brian_820308 發問時間: 藝術與人文歷史 · 1 0 年前

關於冷氣機的歷史

請問可以給我關於冷氣機的歷史嗎??

我知道發明冷氣機的人叫做 Willis Carrier

但是可以給我一點關於他的背景

還要是怎樣發明出冷氣機

還有是怎樣慢慢研發進步到今天這種空調式的呢??

2 個解答

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  • Anita
    Lv 7
    1 0 年前
    最佳解答

    空氣調節,簡稱空調,粵語中稱為冷氣,是一件電器、系統或機制,以冷凍循環把空氣中的熱力抽出。在建築學上,一個完整的暖氣,通風及空氣調節系統被稱為HVAC。

    圖片參考:http://tw.yimg.com/i/tw/blog/rte/smiley_5.gif

    歷史 : 在超過一千年前,波斯已發明一種古式的空氣調節系統,利用裝置於屋頂的風桿,以外面的自然風穿過涼水並吹入室內,令室內的人感到涼快。[1]

    19世紀,英國科學家及發明家麥可法拉第(Michael Faraday),發現壓縮及液化某種氣體可以將空氣冷凍,此現象出現在液化亞摩尼亞蒸發時,當時其意念仍流於理論化。

    1842年,佛羅里達州醫生約翰哥里(John Gorrie)以壓縮技術製造出冰塊,並使用作冷凍空氣以吹向瘧疾與黃熱病的病人。[2] 他想到使用其製冰機以管理大廈的環境,並想像到可令整個城市涼快的中央空氣調節系統[3]。哥里在1851年為其製冰機取得美國專利(#8080)。此技術受到北方一些商人及宗教領袖的攻擊,因此技術威脅這些商人從北方運送冰塊至南方出售的生意。當哥里及其生意夥伴在1855年去世後,空氣調節的意念亦隨之消失。

    空氣調節其中一個供個人舒適的應用是在1902年,當時紐約證券交易所落成的新大樓設有中央空調。一名新澤西州Hoboken的工程師Alfred Wolff協助設計此嶄新的空氣調節系統,並把技術由紡織廠遷移至商業大廈,他被認為是令工作環境變得涼快的先驅之一。

    1902年後期,首個現代化,電力推動的空氣調節系統由韋利士夏維蘭加利亞(1876年-1950年)發明。其設計與Wolff的設計分別在於並非只控制氣溫,亦控制空氣的濕度以提高紐約布克林一間印刷廠的製作過程質素。此技術提供了低熱度及濕度的環境,令紙張面積及油墨的排列更準確。其後,加利亞的技術開始用於在工作間以提升生產效率,開利工程公司亦在1915年成立以應付激增的需求。在逐漸發展下,空氣調節開始用於提升在家居及汽車的舒適度。住宅空調系統的銷量到1950年代才真正起飛。建於1906年,位於北愛爾蘭貝爾法斯特的皇家維多利亞醫院,在建築工程學上具有特別意義,被稱為世界首座設有空氣調節的大廈。

    1906年,美國北卡羅萊納州夏洛特的Stuart W. Cramer正找尋方法增加其南方紡織廠的空氣濕度。Cramer把技術命名為空氣調節,並在同年將其用於專利申請中,作為水調節(water conditioning)的代替品。水調節當時是一個著名的程序,令紡織品的生產較容易。他把水氣與通風系統結合以「調節」及轉變工廠裡的空氣,控制紡織廠中極重要的空氣濕度。韋利士加利亞使用此名稱,並把它放進其1907年創辦的公司名稱:「美國加利亞空氣調節公司」 (今開利公司)。

    最初的空調、電冰箱使用氨、氯甲烷之類的有毒氣體。這類氣體泄露後會釀成重大事故。Thomas Midgley, Jr.在1928年發明了氯氟碳氣體(chlorofluorocarbon gas), 並將其命名為氟利昂。 這種製冷劑對人類安全得多,但是對大氣臭氧層有害。 氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC類冷凍劑的商標,其中每一類冷凍劑名稱還包括一個數字,以表示其成分的分子組成(例如R-11, R-12, R-22, R-134)。其中,在直接蒸髮式適度冷卻產品領域應用最廣的R-22 HCFC製冷劑將於2010年起停止用於新生產的設備中,並於2020年徹底停止使用。R-11和R-12在美國已經停產。作為替代品,一些對臭氧層無害的製冷劑已投入使用, 包括商品名為「Puron」的製冷劑R-410A。

    各國的家居空氣調節系統

    家居空氣調節系統在東亞地區的國家最為常見與普及,包括日本、南韓、中國內地大城市、香港及台灣等。由於夏季氣候炎熱,而生活水準亦較高,空氣調節成為一種生活必需品。日本及鄰近地區製造的空調系統多數為窗口式(窗型)或分體式(分離式),以分體式較為先進及昂貴。隨著生活水準的提升,空調在熱帶氣候的東南亞地區如馬來西亞、新加坡與菲律賓等地亦逐漸普及。

    在美國,家居空調系統在東岸及南部較為常見,部份地區的普及程度與東亞地區不遑多讓。中央空調系統在美國較常見,並成為佛羅里達州新建住宅的非正式標準。

    在歐洲,家居空調系統則較為罕見,部份原因是歐洲較為溫和的氣候及社會原因,如西班牙人傳統上會進行午睡(siesta),及到法國渡過漫長的暑假;但世界氣候暖化的現象可能令空調系統更為普及。住宅、老人院及醫療設施皆欠缺空調設備,可能是歐洲在2003年熱浪侵襲中造成35,000人死亡的原因之一。

