空调的发明,居然是人类沾了印刷机的光

作者:肖溪树来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-07-05

空调的诞生原本是为印刷机服务的,然而它最终还是成为了人类的消暑“利器”。

说起对盛夏湿热的体验,人们大多会用酷暑难耐来形容!多亏有了空调相伴,才使人们摆脱了暑热之苦。

然而,空调最初并不是为人类研发的。1902年,世界上第一个空调系统诞生了,但它是按照印刷机的“体验”进行设计的。

说起空调的发明,有一个人不能不提,他就是美国工程师及发明家威利斯•开利(Willis Haviland Carrier,1876年-1950年)。由于他是现代空调系统的发明者,因此被誉为是“空调之父”。

那么,空调是怎样发明出来的呢?人类又是如何享用到这个伟大发明的呢? 

“空调之父”——威利斯•开利

“空调之父”——威利斯•开利(图片www.lssdjt.com)

知冷知热的印刷机

1901年,开利毕业于康奈尔大学,并获得机械工程硕士学位。他入职的第一份工作是在一家锻造公司担任供暖工程师。第二年,他接手的第一个任务就是处理纽约市沙克特威廉印刷厂的温度和湿度问题。

威利斯•开利

威利斯•开利(居想网)

原来,这家印刷厂是锻造公司的客户单位。这家印刷厂在生产中遇到了一个大难题,由于空气温度和湿度的变化,使得纸张的伸缩不定,这样就导致了油墨对位不准,自然就无法生产出清晰的印刷品了。于是,这家印刷厂就求助于关联公司了。

印刷也是一个细活,对环境条件的要求也是十分苛刻的。比如,对室内温度和湿度都是有要求的,一般冬季要保持在21℃,夏季要保持在27℃,全年相对湿度要保持在55%。对于只有26岁的开利来说,这个问题无疑是一个巨大的挑战。

不过,开利是个聪明人。他很快就找到了问题的症结所在,原来都是湿热波动惹的“祸”。但是,要想用机器装置来解决这个问题还是要付出努力的。


大雾让他茅塞顿开

开利的一次经历开阔了他的思路。有一天的傍晚,开利在某火车站等火车的时候,那弥漫天空的大雾启发了他,使得他对温度、湿度和露点之间的关系有了更深刻的认识。

说起雾,可以说是无人不晓。然而,真正能从大雾中捕捉灵感的人并不多。自然界的雾可能是纷繁复杂的,但就其本质来说都是一样的,那就是由水气遇冷凝结而成。

开利心想,既然大雾是水气遇冷凝结而成,那就说明此时这里的空气湿度大约为100%,可是人们为什么感觉不到湿润感呢?原来是由于温度比较低的缘故,即使空气中的水分达到了饱和,其水分量也并不是太多。

再回到印刷厂的问题上来,开利似乎已经有了破解之策。“好了,就从这里突破!”开利决定用“湿润”空气的方式来控制空气的湿度问题,如用控制气温的办法来控制空气里的水分含量,同时通过控制喷雾水的温度来控制饱和温度。

1902年开利发明的第一套现代空调系统

1902年开利发明的第一套现代空调系统(williscarrier.com

1906年,开利的发明以“空气处理装置”为名获得了美国专利。该装置调节温度和湿度水平的方法,构建了现代空调系统的基本框架。

受益于开利现代空调系统的印刷品(网络图)

受益于开利现代空调系统的印刷品(williscarrier.com)

开利缘于印刷企业的发明,开创了空气温度和湿度人工调节的先河 ,并在诸多生产领域获得了广泛认同。在之后的20年间,开利的空调系统逐渐应用于化工、制药、食品以及军工等行业。


人类沾了机器的光

开利并没有满足于最初空调的发明,而是向着更高的目标进军了。1911年,开利发表了他关于温湿度基本原理的论文,后来演变为著名的“湿空气焓湿图”。如今,该公式已经成为空调行业的计算标准和依据。

开利最早绘制了湿空气焓湿图(网络图)

开利最早绘制了湿空气焓湿图(williscarrier.com)

1915年,开利与人合作成立了开利空调工程公司,从此开始了空调工程的职业生涯。1922年,开利工程公司研制成功了离心式空调机。开利还对其发明进行了改良,比如新型冷媒的应用使机组体积大幅度减小,并因此拓展了空调的应用领域。

空调的发明

现代空调应用于糖果企业(网络图)

空调的应用从工业向民用的转型则是从大剧院开始的。在20世纪20年代,那时候的剧院是最怕夏天的。因为气候炎热,大剧院内简直就像蒸笼一般,实在是留不住人啊。开利把空调装进了大剧院,自然是拯救了娱乐业了。

开利把空调装进了大剧院(网络图)

开利把空调装进了大剧院(williscarrier.com)

1924年,开利又把空调装进了赫德森百货公司。此后,开利还把空调装进了美国参议院和白宫。1928年,开利公司又推出了第一代家用空调,但在那个时候的价格至少也得1500美元。再加上二次大战以及经济大萧条等方面的原因,开利空调开拓家用市场就显得很不靠谱了。开利公司决定还是集中力量开拓工业和写字楼的空调市场。

1936 年,空调开始走进飞机的舱内。1939 年,空调汽车开始出现……伴随着大量空调企业向家用空调市场的进发,家用空调才迎来了一个大发展的局面。

1950年9月,开利这位拥有80多项空调专利的发明家因心脏病突发而去世。媒体称其奠定了空调设计技术的基本理论,并开创了科学设计空调的新阶段。

空调的发明具有划时代的意义,它为人类带来的舒适、方便和效率是有口皆碑的。1998年,威利斯•开利博士被《时代》杂志誉为“20 世纪最具影响力的百位名人之一”。为了纪念开利对人类的贡献,美国将开利公司1922年制造的第一台离心式空调机陈列于华盛顿国立博物馆,以让后人记住这项伟大的发明。


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参考文献

【1】 苏州倍佳安防爆电气.《知识点心:空调的趣味历史》,百家号,2016-11-26

【2】庖丁技术.《都知道发明空调的是威利斯·开利,但你了解他吗?》,搜狐科技,2016-08-01


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