Hành trình phát triển điều hòa: Từ sơ khai đến tiên tiến

Máy điều hòa là một thiết bị không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại, đặc biệt tại Việt Nam – nơi nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao. Với khả năng duy trì nhiệt độ ổn định, điều hòa mang đến sự thoải mái tối ưu cho con người. Vào mùa hè, máy giúp làm mát không gian, xua tan cái nóng oi bức; trong khi vào mùa đông, chức năng sưởi ấm tạo nên cảm giác ấm áp dễ chịu. Không chỉ dừng lại ở việc điều chỉnh nhiệt độ, các dòng điều hòa hiện đại còn được trang bị tính năng lọc không khí, loại bỏ bụi bẩn, vi khuẩn và các tác nhân gây dị ứng. Đặc biệt, những sản phẩm cao cấp còn tích hợp công nghệ tiên tiến giúp tiêu diệt vi khuẩn, bảo vệ sức khỏe cho cả gia đình. Không gian mát mẻ và trong lành không chỉ cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn góp phần nâng cao hiệu suất làm việc tại văn phòng, nhà máy hay các khu vực công cộng.

Máy điều hòa không khí hiện đại ngày nay là một phần không thể thiếu trong đời sống, nhưng ít ai biết rằng sự phát triển của nó đã trải qua một hành trình dài đầy sáng tạo từ nền văn minh cổ đại. Để hiểu rõ hơn về lịch sử và sự phát triển của thiết bị quen thuộc này, hãy cùng khám phá hành trình thú vị của chiếc máy điều hòa trong bài viết sau.

Mô hình làm mát đầu tiên để làm mát

Cách đây hàng chiến năm, người Ai Cập cổ đại đã chế tạo ra những hình làm mát đơn giản nhưng hiệu quả. Một trong những phương pháp đầu tiên của họ là treo những bó lau sậy ướt trên cửa sổ, để khi gió thổi qua, không khí sẽ mang theo hơi nước, giữ ẩm và làm mát không gian bên trong. Biện pháp này đã giúp người Ai Cập giảm bớt tình trạng khắc nghiệt ở sa mạc nơi họ sinh sống.

Lịch sử sáng tạo và phát triển của máy điều hoà

Hình ảnh: Mô hình làm mát của người Ai Cập trên các hình vẽ trên tường

Ngoài ra, người La Mã cổ đại cũng sử dụng hệ thống ống nước bao quanh Tường nhà để làm mát không gian sống. Tương tự, người Ba Tư thời trung cổ đã sử dụng tháp gió kết hợp với các bể nước lớn để làm lạnh không khí trong nhà.

Hình ảnh: Mô hình làm mát của người Ba Tư

Hình ảnh: Tháp gió làm mát biểu diễn qua sơ đồ

Những “cha đẻ” của máy điều hoà không khí

Thế kỷ 17, nhà phát minh Cornelis Drebble đã nghĩ ra cách làm mát không khí bằng cách cho thêm muối vào nước. Ông đặt tên cho hệ thống này là “biến mùa hè thành mùa đông” và nó đã được giới thiệu cho nhà vua nước Anh lúc bấy giờ là James I.

Hình ảnh: Nhà phát minh Cornelis Drebble (1572-1633)

Năm 1758, nhà phát minh John Hadley đã nghiên cứu và phát hiện ra mối liên hệ giữa sự bay hơi của chất lỏng và quá trình làm lạnh không khí. Vào năm 1758, Benjamin Franklin (1785-1788), thống đốc bang Pennysylvania, và John Hadley (1731-1764), giáo sư hóa học tại Đại học Cambridge đã tiến hành thử nghiệm và khám phá ra nguyên lý của sự bay hơi. Franklin và Haldley xác nhận rằng sự bay hơi của một chất lỏng chẳng hạn như rượu hoặc ete có thể được dùng để giảm nhiệt độ của một vật thế xuống dưới điểm đóng băng của nước. 2 người đã tiến hành thử nghiệm dùng sự bay hơi để hạ nhiệt độ của ống nhiệt kế thủy ngân từ 18 độ C xuống còn -14 độ C.

Hình ảnh: Nhà phát minh John Hadley (1731-1764)

Năm 1820, Michael Faraday, nhà hóa học người Anh, đã phát hiện ra rằng khí khí amoniac bị nén và hóa lỏng, nó có khả năng làm lạnh không khí xung quanh.

Đó là cơ sở đầu tiên để năm 1842 bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803 – 1855) tạo nên cỗ máy tạo băng làm mát cho cả một toà nhà lớn.

Hình ảnh: Nhà hóa học, vật lý và phát minh người Anh, Michael Faraday (1791-1867)

Hình ảnh: Bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803-1855)

Hình ảnh: Tuy nhiên sau đó mô hình tạo băng của bác sĩ John Gorrie không được ủng hộ

Năm 1851, kỹ sư James Harrison chế tạo thành công cỗ máy làm nước đá đầu tiên. Năm 1854, cỗ máy này chính thức được thương mại hoá. Năm 1855, ông được trao bằng sáng chế hệ thống tủ lạnh nén khí ete.

Hình ảnh: Kỹ sư James Harrison – người đầu tiên chế tạo thành công cỗ máy tạo băng

Hình ảnh: Cỗ máy tạo băng của Harrison

Hành trình của chiếc Máy Điều Hòa đầu tiên

Cuối thế kỷ 19, người ta sử dụng hệ thống làm lạnh từ các đường ống dẫn không khí ẩm đi vòng quanh một toà nhà. Hệ thống này giúp bảo quản một số thực phẩm, làm mát bia và một số thức uống.

