你的命是我给的!空调简史【电能时代 01】
19世纪后半叶,人类才真正意义上将电投入应用,如电灯,电话就是从这个时期发明的,电的应用使生产力又一次有了质的提升,也标志着人类从此由蒸汽时代进入电气时代,电彻底改变了我们的生活,人类也离不开电。像是我们每天使用的电灯,手机,电饭煲,你有了解过它的历史么?没了解过,不要紧,这档新的节目将专门介绍生活中常见以及不常见的各类产品,我将它取名为【电能时代】,会从古至今介绍它的发展历史。本期将讲讲夏天续命品之一的 空调。一、古早时期的降暑方式
你的命是我给的!我们有空调度过炎热的夏天。但是在古代,人们又该怎么办呢?
冰
不知道你们在看古装剧时,有没有发现过房间里有放冰块,古代皇亲贵胄在夏天用来降温。
但是,冰又怎么来的呢,早在周朝时期,国家有专门管理冰块的公务员来负责采冰,蓄冰,他们的职位叫做,凌人,存储冰块的地下室呢,就叫 凌室。
我国古代绝大部分地区只有冬天才能形成冰,冰块也都是冬天从河里去处理,放到 凌室 里,等到夏天再拿出来用。(那场景大概就跟冰雪奇缘开头看到的差不多)
而且当时的人们也非常的聪明,发明了一种叫冰鉴的器物。《军师联盟》的开局曹丕任命司马懿为辅政大臣,而新任天子曹叡,为了笼络司马懿,赐给了司马懿一个大宅子。其中大家看到的神器之一就是冰鉴。
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冰鉴大多是铜制的。外面一圈放冰块,中间还能存放一些水果蔬菜,可以说是空调冰箱一体机了,是不是很高级。
夏天的时候,在屋子中间放一个冰鉴,或者是在房间四个角各放一个体量较小的冰鉴,能让室温很快降下来。偶尔还摸一个冰冰凉凉的果子,生活还是过的很惬意的。
根据《左传》记载,古代还有"赐冰"制度,将冰作为官员福利发放,这样的制度一直延续到明清。那个时候,要是能在夏天得到几块冰,可比现在送一个爱马仕手工限量版包包,金贵的多。
又有人要问了:北方的冬天有冰可挖,那南方可怎么办呢?其实南方这个概念有点大,毕竟古代的版图跟现在还是很不一样的。不过能知道的是,一般沿河地区的冰基本是靠水运的方式在夏季之前完成运输并储存起来。至于一些运输不便的地区,那里的百姓可能一辈子都不知道冰是什么东西,没有冰的概念,可能热着热着,就热习惯了吧。到了唐宋时期,人们已经学会用硝石来制冰,那时候用冰应该就不是什么太大的问题了。
而且你看,以往各朝各代定都,基本都靠北一些。那我们是不是能大胆猜测,除了经济因素和地理环境因素,用冰方便是不是也是君王定都所考虑的原因之一呢?
冰窖和寒凉殿
冰窖顾名思义,一般都是建在地下,隔绝阳光和空气。冬天时候把冰放进去,由于冰窖基本不通风,深于地下,且没有光照,所以热量很少传导进去,保温很好,所以冰块可以存很长时间。
冰窖的主要作用当然是存放冰块。不过皇室宗族,能有自己的冰窖,夏天实在受不了了,也会选择进冰窖凉快一下。
不过也只有皇室才有这种条件。《天龙八部》里就有展现过古代的冰窖,有一段是说天山童姥带着虚竹,进入西夏皇宫冰窖疗伤。那也是西夏皇宫,才有冰窖。
但是用冰这样的祛暑方式还是过于简单粗暴了些,完全没有体现出中国劳动人民的智慧。而且冰在夏天很容易就化了,无法很好的利用起来。再说了,冰也不是所有人家都用得起的稀罕物,像我这样家境贫寒的人只能热习惯了。
到了唐朝时期,为了更好的有效利用资源,聪明的匠人们造出了先进的"空调房"。那时候长安的富户都会修建一种屋子,叫做"凉屋"。
"凉屋"一般建在活水边上,用水车把活水抽到屋顶,顺着屋檐流下来,周而往复,流水就会带走整个屋子的热量。也就是水冷啦,大家都懂。这个水车叫做"扇车",在抽动活水的同时,还能驱动屋里的风扇轮子转动,送出凉风,这种机械装置巧夺天工,堪称中国最古老的空调。
如果这个凉屋刚好修在山脚下、流水边,就可以直接利用山泉、瀑布、河流的力量,连卖苦力的仆人都省了,既能降温,又能送风,还能成为一道水帘瀑布般的风景,一举三得。
