北京COOL青年:暑你最cool——空调制冷技术回顾

2022-07-23 阅读次数:49次

7月23日大暑,北京制冷学会带你一起回顾空调制冷技术!

“赤日几时过,清风无处寻”、“时暑不出门,亦无宾客至”、“清风不肯来,烈日不肯暮”、“晓牧侵星大暑天,昼寻芳树绿阴眠”,等等诗句,足见古人对酷热的无奈。也因此,凸显出空调制冷的重要性——被美国工程院评为20世纪最伟大的20项工程技术成就之一,也被新加坡国父李光耀称为20世纪最伟大的发明。

记载最早的“冰箱空调”源于中国(冬藏夏用,可以赋予它更高大上的名字——“跨季节冰蓄冷环保制冷系统”),既有《周礼》记载的“凌人掌冰,以供祭祀宾客”,也有战国的“青铜冰鉴”。“冰鉴”被不断改进,从青铜“进化”到陶制、木制,以延长冰的使用时间,并沿用至清代。不过此类空调寻常百姓可无福享用,即便对达官显贵也是一种奢侈品。如今,我们在空调屋里工作、学习,已远超过了古代帝王的待遇!

人类主动制冷,或者说机械式制冷,最早在英、美实现。1834年,英国的雅可比珀金斯制造了以乙醚为工质的蒸汽压缩式制冷机,成为此后所有同类制冷机的雏形。1848年,美国佛罗里达的John Gorrie医生基于压缩空气膨胀制冷原理,以马、水、风为动力驱动压缩机成功在医院制冰和冷却空气。有趣的是,向来保守的英国人1850年即授予了其发明专利权,而一向具有开拓精神的美国人则认为他此举亵渎了上帝。当时纽约《世界报》这样报道:佛罗里达州有一个怪癖医生,竟敢与万能的上帝相比,声称自己能用机器制造出冰块。这个“渎圣”的医生直到1851年才获得美国专利权。1902年,美国纽约工程师Willis Carrier发明了首台现代电力空调设备,被后人誉为“空调之父”。不过空调诞生之初,并不是为了给人降温,而是为了帮机器保持相对恒定的温、湿度。“空调,air conditioning”一词也首次出现在纺织车间除湿技术专利中。1904年,在圣路易斯世界博览会上,组织方用机械制冷为密苏里州政府大楼降温,这是公众首次享受到现代空调的舒适性。此后,空调技术得到快速发展,如今仅中国空调保有量就已超过6亿台,年产量超过2亿台,销往全球。

现如今,最常用的空调制冷技术仍采用蒸汽压缩式制冷原理。不过在上百年追求效率、安全、环保的过程中,蒸汽压缩式制冷技术自身在进步的同时,也催生了很多其他的室温区制冷技术。如吸收式制冷、吸附式制冷、喷射制冷等,还有一些新型的固态制冷技术,如热电制冷、磁热制冷、弹热制冷、扭热制冷、电热制冷等。相信随着技术的持续进一步,基于此类制冷技术的空调也会进入大众生活。

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撰稿人:中国科学院理化技术研究所副研究员赵延兴(北京市科协2022-2024年度青年人才托举工程被托举人)


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