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为什么发明了空调(空调的发展史——伟大的发明之一)

相信很多人还不知道空调的全称,空调是通过人工手段对房屋内的空气的温度、湿度、流速等参数进行调节和控制的设备,所以空调的全称叫作空气调节器。

空调作为现代人必不可少的家居设备,为人们在夏天提供凉爽,在冬天为人们提供温暖。现代人们已经越来越离不开空调,不愧是“现代四大发明”之一。

在古时候最早的空调房应该是公元前1700年左右,巴比伦人已发明一种古式的空气调节系统,他是利用热空气上升,冷空气下降的原理。通过装置于屋顶的风杆将热气吸出,让外面的自然风穿过凉水并吹入室内,令室内的人感到凉快。下面是我简单画的草图。

空调原理

现代空调主要的制冷原理是通过压缩机工作,吸热或者放热,通过热交换,在经过风机将热气或者凉气吹入到方房间中。

空调制冷制热原理

空调原理的前提

空调中最重要的工作部件就是压缩机了,在19世纪,英国著名物理学家迈克尔·法拉第发现了,压缩气体液化在挥发时会吸收大量的热量,这为压缩机的诞生提供了工作原理。

迈克尔·法拉第

固、液、气之间的放热关系

空调的诞生

在1902年,威利斯·开利工作的印刷厂因为高温导致产品不合格,印刷厂老板希望他能让工厂温度降低下来,因此将这个任务交给了威利斯·开利。很快,他就将自己设计好的空调拿到车间,但是吹出空气的湿度较大,不符合印刷厂的要求。在这个问题在很长一段时间内困扰着威利斯·开利,直至有一天威利斯·开利在火车站等车时,火车进站为降温喷出水汽让他有了灵感,他在原有空调的基础上增加了冷凝装置,他拿着设计好的设备到工厂安装使用。至此,世界上真正意义上的第一台空调诞生。他设计的这台设备被誉为现代喷雾式空调的原型。威利斯·开利也被誉为空调之父。让我们一起为这个伟大的发明家点个赞吧。

威利斯·开利

开利在新泽西州的国际武器和引信公司安装了现代空调

最开始威利斯·开利设计的空调主要是应用在工厂中,目的只是为了降低工厂内的温度和湿度从而增加工厂设备的使用寿命,并且由于需要冷水循环致使空调体积庞大造价高昂。很难在市场上应用。

第一套中央空调系统——商用空调的诞生

到了1906年,水牛城锻造公司向北卡罗莱纳州贝尔蒙的Chronicle纺织厂销售开利的“空气处理设备”,并将其应用于工厂风机加热器的通风系统。这是第一套工业用“中央”加湿系统。

开利第一套中央空调系统

新英格兰纺织厂

家用/轻型商用空调的开端

1914年,开立将空调改进后,第一次将空调应用在位于明尼苏达州明尼阿波利斯查尔斯·盖茨的豪宅。这是空调进入家庭的开端。

明尼苏达州明尼阿波利斯查尔斯·盖茨的豪宅

离心式水冷机组诞生

到了1921年,威利斯·开利他们研发出了离心式水冷机组。可能很多人没有听过离心式冷水机组,但是医院、商场等面积较大的场所应用的中央空调需要用到冷水机组,他对中央空调有着至关重要的作用。他的出现让空调蒸发、冷却所需要的体积大大变小,制冷效率也得到了很大的提升,在寸土寸金的城市中有了使用的可能。在这之后中央空调的冷水机组种类也越来越多,螺杆式冷水机组、涡旋式冷水机组、风冷式冷水机组等等

离心式冷水机组

商用空调——空调正式开始服务与人

一个炎热的夏天。商场内好多人因为天气炎热的原因纷纷晕倒。消费者基本上都没有购买商品的欲望。直到商场内安装了威利斯·开利设计的空调,让商场内部温度变得凉爽,增加了消费者的购买欲望。因此许多商场纷纷安装了威利斯·开利设计的空调。很多没有安装空调的商场慢慢的就经营不下去了。具体是威利斯·开利去商场推销空调还是商场老板主动找威利斯·开利购买空调已经没有办法详细考证了。

开立与1922年研制的第一台离心式冷却水组合照

而空调真的让大家了解还是电影院安装空调开始,许多看电影的人都非常好奇,到底是什么原因让电影院不再炎热。后来大家才了解到不再让房屋内炎热的原因是安装了空调。至此空调这个设备进入大家的视野,当时很多家庭的梦想就是在家中也安装这么一台设备。

美国电影院

空调正式进入家庭

在1928年,开立公司推出了第一代家用空调。但是由于造价和体积等原因,空调一直没有在家庭中大面积普及,随着技术的发展,空调的体积越来越小终于在五十年代初,空调才开始真正的走进千家万户。

开利Weathermaster窗台式空调机组

空调的变革,由一体式空调变为分体式空调

到了上世纪50年代,日本东芝公司研发出了分体式空调,空调由此多了两个名词,“室内机”“室外机”,这也为如今多种多样的室内机提供了基础。

东芝第一台分体式空调

空调的变革,壁挂式、柜式空调

分体式空调一经发布,空调室内机的外形也不再拘束于压缩机等元器件的束缚,设计风格也变得更加多种多样,到了上世纪80年代人们在原有的基础上对于室内机进行改进,调高空调的出风量,提高空调的制冷器面积提高制冷效率,体积变大,这就是柜式空调。

柜式空调

同时期日本三菱公司也研发了壁挂式空调。大家都知道,日本这个国家呢对于房子的空间要求呢比较严格,因此设计的家电都比较轻量化,具体原因呢想必大家都懂我就不再细说了,懂得都懂

壁挂式空调

现代家用空调

随着空调的普及,空调成为了家庭必不可少的电器之一,空调的制造厂商也越来越多。随后空调在外观、品牌、功能上给了大家更多的选择。出现了各种类型的空调向如柱状空调等等,但是现代空调和最初的原理空调并没有什么不同。

圆柱形柜式空调

空调的智能化

到了21世纪,随着科技水平的提高,物联网技术的发展,以及企业对于空调研发的投入,空调已经与全屋智能联动,人们对于空调的选择也越来越多。空调从遥控器控制,转变为现在可以实现手机控制,语音控制,智能场景的联动控制。同时大家对于空调的健康性也提出了新的要求,出现了新风空调。空调越来越成为家庭中必不可少的电器之一。

智能空调

总结:

空调从1902年发明到现在,经历了多种多样的变化,人们从陌生到熟悉,从开始的遥不可及到如今的家中必备,从最开始的手动遥控到如今支持多种控制方式,空调在家用电器中的地位基本上是不可撼动甚至是不可取代的。空调不止是见证了制冷剂的历史,同时也见证了科技发展的历史。