科普|发明空调是为了“救你”?错!

炎炎夏日,空调成了很多人眼中的必备品 。而空调的发明人、美国工程师威利斯·开利,也成了很多人赞扬的目标 。甚至有网友戏称他为“开利大菩萨”,说自己的命“都是这个人给的”……
不过,有意思的是,威利斯·开利设计制造空调的初衷,却不是“在酷暑天气给网友以生命” 。他最初设计空调,其实是给“纸”用的——
看到这里,你会不会产生“命比纸薄”的感慨呢?故事要从20 世纪初美国纽约的一间工厂说起 。
科普|发明空调是为了“救你”?错!
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Sackett-Wilhelms平板印刷和出版公司的印刷厂 图片来源:开利官网
这是 Sackett-Wilhelms 平板印刷和出版公司设在布鲁克林区的一间印刷工厂 。
在这里,工人们用套色印刷的方法制作杂志封面:一幅图像包含几种颜色,就有多少块印刷版 。在第一块版上印出第一种颜色的部分之后,再去第二块版印第二种颜色……
本来一切都好好的,但在 1902 年夏天,工人们碰到了大麻烦 。
这一年的夏天特别闷热,印刷车间里尤其如此 。因为湿度过大,所以,印刷用的纸张不断地从空气中吸收水分,构成纸张的纤维因此膨胀变形——这么一来,印刷的时候,不同颜色之间对应的位置就没那么准确了,印刷的成功率极大下降 。
有麻烦归有麻烦,活儿不能停 。于是,工厂的老板辗转找到布法罗锻造公司,希望这里的工程师能帮助自己解决问题 。这家公司的一位年轻工程师接受了任务 。你一定猜到了,他就是威利斯·开利 。
一开始,他打算沿用之前一位工程师的想法,用浓盐水来解决湿度问题——道理很简单,浓盐水会从空气当中吸收水分,降低浓度 。不过,这个做法并不好用 。直接把空气中的水分给吸掉不行,那只有换一个思路了,降低室内的温度 。温度低了,空气湿度自然也就降下来了 。
在那个时代,人们已经发明了很多降低温度的方法 。1889 年,就在纽约,卡耐基音乐厅就安装了一套特殊的通风系统:冰块和巨大的鼓风机让观众能在清凉中欣赏音乐 。但对印刷车间来说,这也不是什么好办法 。该怎么解决难题呢?
【科普|发明空调是为了“救你”?错!】但难题就是难题,威利斯·开利毫无头绪 。好在他从未放弃,而是持续不断地思考了好几周,直到有一天,他站在月台上,看到蒸汽机车轰鸣着喷出大量的水汽 。他的心思豁然开朗:雾不就是湿度为 100% 的空气吗?只要确定了什么是百分之百的湿度,那么想确定其它湿度,不就很容易了吗?
在这片灵感之雾中,威利斯·开利想出了一个绝妙的办法:
他制造了一个密闭的盒子,先把外面的空气吸到盒子中,再向这些空气喷出冷水,盒中空气就变成了雾,也就是湿度为百分百的空气,这时候,威利斯·开利再往盒子中加入适量的干燥空气,两者一混合,就能调配出任何湿度的空气了 。
这个原理听起来有点像“面多了加水,水多了加面”,十分简单,但十分有效 。而这,就是世界上第一台空调的原型机 。这台设备的发明者威利斯·开利,当时只有 25 岁 。
在原型机的基础上,1902 年 7 月 17 日,威利斯·开利提交了新的设计图,新方案可以直接降低室内空气的温度来控制湿度 。原理也非常简单——如果让蒸气经由管道穿过房间,就可以让房间变暖,那么让冷水做同样的动作,不就能实现相反的目的了吗?这台机器最终有效解决了印刷车间的湿度问题 。