Lịch sử hình thành và phát triển của máy điều hòa - Phần cuối

CHIẾC MÁY LẠNH ĐẦU TIÊN

Vào cuối thế kỷ 19 khái niệm “sản xuất không khí” đã bắt đầu xuất hiện. Tuy nhiên, đây chỉ là phương pháp kiểm soát độ ẩm trong các nhà máy dệt may để đạt được mức năng suất cao hơn. Sau đó, người ta sử dụng hệ thống làm lạnh được thiết lập từ các đường ống dẫn không khí ẩm đi vòng quanh tòa nhà để bảo quản thực phẩm, làm mát bia, thức uống hoặc để bảo vệ các tài liệu quan trọng.

Vào năm 1902, mô hình máy điều hòa không khí đầu tiên vận hành bằng năng lượng điện được phát minh bởi Willis Carrier (1875-1950) tại Buffalo, New York. Mô hình máy điều hòa đã được thiết kế chế tạo và chính thức vận hành bởi Carrier vào ngày 17 tháng 7 năm 1902 tại Buffalo.

Hệ thống điều hòa không khí đầu tiên được thiết kế để sử dụng cho một nhà máy in, do đó phát minh của Carrier không chỉ kiểm soát nhiệt độ mà còn cả độ ẩm của không khí trong nhà máy. Để làm được điều này, Carrier đã áp dụng kiến thức của ông về quá trình sưởi ấm một vật thể bằng hơi nước và tìm cách đảo ngược quá trình đó. Nguyên lý khá đơn giản, thay vì đẩy không khí qua một ống nung nóng, ông tạo ra dòng di chuyển không khí qua một ống được làm lạnh bằng amoniac hóa lỏng.

Hệ thống bao gồm 2 ống dẫn chính, 1 ống để làm lạnh không khí và 1 ống để cung cấp không khí chứa hơi ẩm. Nhờ đó, hệ thống có thể kiểm soát được độ ẩm ở mức 55% bên trong khối không khí đã được làm lạnh. Do đó, hệ thống làm lạnh có thể bảo quản trang thiết bị trong nhà máy và tạo điều kiện tốt nhất để thực hiện quá trình in ấn. Với hệ thống làm lạnh này, Carrier được mệnh danh là cha đẻ của mô hình máy điều hòa không khí hiện đại.

PHỔ BIẾN MÁY ĐIỀU HÒA

Vào năm 1914 tại Minneapolis, hộ gia đình đầu tiên đã lắp đặt hệ thống điều hòa không khí do Carrier chế tạo. Cỗ máy điều hòa không khí của Gates có kích thước chiều cao 2,1 mét, rộng 1,8 mét và dài gần 7 mét.

Hình ảnh Carrier và hệ thống điều hòa đặt trên nóc 1 tòa nhà.

Từ năm 1917 rạp chiếu phim đầu tiên được trang bị máy điều hòa là rạp New Empire tại Montgomery, bang Alabama. Cùng năm đó, rạp Central Park tại Chicago nhanh chóng lắp đặt hệ thống điều hòa và nhận được sự hưởng ứng nồng nhiệt của khách hàng, đặt biệt là vào những ngày mùa hè. Đây là những nơi người dân có thể tận hưởng được bầu không khí được làm mát bởi máy điều hòa.

Vào năm 1922, Carrier tiếp tục tạo nên 2 bước tiến đột phá cho ngành công nghiệp sản xuất máy điều hòa. Đầu tiên là thay thế chất sinh hàn độc hại amoniac bằng hợp chất khác an toàn hơn là dielene (dichloroethylene, hoặc C2H2Cl2). Bên cạnh đó, các thế hệ máy điều hòa tiếp theo đã được Carrier giảm thiểu tối đa kích thước và cho ra đời những chiếc máy gọn gàng hơn rất nhiều so với trước đó. Bước cải tiến này cho phép máy điều hòa có thể được lắp đặt tại nhiều nơi hơn như cửa hàng bách hóa, cao ốc văn phòng, các toa tàu hoặc những tòa nhà nhỏ.

Giai đoạn từ 1924 đến 1930 chứng kiện sự phổ biến của máy điều hòa đến với nhiều cơ sở làm việc của chính phủ Mỹ như Thượng viện, Hạ viện, Nhà Trắng, trung tâm thương mại và nhiều tòa nhà quan trọng khác trên khắp nước Mỹ.

Năm 1928, kỹ sư người Mỹ Thomas Midgley, Jr. (1889-1944) lần đầu tiên sản xuất thành công Freon, chất khí trơ, khó cháy, không độc hại cho con người. Khí Freon (Chlorofluorocarbon hay CFC) nhanh chóng được sử dụng làm chất sinh hàn trong công nghệ làm lạnh và được sử dụng rộng rãi cho các thế hệ máy lạnh cho tới năm 1994 sau này.

Đến năm 1931, H.H. Schultz và J.Q. Sherman chế tạo thành công máy điều hòa đầu tiên có kích thước nhỏ gọn đặt vừa trên bệ cửa sổ và làm mát không gian 1 căn phòng. Thế hệ máy điều hòa này được chính thức thương mại hóa 1 năm sau đó những chỉ phục vụ những tầng lớp thượng lưu do giá thành chế tạo quá đắt: Từ 10.000 đến 50.000 đô la (tương đương với từ 120.000 đến 600.000 đô la hiện tại). Năm 1946, 30.000 máy điều hòa gia dụng đã được sản xuất và cung cấp cho người dân trên khắp nước Mỹ. Tới năm 1953, hàng triệu máy điều hòa đã được sản xuất và bán ra trên khắp nước Mỹ.

Năm 1957 đánh dấu bước chuyển mình ngoạn mục của công nghệ sản xuất máy điều hòa với việc chế tạo thành công máy nén khí ly tâm đầu tiên trên thế giới bởi kỹ sư người Đức Heinrich Krigar. Kỹ thuật này cho phép chế tạo các thế hệ máy điều hòa mới với kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, vận hành êm và đạt hiệu suất cao hơn so với kỹ thuật dùng piston để nén khí sử dụng trước đó.

Năm 1969, chính công nghệ điện lạnh đã tạo điều kiện góp phần thực hiện chuyến đi lên Mặt Trăng thành công. 2 phi hành gia Neil Armstrong và Buzz Aldrin đã thực hiện chuyến đi bộ trên Mặt Trăng với bộ quần áo phi hành gia có trang bị hệ thống làm mát nhằm chống lại các điều kiện ngoài không gian.

Thời gian tiếp theo, cùng với sự phát triển của KHCN, các phương pháp làm lạnh thân thiện với môi trường và đạt hiệu suất cao được áp dụng cho máy lạnh như kỹ thuật làm lạnh Linde, làm lạnh qua từ tính,...

Cho tới gần đây nhất là công nghệ máy lạnh inverter. Đây là thế hệ máy lạnh sử dụng công nghệ biến tần nhằm thay đổi tần số máy nén để đạt được nhiệt độ mong muốn với biên độ nhiệt tối thiểu, từ đó tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Và đây sẽ là dòng máy lạnh được sử dụng rộng rãi nhất trong hiện tại cũng như trong tương lai.

XUÂN NGUYỄN

Lịch sử hình thành và phát triển của máy điều hòa - Phần 1

Lịch sử hình thành và phát triển của máy điều hòa - Phần cuối