到了唐玄宗时期,皇家已经开始用"中央空调"了,他们把空调房叫做"含凉殿"。它的制冷原理其实和现在的空调是一样的,都是把冷气从外部输送到房间来实现消暑的目的。而且古代的空调更加的节能环保。
大明宫含凉殿是一项大规模避暑建筑体系。它尽可能地阻隔了阳光直射入室,从而保持了室内的阴凉。而机械化装置是含凉殿媲美中央空调的关键。与现在电力广泛的运用不同,它的制冷设备是由水力驱动的。含凉殿建筑内外都设置了许多水车,流水激起扇叶转动,在大殿的上方和四周布满竹排,让冷水从竹排不断流动,沿着檐壁顺流直下,形成一道道的水帘,冰凉的水汽和冷风就被送入殿内,达到给房子和室内降温的作用。
《唐羽林》中说,唐玄宗在含凉殿召见大臣,宝座后有水力带动的风扇产生凉气,而且还把水引到天花板上再洒下来,"四隅积水成帘飞洒",其清凉自不必言。
宋代的各项技术水平突飞猛进,人们的思想也更加活泛。他们的凉殿不但以风轮送冷水凉气,还在蓄水池上和大厅四周摆设各种花卉,使冷风带香,芬芳满室。
但是这些设备和建筑对于有钱人家来说还能承受,平头百姓难道就只有吃瓜泡脚摇扇的份吗?
那你就太小看人了!
造房子不行,挖井总可以吧!
有时我们去一些保存的比较好的古镇老宅子里,会看见屋里有块地板是带孔洞的,下面其实是挖的深井。据说洞里流通的空气还是冬暖夏凉的,非常智能!
陶管冷却器
而很早以前的古罗马其实也有想到用积雪来消暑的方法。一般都是人力或者骡子将雪从雪山上一点点运下来,非常的劳民伤财。到了古埃及,工匠们制作出了一种"冷却器",冷却器由蜂窝状的陶土管组成。水通过人力在陶土管里循环,当空气通过管道时,水从陶土表面蒸发,从而达到冷却空气的作用。
当夏季的温度在排气口附近达到50摄氏度时,冷却系统可以将热量降低到30摄氏度左右。而这样一套古代空调系统是非常环保和节能的,每天只需要200公升的水循环蒸发。
这套冷却系统最初是为皇室和贵族设计的,后来随着技术的不断升级,慢慢的在有钱人中广泛应用了。
不过普通人该怎么办,就无从查证了。
二、空调的起源与发展
现在一到夏天我们就会在空调房里吃着冰西瓜高喊人间值得。空调已经成为了我们生活中必不可少的家用电器。
很多人都知道,最早的空调是美国工程师威利斯·开利发明的。的确,威利斯是发明了科学的电力空调系统的第一人。但是,要说到制冷技术理念的起源,我们要把时间再往前推一点点。
19世纪,英国的科学家及发明家麦可·法拉第发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻,而使液化氨气蒸发就能产生这种冷冻现象,但是冷冻技术理念当时仅仅止步于此。
时间往后走到1842年。到了夏天,佛罗里达州疟疾和黄热病得病率非常高,人们要忍受病痛和高温的双重折磨。一名叫约翰·哥里的医生发明了制冰降温装置给病人们降温。之后他想到可以使用制冰机管理大厦的环境,并构想了令整个城市凉快的中央空气调节系统。
但是约翰发明的制冷装置除了体积庞大、效率低下外有个很大的问题。由于装置需要先制冰后制冷,导致空气温度降低的同时,空气湿度也随之增加。
改进制冷装置的难题就是在1902年被空调之父威利斯·开利给解决了。开利从小就对修理和发明抱有极大的热情,1902年他获得机械工程硕士学位后就职于水牛城锻造公司,并为公司解决了不少技术难题。
当时开利接手了一个非常麻烦的客户——布鲁克林印刷厂。每到夏天,印刷厂的效率就会明显下降。而开利很快找到了问题的关键所在,夏天印刷厂内温度过高使得印刷机器无法正常工作,而湿热的天气还会使纸张变形、油墨不干。其实控制温度并不难,重点是怎么能在降低温度的同时控制工厂内的湿度。苦苦思索数日的开利在某个雾天突然得到了灵感——如果把空气温度降到足够低,能够凝结出水,再把水集中排出,那么湿度不也就同时降低了吗?他将冷水替代蒸汽注入加热机的加热盘管,用冷水降温的同时将凝结的水汽排出从而降低湿度。他还深入研究了美国气象局的报表,通过美国气象局报表的数据,选定了一个雾点,将印刷厂的湿度控制在一个合理的程度内。从而有效的提高了印刷厂的工作效率。所以最开始享受空调的其实是工厂的机器。并且,随后的20年里,空调一直作为各种生产机械的辅助降温设施。
