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谁发明了空调——威利斯·开利

发布人:润谊环境 发布时间:2019-03-23

威利斯·开利(Willis Haviland Carrier,1876年11月26日-1950年10月7日),美国工程师及发明家,是现代空调系统的发明者,开利空调公司的创始人,因其对空调行业的巨大贡献,被后人誉为“空调之父”。

在超过一千年前,波斯已发明一种古式的空气调节系统,利用装置于屋顶的风杆,以外面的自然风穿过凉水并吹入室内,令室内的人感到凉快。

19世纪,英国科学家及发明家麦可·法拉第(Michael Faraday),发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻,此现象出现在液化氨气蒸发时,当时其意念仍流于理论化。

1842年,佛罗里达州医生约翰·哥里(John Gorrie)以压所落成的新大楼设有中央空调。一名新泽西州Hoboken的工程师Alfred Wolff协助设计此崭新的空气调节系统,并把技术由纺织厂迁移至商业大厦,他被认为是令工作环境变得凉快的先驱之一。

1902年后期,首个现代化,电力推动的空气调节系统由威利斯·开利(1876年-1950年)发明。其设计与Wolff的设计分别在于并非只控制气温,亦控制空气的湿度以提高纽约布克林一间印刷厂的制作过程质素。此技术提供了低热度及湿度的环境,令纸张面积及油墨的排列更准确。其后,开利的技术开始用于在工作间以提升生产效率,开利工程公司亦在1915年成立以应付激增的需求。在逐渐发展下,空气调节开始用于提升在家居及汽车的舒适度。住宅空调系统的销量到1950年代才真正起飞。建于1906年,位于北爱尔兰贝尔法斯特的皇家维多利亚医院,在建筑工程学上具有特别意义,被称为世界首座设有空气调节的大厦。

1906年,美国北卡罗莱纳州夏洛特的Stuart W. Cramer正找寻方法增加其南方纺织厂的空气湿度。Cramer把技术命名为空气调节,并在同年将其用于专利申请中,作为水调节(water conditioning)的代替品。水调节当时是一个著名的程序,令纺织品的生产较容易。他把水汽与通风系统结合以“调节”及转变工厂里的空气,控制纺织厂中极重要的空气湿度。威利斯·开利使用此名称,并把它放进其1907年创办的公司名称:“美国加利亚空气调节公司”(今开利公司)。

因发明了现代空调系统,被后人称为“空调之父”('father of air conditioning')。受国家顾问委员会委托,开发了模拟极地气候的空调装置用于军用飞机的测试,因为其在此方面的成就,曾6次获得空军和海军的“E”勋章,开利对美国军工发展的贡献被称为“最伟大的工程成就”

1915年,开利和其他六位工程师合资35000美元在新泽西州成立了开利工程公司(the Carrier Engineering Corporation ),即开利空调的前身,该公司致力于研发空调技术,并研究空调的商业价值,至今它仍是世界最大的空调公司之一。但空调发明后的20年,享受的一直都是机器,而不是人。直到1924年,底特律的一家商场,常因天气闷热而有不少人晕倒,而首先安装了三台中央空调,此举大大成功,凉爽的环境使得人们的消费意欲大增,自此,空调成为商家吸引顾客的有力工具,空调为人们服务的时代,正式来临了。

1921年,开利发明了第一台离心式冷水机组适用于大型空间的制冷,并在同年获得专利。 

1922年,开利对其发明进一步改良,第一个摒弃有毒的氨而使用更安全的冷媒,并且大大地减小了机组体积,开创了舒适性空调的先河。 

1924年,他成功地将空调从单一的工业使用而同时运用于民用上。公司最初的几个客户包含了麦迪逊广场花园(Madison Square Garden),美国国会的会议厅和美国众议院,还有白宫。

1928年,他开发了第一台家用空调('Weathermaker'),安装在明尼苏达州的明尼阿波利斯。
开利在1930年将公司总部搬到了纽约州的雪城(Syracuse),并于同年,在日本建立了分公司东洋开利,从而成了空调行业领袖。

最初的空调、电冰箱使用氨、氯甲烷之类的有毒气体。这类气体泄漏后会酿成重大事故。托马斯·米基利在1928年发明了氯氟碳气体(chlorofluorocarbon gas), 并将其命名为氟利昂。 这种制冷剂对人类安全得多,但是对大气臭氧层有害。 氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC类冷冻剂的商标,其中每一类冷冻剂名称还包括一个数字,以表示其成分的分子组成(例如R-11, R-12, R-22, R-134)。其中,在直接蒸发式适度冷却产品领域应用最广的R-22 HCFC制冷剂将于2010年起停止用于新生产的设备中,并于2020年彻底停止使用。R-11和R-12在美国已经停产。作为替代品,一些对臭氧层无害的制冷剂已投入使用, 包括商品名为“Puron”的制冷剂R-410A。

但说到空调可以普及,主要是通过电影院。大多数美国人是在电影院第一次接触到空调的。20世纪20年代的电影院利用空调技术,承诺能为观众提供凉爽的空气,使空调变得和电影本身一样吸引人,而夏季也取代了冬季成为看电影的高峰季节。随后出现了大量全年开放的室内娱乐场所,如赌场、室内运动场和商场,这些都得归功于空调的出现。

在二十世纪六,七十年代,美国地区发生罕见的干旱天气,为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题,美国率先研制出风冷式冷水机,用空气散热代替冷却塔,其英文名称是:Air cool Chiller,简称为Chiller!

在空调历史中,美国已经发展和改进了有风管的中央单元式系统,并得到了正在现场安装和修理有风管的单元式空调系统的空调设备分销商和经销商的强力支持。WRAC是最简单和最便宜的系统,能够很容易的在零售商店中购得,并在持续高温来的时候自己安装。同时,无风管的SRAC和SPAC自70年代起在有别于美国市场的动力下在日本得到发展和改进。之后,设备设计和制造技术在90年代被转让到中国,这是通过与当地公司(包括主要元件如压缩机、热交换器、电动机、精细阀和电子控制器的本地制造商)组成的合资公司进行的。在90年代中国也从其它先进国家吸收了较大型空调设备的先进高新技术,并与多数是美国的大公司组成合资企业。