Klimatyzacja bez prądu. Sposób znany od starożytności

Klimatyzacja to sposób na przetrwanie najbardziej dokuczliwych upałów. Instalacja klimatyzatora, a także jego eksploatacja, wiąże się jednak z istotnymi kosztami - jest to urządzenie, które zużywa dużo energii elektrycznej. Starożytni Persowie mieli jednak sposób na chłodzenie budynków bez dostępu do prądu. Wykorzystywali w tym celu kanaty - podziemne kanały z wodą.

2,3 tys. lat temu Persowie byli w stanie wykonać instalację, która była w stanie obniżyć temperaturę powietrza nawet o 16 stopni. Aby zrozumieć skuteczność znanych im rozwiązań, wystarczy sobie wyobrazić, że pozwalało ono na przechowywanie lodu przez cały rok.

Perska klimatyzacja składała się z kilku elementów. Pierwszym z nich są kanaty, czyli podziemne kanały z chłodną wodą. Drugim - podziemne cysterny, a trzecim łapacze wiatrów, czyli konstrukcji wznoszonych na dachach budynków, które pomagały na kierowanie wiatru w określonym kierunku. Dzięki znajomości zasad fizyki Persowie byli w stanie stworzyć skuteczną klimatyzację.

Kanaty z lotu ptaka wyglądają jak liczne, regularnie rozmieszczone dziury w ziemi. Ich budowę rozpoczynano od miejsca, do którego dostarczana miała być woda. Tunel prowadzono w stronę wzgórza, gdzie występował tzw. stożek aluwialny, czyli miejsce osadzania zawiesin niesionych przez płynącą wodę. Robiono to, aby natrafić pod ziemią na wodonośne warstwy, czyli zbudować studnię, która będzie zasilać instalację w czystą wodę.

Podczas drążenia tuneli tworzono co jakiś czas otwory, wokół których rozsypywano urobek. Stworzony w ten sposób stożek zabezpieczał otwory przed wpadnięciem do nich niechcianych obiektów, niesionych na przykład przez wiatr. W późniejszym czasie otwory te umożliwiały m.in. konserwację tunelu i napływ świeżego powietrza do jego środka.

Kanaty prowadziły do wzgórza, co oznacza, ze były coraz głębiej pod ziemią. Typowa głębokość kanałów to 30-200 m, ale odkryto je też na głębokości 270 m. Spadek kanału był nieznaczny - ok. 1 m na 1000-1500 m długości. Miało to zapewnić laminarny przepływ wody, dzięki czemu unikano zawirowań, które mogłyby przyspieszać erozję dna kanału.

Głębokość kanałów sprawiała, że woda była w nich chłodna. Podziemne cysterny nie służyły tylko do jej magazynowania, ale we współpracy z łapaczami wiatru zapewniała swoistą klimatyzację. Ich działanie opierało się na efekcie Bernouliego. Łapacze wiatru kierowały gorące powietrze w stronę szybu prowadzącego do kanału. Wytworzone podciśnienie sprawiało, że z szybu zasiane było zimne powietrze, które trafia do pomieszczeń mieszkalnych.

Ogrzane wewnątrz pomieszczenie wylatuje kanałem wentylacyjnym, a stała cyrkulacja sprawia, że budynki są nieustannie chłodzone. Rozwiązanie to pozwalało zatem na utrzymanie niskiej temperatury przy zerowym wkładzie energetycznym.