék fűtötték. Az iskolai gondnokok a kemencerendszerbe beépített kézi működtetésű csappantyúkon keresztül szabályozták a hőt, és a gondnokok óránként egyszer beléptek minden osztályterembe, hogy felmérjék a szobahőmérsékletet, és szükség esetén beállítsák a csappantyúkat. Ezek a rendszeres megszakítások felzaklatták Johnsont, és olyan technológiák kifejlesztésébe kezdett, amelyek biztosítják, hogy az osztálytermek állandó hőmérsékletet tartsanak fenn.
július 24-én ünnepeljük a Johnson számára 135-ben kiadott szabadalom 1883-ban, amely a termosztát technológiájára vonatkozik. Számú amerikai szabadalom. 281884, címe elektromos Tele-Thermoscope, azt állította, a kombináció egy fém hőmérő ellátott pin egy szabad végén, és a másik végén a hőmérő szilárdan rögzítve van a tengelye egy fogazott kerék és állítható csavarral; a hőmérő csap kapott egy függőleges rés egy oszcilláló gerenda. A kapott találmány olyan eszközt biztosított a helyiség hőmérsékletének jelzésére, amely gyorsan jelezte a megfigyelő számára, hogy egy helyiség hideg vagy meleg.
míg Johnson első termosztát-találmánya csökkentette a letétkezelő megszakításait az órái során, folytatta a beltéri hőmérséklet szabályozásának automatizálására szolgáló rendszerek fejlesztését. Az első multi-zone automatikus hőmérséklet-szabályozó rendszer megvalósítható kereskedelmi alkalmazás által védett U. S. Patent No.542733 címmel hőszabályozó berendezés és ki július 16-án, 1895. Elsődleges, szekunder és tercier szelepek, folyadéknyomású motorok kombinációját igényelte az elsődleges és szekunder szelepek működtetéséhez, valamint egy termosztatikus motort a tercier szelepek működtetéséhez. Az elsődleges szelep szabályozta a hőellátást, a szekunder szelep szabályozta a folyadéknyomást az elsődleges szelepben, a tercier szelep pedig a folyadéknyomást a szekunder szelepben. A szeleprendszer úgy működött, hogy a lakásokat közös forrásból melegítse, miközben lehetővé tette a hő kikapcsolását az egyes helyiségekbe, amikor a helyiség hőmérséklete eléri a kívánt határértéket.
Johnson 1883-ban otthagyta a tanítást, hogy a termosztát és a fűtési technológiák fejlesztésére koncentráljon. Megalapította a Johnson Electric Service Company-t, később Johnson Controls, technológiájának kereskedelmi forgalomba hozatalára. Szobahőmérséklet-szabályozó rendszerét az Egyesült Államok Capitoliumában, A New York-i Értéktőzsdén, a West Pointban és Andrew Carnegie otthonában telepítenék. Johnson 50 dollárt keresne. szabadalmak élete során és 2008-ban a Johnson hőmérséklet-szabályozási rendszert az American Society of Mechanical Engineers (ASME) történelmi Gépészmérnöki mérföldkőnek nevezték el.