Advertisement

chú ý video sẽ phát sau khi hoàn tất xem quảng cáo

Máy lạnh (máy điều hòa) là sản phẩm điện gia dụng phổ biến khắp mọi nơi trên thế giới. Đặc biệt là tại một nước nhiệt đới như Việt Nam, được sinh hoạt và làm việc trong môi trường mát mẻ do máy lạnh tạo ra là một nhu cầu tất yếu của tất cả mọi người. Trong những ngày hè nóng bức như hiện nay, chiếc máy lạnh là một sản phẩm không thể thiếu đối với mỗi người chúng ta.

1. CHIẾC MÁY LẠNH ĐẦU TIÊN

Vào cuối thế kỷ 19, đã bắt đầu xuất hiện khái niệm "sản xuất không khí". 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.

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-0

Nhà phát minh Willis Carrier (1875-1950) - Người đầu tiên phát minh máy điều hòa không khí hiện đại.

Năm 1902, mô hình máy điều hòa không khí hiện đại đầu tiên vận hành bằng năng lượng điện được phát minh bởi Willis Carrier tại Buffalo, New York.

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-1

Willis Carrier đang vận hành hệ thống điều hòa không khí hiện đại đầu tiên trên thế giới​.

 

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. 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. Tuy nhiên, hệ thống điều hòa không khí đầu tiên có kích thước rất lớn, cực kỳ tốn kém và rất nguy hiểm do dùng amoniac làm chất sinh hàn, đây là một loại hợp chất có độc tính cao.

2. GIAI ĐOẠN CẢI TIẾN VÀ PHỔ BIẾN MÁY ĐIỀU HÒA

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-2

Ngôi nhà của Charles Gates, người đầu tiên trên thế giới trang bị máy điều hòa tại nhà riêng.

 

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác như làm phim, thực phẩm, thuốc lá, dược phẩm, dệt may và nhiều ngành công nghiệp khác. Năm 1911, Carrier tiếp tục giới thiệu "công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý" cho hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ. Phương pháp làm lạnh này vẫn còn được áp dụng cho đến ngày nay trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp làm lạnh.

Năm 1914 tại Minneapolis, hộ gia đình đầu tiên đã lắp đặt hệ thống điều hòa không khí do Carrier chế tạo. Đây chính là ngôi nhà của con bạc nổi tiếng Charles Gates, người được mệnh danh là "ván bài triệu đô". 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. Tuy nhiên, cỗ máy chưa hề được sử dụng vì không có ai sống trong nhà, nhưng hàng năm Gates phải chi số tiền hơn 60000 đô la để bảo trì toàn bộ căn nhà.

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-3

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

 

Từ năm 1917 đến 1930, rạp chiếu phim chính là nơi để người dân có thể tận hưởng được bầu không khí được làm mát bởi máy điều hòa. Rạp chiếu phim đầu tiên được trang bị máy điều hòa là rạp New Empire tại Montgomery, bang Alabama vào năm 1917. 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.

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-4

Koan Maru, chiếc tàu thủy đầu tiên được trang bị hệ thống điều hòa không khí vào năm 1937​.

 

Vào năm 1922, Carrier tiếp tục tạo nên hai 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 tao tàu hoặc những tòa nhà nhỏ.

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-5

Ảnh chụp một cửa hàng bách hóa được trang bị máy điều hòa (chiếc tủ cao đặt bên cạnh quầy thu ngân)​.

 

Giai đoạn từ 1924 đến 1930, máy điều hòa ngày càng được phổ biến hơn khi có mặt ở 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. Giai đoạn này, các chất sinh hàn thường được sử dụng trong kỹ thuật làm lạnh của máy điều hòa bao gồm ammoniac, methyl chloride hoặc propane.

Năm 1928, kỹ sư người Mỹ - Thomas Midgley, Jr. 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 một căn phòng. Thế hệ máy điều hòa này được chính thức thương mại hóa một năm sau đó, nhưng chỉ phục vụ những tầng lớp thượng lưu do giá thành chế tạo quá đắt: từ 10000 đến 50000 đô la (tương đương với từ 120000 đến 600000 đô la hiện tại.)

3. MÁY ĐIỀU HÒA TRONG CHIẾN TRANH THẾ GIỚI THỨ II

 

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-6

Một tờ quảng cáo máy điều hòa không khí của công ty Carrier​.

 

Sau đó, do ảnh hưởng của cuộc đại khủng hoảng, nhu cầu sử dụng máy điều hòa giảm mạnh và sự phát triển của nền công nghiệp làm lạnh cũng bị đình lại. Phần lớn các nhà máy đều chuyển sang sản xuất các sản phẩm nhằm phục vụ cho chiến tranh. Tại nhiều nơi, máy điều hòa không khí bị tháo gỡ từ các cửa hàng để sử dụng cho nhà máy sản xuất của quân đội. Trong khoảng thời gian này, hàng nghìn chiếc máy điều hòa đã được sản xuất để giữ cho lương thực của quân đội được tươi sống và không bị hư hỏng.

 

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-7

Khung cảnh hạ thủy chiến hạm Liberty Fleet - chiến hạm được trang bị đầy đủ hệ thống làm mát không khí để làm mát cho binh lính, giữ cho thực phẩm tươi sống và làm lạnh nước uống.​

 

Tại các vùng khí hậu nóng, điều hòa không khí còn được sử dụng để bảo quản máy bay chiến đấu. Để đóng góp cho chiến tranh, Carrier còn đề xuất dùng máy điều hòa không khí để mô phỏng điều kiện môi trường trên không trung ngay tại mặt đất để thử nghiệm máy bay, đây là điều mà không có người đương thời nào nghĩ đến. Cũng nhờ đóng góp này, Carrier đã được trao tặng nhiều danh hiệu cao quý bởi cả quân đội lẫn các công ty công nghiệp.

4. TỪ SAU CHIẾN TRANH CHO ĐẾN NGÀY NAY

Sau chiến tranh thế giới thứ II, các sản phẩm phi quân đội được sản xuất bình thường và nền kinh tế tại Mỹ bắt đầu có những khởi sắc quan trọng. Người dân Mỹ bắt đầu mua sắm máy điều hòa và tận hưởng bầu không khí mát mẻ ngay tại nhà. Giá thành sản xuất thiết bị ngày càng rẻ hơn khiến máy điều hòa dần trở thành thiết bị gia dụng bình dân tại 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, 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, máy điều hòa tiếp tục được cải tiến về kích thước, hiệu suất làm lạnh và đặc biệt là sử dụng các phương pháp làm lạnh mới thân thiện với môi trường hơn. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, 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,...

 

hinh-anh-qua-trinh-phat-trien-cua-may-lanh-126-8

Máy điều hòa sử dụng công nghệ Inverter đang được phổ biến hiện nay​.

 

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. Theo dự đoán của các chuyên gia công nghiệp, đây sẽ là dòng máy lạnh được sử dụng rộng rãi nhất trong hiện tại cũng như trong tương lai.

Sưu tầm và biên tập: Yến Nhi

Các Bài Viết Được Xem Nhiều Nhất

Công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 2: con lắc lò xo

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

228860

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 2: con lắc lò xo, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 1: tổng quan về dao động điều hòa

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

128848

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 1: tổng quan về dao động điều hòa, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 3: phóng xạ

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

2028819

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 3: phóng xạ, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 11 chương 7: mắt, các dụng cụ quang, bài 28: lăng kính

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

10028812

Tổng hợp các công thức vật lý 11 chương 7: mắt, các dụng cụ quang, bài 28: lăng kính, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Advertisement

Công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 2: năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

1928798

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 2: năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan