文_侯婷婷
Room Air Conditioner
你知道空調的發明者是誰嗎?
文_侯婷婷
自空調系統誕生開始,已經走過了防暑御寒、自動控溫、基本舒適和非感空調階段,并逐步進入感知空調階段。可以說,空調的演變和發展為人們創造了舒適的環境,提升了生活質量和工作效率,對推進社會化進程具有劃時代意義。空調,這個被稱為當代人“生存”必備的元素,你知道它的發明者是誰嗎?

現代空調系統

“空調之父”威利斯·哈維·卡利爾
空調自誕生開始,已經有一百多年歷史了,是家庭中不可或缺的家用電器之一,正所謂“吃水不忘挖井人”,空調是誰發明的?我們不應該忘記它的發明者——被稱為“空調之父”的威利斯·卡利爾。
空調,即空氣調節器(room air conditioner),是通過對空氣的溫度、濕度、純凈度、氣流速度進行處理,滿足人們生產及生活需求的設備。空氣調節的任務就是采用技術手段創造并保持滿足一定要求的空氣環境,其制冷降溫的工作原理是把一個完整的制冷系統裝進空調器,再配上風機和一些控制器來實現的。
被稱為“空調之父”的威利斯·哈維·卡利爾,美國人,1876年11月出生于紐約市。1902年,25歲的紐約工程師威利斯·卡利爾發明了第一臺現代空調系統,這臺機器的工作原理是使空氣通過水冷的卷板,從而達到制冷的效果。然而,卡利爾的這個重要的發明初衷并非由于人們對炎熱天氣的抱怨,而是因為一個印刷作坊。
1901年的夏季,紐約地區空氣濕熱,紐約市某家印刷出版公司由于空氣濕熱,生產大受影響,印刷品油墨不干,紙張也因濕熱伸縮不定,造成印出來的東西模糊不清。為此,印刷出版公司找到了卡利爾當時所在的布法羅鍛冶公司,尋求一種能夠調節空氣溫度、濕度的設備。布法羅鍛冶公司將此任務交給了富有研究精神的年輕工程師卡利爾。卡利爾想:充滿蒸汽的管道可以使周圍的空氣變暖,那么將蒸汽換成冷水,使空氣吹過冷水盤管,周圍不就涼爽了,而潮濕空氣中的水分冷凝成水珠,讓水珠滴落,最后剩下的就是更冷、更干燥的空氣了。基于這一設想,卡利爾通過實踐,在1902年7月17日給該印刷出版公司安裝好了這臺他自己設計的“空調”設備,并取得了較好的效果。世界上第一臺空氣調節系統(簡稱“空調”)由此產生。
但是,這一設備發明后的最初20年間,一直“享用”它的是機械而不是人,當時主要用于印刷廠、紡織廠。到了1915年,卡利爾成立了制造空調設備的開利公司,1922年該公司成功研制了具有里程碑地位的產品——離心式空調機,從此空調效率大大提高,調解空間也空前增大,人類才開始成為了空調服務的對象。
而現在空調的工作原理也是基于卡利爾的發明。空調器通電后,制冷系統內制冷的低壓蒸汽被壓縮機吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器,同時軸流風扇吸入室外空氣流經冷凝器,帶走制冷劑放出的熱量,使高壓制冷劑蒸汽凝結為高壓液體,高壓液體經過過濾器、節流機構后噴入蒸發器,并在相對應的低壓下蒸發,吸取周圍的熱量,同時貫流風扇使空氣不斷進入蒸發器的肋片間進行熱交換,并將放熱后變冷的空氣送向室內,如此空氣不斷循環流動達到降低溫度的目的。
空調自產生到普及也經過了很長一段時間,主要是通過百貨公司和電影院。1924年開利公司為底特律的赫德遜大百貨公司安裝了空調系統,1925年,卡利爾發明的中央空調系統正式在時代廣場的里沃利劇院面對公眾亮相。以后的5年,開利公司給300多家商場和影劇院送去了清涼,空調從此進入了迅猛發展的時代。而住宅用空調的發展比較緩慢,直到1965年,美國才有10%的家庭擁有空調,到了2007年,擁有空調的家庭數量才達到86%。

現代空調系統
空調自誕生開始,已經有一百多年歷史了,是家庭中不可或缺的家用電器之一,正所謂“吃水不忘挖井人”,空調是誰發明的?我們不應該忘記它的發明者——被稱為“空調之父”的威利斯·卡利爾,因為有了卡利爾博士的空調設計技術理論,我們有了四季如春的氣候。
【春秋】蒸發降溫——利用機器結構將水源引至建筑物上方,由銅質排水管流出,通過水流蒸發達到為建筑物降溫的效果。
【戰國】儲水降溫——青銅鑄成,分內、外兩層,上面還有蓋兒,可當冰箱儲存食物,當空調使用時,夾層放冰塊,內層空著,然后把蓋兒打開。
【唐代】通風+蒸發降溫——這時候比較接近現代的空調系統了,涼殿里安裝機械傳動設備和冷水循環,冷水從屋頂淋下,蒸發降溫,輪扇搖轉,借風力將冷風傳送到殿內。
【唐代】物理遮陽——涼棚制作很有創意,以竹骨架、席子做棚,在房屋或者院子里搭一個遮陽罩,還可以做活動棚頂。
【宋代】綠化增濕——在人造瀑布周圍種植大量植物。
【明代】熱壓降溫——利用墻體隔絕熱量,夜間吸收大量的冷氣在日間放出,為建筑物降溫。
【清代】機械通風降溫——用水力作動力鼓風降溫,性能接近當今的電風扇。

古代冰鑒