वातानुकूलन यंत्र (Air conditioner)

औद्योगिकीकरणाच्या विकासामध्ये मनुष्याला काही प्रक्रिया करण्यासाठी (उदा. कापड बनवणे) तापमान आणि आद्र्रता नियंत्रित असलेल्या स्वच्छ हवेची गरज भासू लागली. त्याचबरोबर जागेच्या वापरावरील र्निबधांमुळे पूर्वीसारखी नैसर्गिकरीत्या खेळती हवा असणारी घरे बांधणे अडचणीचे आणि महाग होत होते. या गरजेची पूर्तता करण्यासाठी वातानुकूलन यंत्रे शोधली गेली.
इसवी सनाच्या दुसऱ्या शतकापासून चीनमध्ये पाणी आणि पंख्याचा वापर करून गार केलेल्या खोल्यांचे उल्लेख सापडतात. पाश्चिमात्य संशोधकांमध्ये १७५८ मधील बेन्जामिन फ्रँकलिन आणि जॉन हेडली यांचा बाष्पीभवनाचे तत्त्व वापरून वातानुकूलन करण्याचा प्रयोग आणि १८२० मधील मायकेल फॅरेडेचा कमी तापमानाला उकळणारा अमोनिया वापरून वातावरण गार करण्याचे प्रयोग महत्त्वाचे मानले जातात. पुढे अनेकांनी त्यात योगदान देत देत अखेर १७ जुलै १९०२ या दिवशी विलीस कॅरियर याने अमेरिकेतील बफेलो येथे पहिला तापमान आणि आद्र्रता नियंत्रण करणारा वातानुकूलक तयार केला. आणि पुढे ते तयार करणारा कारखानाही सुरू केला. सुरुवातीच्या काळात वातानुकूलनाच्या यंत्रणेमध्ये अमोनिया, मेथिल ऑक्साइड किंवा प्रोपेनसारखे अतिज्वालाग्राही, विषमूलक (Toxic) वायू वापरले जात असत. त्यांच्या गळतीमुळे मोठे अपघात होत. पुढे १९२८ मध्ये थॉमस मिडले याने क्लोरोफ्लुरोकार्बन या उत्कलनबिंदू अमोनियाच्या जवळ असलेल्या वायूचा शोध लावला आणि तो ज्वलनशील नसल्याने या यंत्रणेत सुरक्षितपणे वापरला जाऊ  लागला. हाच वायू ‘फ्रीऑन’ या नावाने ओळखला जातो.वातानुकूलन यंत्रणा कशी चालते, हे सोबतच्या चित्रांमध्ये दिसते.
वातानुकूलन यंत्रणा खोलीतील गरम हवा यंत्रातील थंड नलिकांवरून फिरवते आणि हवेला गार करते, तसेच खोलीतील उष्णता बाहेरील वातावरणात फेकते. घरातील शीत कपाटामध्ये (Refrigerator) चालणारी यंत्रणाच इथेही काम करते.
१. कॉम्प्रेसर त्याच्यात आलेल्या यंत्रणेतील वायूवरील (Refrigerant) दाब वाढवतो. त्यामुळे वायूचे तापमान वाढते.
२. वातानुकूलकाच्या मागील बाजूस असलेल्या नळ्यांमधून उच्च दाबाचा हा गरम वायू बाहेरील वातावरणात उष्णता प्रसारित करतो. त्यासाठी एक पंखा बाहेरील हवा तसेच खोलीतून खेचलेली गरम हवा या नलिकांवर फिरवण्याचे काम करतो. उष्णता बाहेर गेल्यामुळे आतील वायूचे रूपांतर उच्च दाबातील द्रवात होते. याच प्रक्रियेला ‘संघनन’ असे (Condensation) म्हणतात.३. हा उच्च दाबातील द्रव (Refregerent) विस्तारक झडपेमधून पुढे ढकलला जातो. झडपेच्या पलीकडील कमी दाबाच्या भागात प्रवेश केल्याबरोबर या द्रवावरील दाब कमी होतो. ही झडप म्हणजे एक छिद्र असते, ज्याच्या एका बाजूला उच्च दाबाचा द्रव असतो, तर दुसऱ्या बाजूला कमी दाबाचा.
४. कमी दाबाचा गार करणारा द्रव (CFC 12-Dichlorofluromethane) या भागात उकळू लागतो आणि त्याचे वायूत रूपांतर होऊ  लागते. CFC उणे २९.८ अंश C या तापमानाला उकळते. त्यामुळे ते खोलीच्या आतील भागातील उष्णता शोषून घेते आणि आतील भाग गार करते. यासाठीही एक पंखा खोलीतील हवा या थंड नलिकांवर खेळवते. या प्रक्रियेला ‘बाष्पीभवन’ (Evaporation) म्हणतात. ५. या प्रक्रियेत तयार झालेला यंत्रणेतील वायू कॉम्प्रेसर ओढून घेतो आणि हे चक्र सुरू राहते. या यंत्रणेतील तापमान संवेदक खोलीतील तापमानानुसार ही यंत्रणा आपोआप चालू किंवा बंद करण्यासाठी जबाबदार असतो. यंत्राबाहेरील  नियंत्रक उपकरणावर (control panel) आपण आपल्याला हवे ते तापमान निवडून त्याप्रमाणे वातानुकूलक चालवू शकतो.
वातानुकूलकांमधील हा सर्वात लोकप्रिय आणि साधा प्रकार. हवेचे तापमान बाष्पीभवन होणाऱ्या नलिकांवरून जात असताना कमी होते आणि त्यातील बाष्प बाहेर पडते. त्यामुळे हवेची आद्र्रता नियंत्रित होते. हे संघनन (condensation) झालेले पाणी एका छोटय़ा नळीतून बाहेर सोडले जाते. (रस्त्याने जाताना वरच्या मजल्यावरील वातानुकूलकाच्या खालून गेलो तर आपल्या अंगावर हे पाणी पडल्याचे बऱ्याचजणांना आठवेल.) हल्ली नवीन यंत्रांमध्ये हे पाणी संघनन नलिकांवर सोडून त्या नलिकांचे तापमान कमी करतात.
सध्याचे आधुनिक वातानुकूलक विघटित (split) स्वरूपातही मिळतात. या प्रकारामध्ये रेफ्रिजरंट गार करण्याचे काम वेगळ्या ठिकाणी होते आणि गार झालेले रेफ्रिजरंट इतर कुठल्याही ठिकाणी फिरवून तिथे लावलेल्या पंखा असलेल्या छोटय़ा उपकरणाद्वारे खोली गार करता येते.
विघटित वातानुकूलक ((split a/c)-यंत्रणा, बाहेरील उपकरण आणि खोलीमधील उपकरण
मोठमोठय़ा इमारती, चित्रपटगृहे अशा ठिकाणी ती सबंध इमारत गार करण्यासाठी एकाच ठिकाणी मोठय़ा क्षमतेची वातानुकूलन यंत्रणा लावलेली असते. या यंत्रणेतून तयार होणारी गार हवा योग्य आकाराच्या पत्र्याच्या बोगद्यामधून (Duct) हवी तिथे सोडलेली असते.
आजच्या जगात जिथे जिथे कमी आकारमानाच्या जागांमध्ये अधिकाधिक लोकांना काम करावे लागते, तिथे वातानुकूलक हे जीवनावश्यक यंत्र बनले आहे.