时间推移到20世纪20年代左右。以前的夏天,剧场和商场是非常的闷热难受的,甚至还有消费者在商场被热晕了的情况。所以每到了夏天娱乐业和消费行业就非常不景气。1925年,开利与一个大剧院合作并给剧院安装了当时的离心式空调机。进入剧院时的那种沁凉和舒爽彻底征服了剧院的观众。至此,空调开始慢慢的进入了人们的生活。到后来空调系统被广泛运用在赌场、室内运动场、饭店和摩天大楼等场所。但因为经济大萧条和二战的影响,直到20世纪50年代后期,空调才真正走进美国人的家庭。开利发明的空调系统可以说给企业制造产品和提供服务的方式带来了巨大的转变,同时还改变了美国人的工作环境,直接引领了美国人居住环境和工作时长的历史性转变。
能享受空调带来的凉爽固然很好,但是空调开久了也会冷的有些不舒服。当时的空调并不能像现在这样智能控温,所以只好反复的开关空调,但这样一来空调的耗电量又会增加。幸好,日本东芝于1981年研发的变频空调有效解决了定频空调不能兼顾节能和控温的问题。变频技术是在室温达到设定温度之后,自动改变压缩机的功率,使之一直以低功耗保持室内温度的相对稳定。
随着人们对空调要求的不断提高,1988年日本又研制出了直流变频技术,这种直流变频空调性能相对更加优异,并且迅速成为现代空调的主流。
三、中国空调的发展史
就如同美国的空调一开始是被广泛用于商场、电影院等公共场合。我国的第一台空调是安装在1924年上海延安西路164号,建筑面积3300㎡的嘉道理大理石大厦(现中国福利会少年宫)中,当时使用的是美国约克公司氨立式2缸和4缸活塞式冷水机组,这是我国第一个安装中央空调的商用建筑。
又过了十几年,南京新都大剧院安装了美国约克公司冷冻机,建成了我国影剧院中第一台采用氟利昂制冷剂的中央空调系统。
但是,新中国成立前,我国的房间空调器生产几乎是空白。直至20世纪60年代中期,我国始终是依靠从美国、英国、日本等国家购进的产品来满足特殊场合的需要。
直到1974年,我国的第一台窗式空调在合肥天鹅制冷科技诞生了。技术人员梁德瑞在当时厂里负责人的指导下,和同事们一起"捣鼓"出了中国第一台窗式空调——天鹅空调,并且迅速进入市场销售。
而我国自主生产的国产分体壁挂式空调器KF-19G1A于1989年在华宝空调器厂诞生,并取名"雪莲",寓意它就如莲花般纯洁美好,同时能给用户带去清凉。"雪莲"的研发拉开了我国空调器由窗机向分体式产品过渡的序幕。
在日本研发直流变频技术的十年后,海尔率先推出国内首台直流变频空调。国内生产变频空调的厂家也迅速增加,中国变频空调市场尤其是直流变频空调市场开始有了突飞猛进的发展。
2008年,中国颁布了首个变频空调器的能效标准,再次把变频空调引入到一个全新的发展阶段。
四、空调的发展前景
大家都知道,空调主要的冷媒介质是氟利昂,但是氟利昂对环境和臭氧层的破坏是非常严重的,臭氧层的耗减和全球温暖化进程不断加剧,对地球整体环境影响非常严重。不过现在R410A新型制冷剂正在逐步替代氟利昂。
而这也说明市面上销售的空调必须要逐步换成环保的新能效空调。其实从今年的6月份开始,主流企业的生产及出货均已切换为新能效产品,而老能效产品依旧在清库存阶段。产品更新换代这种事其实再正常不过了,但这必定会对某些中小品牌形成自然的压力。不过总的来说,市场和现实需求促使空调产业必须将精力投入到创新研发中去,对于整个空调行业以及提高我们这些产品使用者的体验感来说,倒不失为一件好事。
空调对于现代社会来说本就是家家户户不可或缺的电器,作为广大消费者中的一员,当然也是希望以后空调的使用能更加便利,功能更加完善。