  • 1 0 年前

    冷凍空調基本原理

    吾人知道物體有三態:固態、液態及氣態,依熱力學法則,任何物質當其型態發生變化時,不是吸取其周圍的熱量,就是排放其本身的熱量。今吾人選定某種流體稱之為冷煤(refrigerant)將其放入某特定的系統稱之為冷凍系統(refrigeration system)讓它在該系統中,週而復始地循環不已。因冷煤在系統中,會產生排熱作用,一面吸熱、一面排熱,就達成冷凍效果的作用。

    何以冷煤再系統中會不斷地發生液態«氣態的相變化呢?因為決定物質存在型態的要因,必須視其所在空間的溫度(temperature)與壓力(pressure)而定,例如在一標準大氣壓力下,以液態存在的水,當溫度被冷卻降至0°C以下時,即凝固成為固態的冰,若溫度被加熱提升至100°C以上時,被蒸發成為氣態的水蒸氣。然而當壓力低於一標準大氣壓力時,水不必被加熱到100°C就可以蒸發,就如在空氣較稀薄的高山上,因大氣壓力比平地低,所以燒開水較易沸騰。因此,吾人欲使冷煤在系統中,由氣態變成液態,發生排熱作用,而達到液化的目的,有下列兩種方法:

    (1) 加壓:可使用壓縮機(compressor)來壓縮氣態冷煤,使其成為高溫高壓的氣態冷煤。

    (2) 冷卻:可使用空氣或水來冷卻高溫高壓的氣態冷煤,而達到散熱液化的目的,如氣冷式或是水冷式冷凝器(condenser)。

    反之,欲使冷煤在系統中,由液態變成氣態,產生吸熱作用,而達到蒸發冷凍的目的,可使用下列兩種方法:

    (1)降壓:用節流器(metering device)來降壓,可使液態冷煤再低壓力下易於蒸發吸熱成為氣態,如毛細管(capillary tube)或膨脹閥(expansion valve)。

    (2)加熱:液態物質被加熱很容易形成氣態,在冷凍系統中,經常有許多溫度高的物品置放在蒸發器(vaporator)周圍,使蒸發器內液態冷煤受熱而蒸發成氣態,借其蒸發潛熱(latent heat)吸收周圍熱量達到降溫效果。

    基本冷凍空調循環原理

    按熱力學第二定律即克勞休不等律(inequality of Clausius)說法:在大自然界中,熱可由高溫處轉向低溫處,若熱由低溫處傳向高溫處,必須藉由作功獲得。如一系統在進行一循環過程中,自低溫的物品或空間(冷凍庫)吸收熱量產生製冷的效果,再自外界加入機械功(壓縮機),而將熱量排出至較高溫的物體(冷卻介質)或空間,則此系統被稱為冷凍系統(refrigeration system)。在系統工作流體(冷煤)重複運轉的過程,所進行的工作循環,稱之為冷凍循環(refrigeration cycle)。

    歷史:

    能享受這種清涼的舒適感,大家應感謝「冷氣 機之父」開利(Willis Haviland Carrier,1876_1950)。

    1902 年7月17日,這名才從康乃爾大學畢業一年的年輕人,在「水牛公 司」(Buffalo Forge Co.)工作時,發明了冷氣機。但最初發明冷氣機的目的, 並不是為人們帶來舒適的生活環境,而是為一些死物服務。

    話說當年水牛公司的其中一個客戶 —— 紐約市沙克特威廉印刷廠,它的 印刷機由於空氣的溫度及濕度變化,使紙張擴張及收縮不定,油墨對位不準, 無法生產清晰的彩色印刷品。於是求助於水牛公司。開利心想既然可以利用空 氣通過充滿蒸氣的線圈來保暖,何不利用空氣經過充滿冷水的線圈來降溫?空 氣中的水會凝結於線圈上,如此一來,工廠裡的空氣將會既涼爽又乾燥。

    1902年7月17日,空調的時代就由這印刷廠首次使用冷氣機而開始。很快, 其他的行業如紡織業、化工業、製藥業、食品甚至軍火業等,亦因空調的引進 而使產品質量大大提高。1907年,第一台出口的空調,買家是日本的一家絲綢 廠。 1915年,開利成立了一家公司,至今它仍是世界最大的空調公司之一。但 空調發明後的20年,享受的一直都是機器,而不是人。直到1924年,底特律的一 家商場,常因天氣悶熱而有不少人暈倒,而首先安裝了三台中央空調,此舉大 大成功,涼快的環境使得人們的消費意慾大增,自此,空調成為商家吸引顧客 的有力工具,空調為人們服務的時代,正式來臨了。

    但說到空調可以普及,主要是通過電影院可成事的。大多數美國人是在電影 院第一次接觸到空調的。20世紀20年代的電影院利用空調技術,承諾能為觀眾 提供涼爽的空氣,使空調變得和電影本身一樣吸引人,而夏季也取代了冬季成 為看電影的高峰季節。隨後出現了大量全年開放的室內娛樂場所,如賭場、室 內運動場和商場,這些都得歸功於空調的出現。

    其後因經濟大蕭條及二次大戰,阻延了空調於家用方面的普及,直到50年代 經濟起飛,家用空調才正式走入普羅家庭。

    參考資料: 知識+
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