Ngày 17 tháng 7 năm 1902, Willis Carrier sáng tạo ra chiếc máy điều hoà không khí đầu tiên chạy bằng điện.

Hình ảnh: Nhà phát minh Willis Carrier (1875-1950)

Hệ thống điều hoà không khí của Willis Carrier được dùng trong một nhà máy in. Hệ thống này giúp kiểm soát nhiệt độ và còn giữ độ ẩm trong nhà máy. Nguyên lý giữ ẩm cho không khí của Carrier áp dụng khá đơn giản, thay vì đẩy không khí qua ống nung nóng, dòng không khí di chuyển qua ống được làm lạnh bằng amoniac hoá lỏng.

Hình ảnh: Hệ thống điều hoà không khí đầu tiên của Willis Carrier

Năm 1906, kỹ sư Stuart Cramer nghĩ ra ý tưởng chế tạo thiết bị thông gió lắp vào nồi chứa nước cất của hệ thống dệt để tạo ra độ ẩm. Quá trình này được đặt tên là “điều hoà không khí”.

Hình ảnh: Kỹ sư Carrier đứng ở hàng giữa, thứ 3 từ phải qua

Máy điều hoà được phổ biến như thế nào?

Năm 1911, Carrier giới thiệu “công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý” cho hội kỹ sư cơ khí của Hoa Kỳ. Phương pháp làm lạnh này được áp dụng cho tới ngày nay.

Năm 1914, hộ gia đình đầu tiên tại Minneapolis đã lắp đặt hệ thống điều hoà của Carrier chế tạo.

Hình ảnh: Carrier và hệ thống điều hoà trên nóc toà nhà

Từ năm 1917 đến năm 1930, người dân có thể tận hưởng không khí mát từ máy điều hoà ở các rạp chiếu phim. Năm 1922, Carrier thay thế chất sinh hàn độc hại amoniac bằng một hợp chất an toàn hơn đó là dielene.

Các thế hệ máy điều hoà tiếp theo đã được giảm thiểu tối đa kích thước, nhỏ gọn hơn và được lắp đặt tại nhiều nơi như cửa hàng bách hoá, các con tàu,…

Hình ảnh: Koan Maru là chiếc tàu thủy đầu tiên được trang bị hệ thống điều hòa không khí

Hình ảnh: Cửa hàng bách hoá được trang bị máy điều hoà

Từ năm 1924 đến năm 1930, máy điều hoà được phổ biến ở nhiều cơ sở làm việc của chính phủ Mỹ.

Năm 1928, kỹ sư người Mỹ Thomas Midgley lần đầu tiên sản xuất thành công khí Freon làm chất sinh hàn trong công nghệ làm lạnh được sử dụng rộng rãi cho các thế hệ máy lạnh đến năm 1994.

Hình ảnh: Kỹ sư người Mỹ Thomas Midgley (1889-1944)

Năm 1931, Schultz và Sherman chế tạo thành công máy điều hoà có kích thước nhỏ gọn đặt trên bệ cửa sổ và làm mát một căn phòng.

Máy Điều Hòa ngày nay ngày càng được cải tiến và thân thiện với môi trường

Năm 1946, 30.000 máy điều hoà gia dụng được sản xuất và cung cấp cho người dân trên khắp nước Mỹ. Năm 1953, hơn 1 triệu máy điều hoà đã được sản xuất và bán ra.

Hình ảnh: Máy lạnh được lắp đặt bên ngoài giảng đường Đại học California

Đến năm 1953, hơn 1 triệu chiếc máy điều hòa đã được sản xuất và tiêu thụ rộng rãi trên khắp nước Mỹ. Tuy nhiên, theo các nguồn không chính thức, con số thực tế có thể còn vượt xa nhiều so với thống kê công khai.

Năm 1957, một bước đột phá lớn trong công nghệ sản xuất máy điều hòa đã xảy ra khi kỹ sư người Đức Heinrich Krigar chế tạo thành công máy nén khí ly tâm đầu tiên trên thế giới, mở ra kỷ nguyên mới cho ngành công nghiệp làm lạnh.

Đặc biệt, vào năm 1969, công nghệ điện lạnh đã góp phần quan trọng trong một sự kiện lịch sử: chuyến đi bộ đầu tiên của con người trên Mặt Trăng. Hai phi hành gia Neil Armstrong và Buzz Aldrin đã sử dụng bộ quần áo không gian trang bị hệ thống làm mát, giúp họ đối phó với nhiệt độ khắc nghiệt trong không gian.

Năm 1987, Liên Hiệp Quốc đã ban hành Nghị định thư Montreal nhằm bảo vệ tầng ozone của Trái Đất. Nghị định thư yêu cầu các quốc gia giảm thiểu việc sử dụng các chất làm lạnh gây hại cho môi trường, trong đó có CFC – hợp chất chủ yếu được sử dụng trong các máy điều hòa và tủ lạnh.

Những năm sau đó, công nghệ máy điều hòa không ngừng tiến bộ, với những cải tiến vượt bậc về kích thước, hiệu suất làm lạnh và đặc biệt là việc sử dụng các phương pháp làm lạnh mới thân thiện hơn với môi trường, góp phần bảo vệ hành tinh và nâng cao chất lượng cuộc sống của con người.