چه کسی دستگاه تهویه مطبوع را اختراع کرد

چه کسی دستگاه تهویه‌ی مطبوع را اختراع کرد

با نزدیک شدن فصل تابستان و افزایش غیرقابل تحملِ دما و رطوبت، میلیون ها نفر در سراسر جهان از کشف و اختراع شگفت‌انگیزِ کولر گازی استفاده می‌کنند.

دستگاه تهویه‌ی مطبوع یا کولر گازی که با نام اختصاریِ AC نیز شناخته می‌شود، معمولاً از فرآیند حذف گرما و کنترل رطوبت هوا در یک فضای بسته با استفاده از سیکل تبرید یا سایر روش‌های خنک‌سازی محیط، مانند سرمایش غیرفعال استفاده می‌کند. تهویه‌ی مطبوع، یکی از اعضای خانواده‌ی دستگاه‌هایی‌ست که خدمات "گرمایش، خنک‌سازی و تهویه‌ی هوا" (HVAC) را ارائه می‌دهند.

این دستگاه‌های آرامش‌بخش که صاحبانِ خانه‌ها به راحتی و فقط با چرخاندن یا فشار دادن یک کلید، آن‌ها را روشن می‌کنند، سیستم‌های پیچیده‌ی الکترومکانیکی هستند. این سیستم‌های پیچیده، محصولِ بیش از یک قرن تلاش، پیشرفت و توسعه‌ی مهندسی سرمایش، ترمودینامیک، کنترل و بهره‌وری انرژی هستند. براساس نتایج یک نظرسنجی از اعضای ASME (انجمن مهندسان مکانیک امریکا)، که در سال ۲۰۰۰ میلادی انجام شد، تهویه‌ی مطبوع و چرخه تبرید یکی از ده دستاورد بزرگِ مهندسی مکانیک قرن بیستم نام گرفت.

سیستم تهویه‌ی مطبوع، ریشه‌هایی در چینِ قرن دوم میلادی نیز دارد؛ جایی که یک مخترع به نام دینگ هوان، نوعی فن روتاری (یا تیغه‌ای)ِ دستی ساخته بود. مفهوم تهویه‌ی هوا حتی مخترع و دولت‌مرد معروف آمریکایی، بنجامین فرانکلین را نیز مجذوب خود کرده بود. او در سال ۱۷۵۸ با تبخیر و الکل، آزمایش‌هایی برای یافتن دمای انجماد آن‌ها انجام داد.

ویلیس کَریِر؛ پدر سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع مدرن

در سال ۱۹۰۲، یک مهندس بسیار ماهر اهل بروکلینِ نیویورک، به نامِ ویلیس هاویلند کریِر، روی قوانین کنترل رطوبت، پژوهش و آزمایش می‌کرد تا راه‌حلی برای خنک‌سازی دستگاه‌های کارخانه چاپ بروکلین بیابد. در جریان این آزمایش‌ها بود که کریِر توانست نخستین دستگاه تهویه‌ی مطبوع مدرن را اختراع کند. این سیستم با وام گرفتن از مفهوم تبریدِ مکانیکی که چند سال پیش‌تر از آن مطرح شده بود، ابتداهوا را از کویل‌های پرشده از آب سرد می‌گذراند، سپس خنک می‌کرد و به اتاق می‌فرستاد و رطوبتِ آن را نیز حذف می‌کرد.فن‌آوریِ اختراع‌شده توسط کریِر، بهره‌وری را در ادارات و ساختمان‌های مسکونی و تجاری افزایش داد، بنابراین او شرکت تهویه‌ی مطبوع کریِر را افتتاح کرد. سال ۱۹۳۳، شرکت آمریکاییِ تهویه‌ی مطبوع ِ کریِر، با استفاده از کنترل‌های مکانیکی، یک کویل اواپراتور و یک دستگاه متراکم‌سازِ تسمه‌ایِ هوا و دمنده‌ی متصل به آن، یک دستگاه تهویه‌ی هوا ساخت. این دستگاه در بازار رو به رشدِ سیستم‌های خنک‌کننده هوا، در ایالات متحده، به یک نمونه تبدیل شد.

این روزها سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع هنوز از همان علم و فن‌آوریِ بنیادینِ سیستمِ کریِر در سالِ ۱۹۳۳ استفاده می‌کنند و پیشرفت‌هایی نیز در زمینه‌ی متراکم‌ساز بخار، تشخیص و کنترل، حس‌گرهای الکترونیکی، مواد و بهره‌وری انرژی دارند. سیستمِ تهویه‌ی مطبوع مرکزیِ جدید کمپانی کریِر، با نمونه‌ی اولیه‌ی بنیان‌گذارش بسیار متفاوت است و قطعاتِ پیشرفته‌ای مانند کمپرسور دو مرحله‌ای، با عملکرد بالا، صدای کم و مصرف کمِ انرژی درآن قرار دارند.

اختراع کولر گازی‌های پرتابل یا قابل‌حمل

همان‌طور که ویلیس کریِر برای اختراع کولر گازی مدرن بسیار شناخته شده است. فردریک جونز، مهندس آمریکایی آفریقایی‌تبار نیز، به‌خاطر اختراع نخستین کولر گازی پرتابل قابل‌حمل مشهور شد. اختراع او در بیمارستان‌های نظامی و صحرایی به طور گسترده‌ای استفاده شد و در طول جنگ‌های بسیاری، تحمل درمان و دوره‌ی سخت نقاهت را برای سربازان زخمی آسان می‌ساخت و آن‌ها را در آرامش نگه می‌داشت؛ در کارنامه‌ی جونز حداقل ۶۰ اختراع سودمند دیگر مانند یخچال برای کامیون‌های حمل غذا و دارو وجود دارد.