少年说‖元宝(281):空调简史
夏日炎炎,我们几乎离不开空调,也很难想象空调发明前,人们是怎么在烈日下“坚强生存”的。体验过有空调的快乐,就不愿承受没有空调的痛苦,因此很多人调侃“我的命是空调给的”。这样一个拯救了全人类于酷暑之中的伟大发明,是怎样诞生的,请吹着空调继续往下看。
公元前1700多年,几个巴比伦人搭好小房子,累的浑身是汗,他们走到小河边,从河面上吹来的凉风让他们清醒了。他们先跳进河里洗了个澡,然后回到部落里,找来一节粗木头,挖成槽,在下面打了一排孔,下面也放了一个水槽。他们把河里的凉水倒进顶上的水槽,水从小孔中流淌出来,一阵风吹过水帘,屋里有了一丝凉意,几个人轮流打水。他们吹着凉风,在房子的石板上,用楔形文字刻上了“冷气开放,欢迎做客”,许多部落成员都来“吹空调”。这就是空调的雏形。
元宝建模的古巴比伦空调想像图
吹着这样的凉水空调,时间来到了19世纪,英国科学家麦可·法拉第顶着烈日,进入实验室。压缩液化了一晚上的氨气终于制成了液氨,压缩机放出的热,让实验室里变得闷热。他取下液氨瓶子时,一个没拧紧,瓶子口开了,液氨迅速沸腾,一股刺激性气味扑面而来。他废了半天劲,拧上盖子,手已经冻红了,屋里也凉快多了。由此,法拉第发现液氨沸腾时会大量吸热,给周围的空气降温,压缩制冷的想法理论出现了。
此后,许多人夏天做饭,总是守着不断变凉的煤气罐,以求闷热厨房里的一丝清凉。1902年,威利斯·开利看到一份印刷模糊不清的报纸,他以为他的眼睛花了,就用凉水洗了把脸,但字迹依然模糊。第二天他去上班,一家印刷厂的老板大汗淋漓的找到他,要他帮忙去检查,为什么自己的印刷品都模糊不清。开利带上了温度计和湿度计,到了闷热的车间里,他马上知道了原因,没过多久,世界上第一台电驱动的可以调节湿度的空调闪亮登场了。
转眼间,到了1924年夏天,底特律一家闷热的商场里,老板召集几名管理人员召开紧急会议,讨论最近经常有顾客中暑晕倒的问题,大家都萎靡不振,一名售货员慌忙跑了进来,告诉老板又有一名顾客晕倒了,会议只好中断,几个人一起把晕倒的顾客抬走了。商场打烊后,会议继续,一名员工说他在印刷厂工作的弟弟知道车间里有一种特殊的机器,能吹出凉风,商场里是不是可以考虑装几台。大家全票通过,商场花掉了一大半的存款,买了三台“特殊的机器”,就是中央空调,三天停业整顿后,空调安装好了,还在大楼上贴了一张巨大的广告“告别炎热,就来XX购物中心”。大量半信半疑的顾客,拿着扇子在门外排起了大队,生怕屋里再热到晕倒。大门打开,冷气扑面而来,顾客们你不让我,我不让你,鱼贯而入,商场生意马上变得兴旺。装空调的钱,一个月就回来了。别的商场,咖啡厅见状,也装上空调,最后家家户户都装上了空调,从此,空调正式为人民服务。
虽然人们享受到了空调的冰爽,但这时的制冷剂却并不安全。有一户人家,去朋友家做客,体会到了空调带来的快乐,自己家也装了空调。有一天,孩子闻到一股刺激性的臭味,感到很不适,就跑到厨房,告诉妈妈。妈妈一闻,拎起包带着孩子就跑到了楼下躲避臭气。想到最近刚装了空调,觉得这一定是空调出了问题,就让空调厂商来维修。维修人员赶忙关上空调连接管的阀门,又开窗通风,可算散去了臭气,原来是空调的管子没拧紧,制冷剂氨气泄漏了。如此事件还发生了几起,甚至有人氨气中毒,晕了过去。
1930年,通用汽车公司看到了商机,让曾经发明含铅抗爆震汽油的小托马斯·米基利合成一种全新的安全无毒的制冷剂。有着一百多项发明的他,发明了确实无毒不燃烧的氟利昂。这次,他还算良心,没有像发明含铅汽油那样,百般掩盖铅的危害。他应该是真的不知道氟利昂会破坏臭氧层,氟利昂的温室效应是二氧化碳的上万倍。“环境破坏王”米基利成于发明,也败于发明。他晚年患了小儿麻痹症,自己发明了一套辅助运动的装置,但是却很不幸被装置上的绳子勒住脖子死掉了,享年55岁。1989年为了减少氟利昂对臭氧层的继续破坏,《蒙特利尔条约》横空出世《条约》中规定,发展中国家可以继续生产有破坏臭氧层能力的氟利昂类制冷剂R22,直到2020年淘汰。目前唯一还能生产的破坏臭氧层制冷剂是R123,定于2030年正式淘汰。
然而,氟利昂虽然淘汰了,空调不能淘汰啊,返回氨气时代,也不是办法。因此,人们相继发明了许多环保制冷剂,比如R32,虽然它也属于氟利昂,但它只含氟,不含氯,就不会在紫外线的作用下释放游离氯,也就不会破坏臭氧层。看到这里,大家一定好奇,为什么制冷剂编号都是R+数字,它们有什么含义?我们用的大多数是有机制冷剂,比如R32,分子式为CH2F2,含有一个碳原子,两个氢原子,两个氟原子。制冷剂编号从右向左看,第一位2就是氟原子个数;第二位3,是氢原子个数加1;第三位,是碳原子个数减1。如果只含有一个碳原子,第三位则为0,就可以省略。R32其实就是R032。至于非卤代烃制冷剂,因为我们很少会在空调中使用,在此不多赘述。有兴趣的朋友可以自己百度一下。下面几张图,是大部分制冷剂的国标编号及成分对照表。
作者简介:金元宝,男,2007年10月生,八年级“求知少年”。『小小少年说』公号创建者,周五专栏小作者。自2016年3月25日起,每周一篇,纪录成长。