Cuộc sống tiện nghi và hiện đại kéo theo sự ra đời, phát triển của vô vàn sáng kiến vĩ đại như thiết bị, máy móc công nghệ. Một trong những sản phẩm quen thuộc với người người, nhà nhà vào mỗi mùa hè đó chính là chiếc máy điều hòa nhiệt độ. Willis Carrier – cha đẻ của máy điều hòa nhiệt độ, nhà sáng chế người Mỹ là người đã góp công lao quan trọng cho cuộc sống con người ngày nay.
1. Đôi nét về cuộc đời Willis Carrier
Willis Carrier hay Willis Haviland Carrier (1875 – 1950) là một kỹ sư và là nhà sáng chế người Mỹ, sự nổi tiếng của ông bắt nguồn với sáng kiến tạo ra máy điều hòa nhiệt độ vào năm 1902. Ông sinh ra tại New York, Mỹ, trong một gia đình có bố mẹ luôn giúp ông kích thích khả năng sáng tạo kể từ khi còn bé.
Willis Carrier giành được học bổng ngành cơ khí tại Đại học Cornell ở Ithaca và tốt nghiệp năm 1901. Sau đó ông bắt đầu làm kỹ sư tại Công ty Buffalo Forge – công ty chuyên thiết kế động cơ và máy bơm hơi với công việc đầu tiên là thiết kế hệ thống sưởi ấm để làm nóng cà phê. Nhờ làm tốt trong công việc, Willis Carrier được đề cử lên thành giám đốc bộ phận kỹ thuật thí nghiệm.
Năm 1930, Willis Carrier thành lập thương hiệu riêng ở Hàn Quốc và Nhật Bản - lấy tên là Toyo Carrier and Samsung Applications. Công ty của Willis Carrier cũng chính là nơi tiên phong trong việc chế tạo và sản xuất ra các loại máy điều hòa nhiệt độ sử dụng trong các hộ gia đình và ở cả những nơi có không gian rộng lớn.
Vào những tháng mùa hè nóng bức ở Mỹ, phát minh của Willis Carrier đã đóng góp rất lớn vào việc cách mạng hóa đời sống của người Mỹ. Sáng chế của Willis Carrier cho đến hiện tại vẫn là một phát minh có tầm quan trọng với con người ở khắp các quốc gia.
2. Hành trình phát minh ra máy điều hòa của Willis Carrier
Đã có rất nhiều tài liệu ghi chép lại nhu cầu của con người từ xa xưa rằng không một ai thích thú với sự nóng nực và cái nắng cháy da thịt. Ngay cả từ thời tiền sử con người cũng cố gắng sáng tạo ra những phát minh để giúp mùa hè trở nên mát mẻ hơn. Và sáng kiến tạo ra điều hòa của Willis Carrier chính là một phát minh vĩ đại.
2.1. Máy điều hòa nhiệt độ có từ bao giờ?
Những hệ thống làm mát đầu tiên được tạo ra bởi người Ai Cập cổ đại. Họ đã nghiên cứu ra việc tận dụng các bó sậy có nhúng nước và treo ở cửa sổ, khi nước bốc hơi sẽ giúp giảm nhiệt độ và tăng độ ẩm cho không khí. Điều này giúp họ tránh được sự khô nóng của khí hậu sa mạc và để làm mát khuôn viên trong nhà
Người La Mã lại phát triển được một hệ thống điều hòa hiện đại hơn. Họ cho xây dựng các đường ống dẫn nước ngọt quanh những ngôi nhà. Khi nước lưu thông sẽ làm giảm được nhiệt độ không khí bên trong những căn biệt thự.
Khi con người dần hiểu biết hơn, cách thức làm mát cũng được cải thiện nhiều hơn. Tuy nhiên phải qua một loạt các thí nghiệm thất bại mới tìm ra được những bước đột phá.
Năm 1758, nhà phát minh Benjamin Franklin người Mỹ cùng với John Hadley, giáo sư tại Đại học Cambridge đã có một cuộc cải tổ cách thức làm mát bằng việc thử nghiệm tác dụng làm lạnh của chất lỏng. Trong quá trình nghiên cứu, nhóm các nhà phát minh đã cho thử nghiệm một số loại chất lỏng như rượu hoặc ete đều có tác dụng làm giảm nhiệt độ của vật thể xuống đến tận 0 độ C.
Năm 1820, Michael Faraday - nhà phát minh người Anh nghiên cứu về tính chất làm lạnh của chất khí. Kết quả cho thấy việc nén và hóa lỏng khí amoniac có thể làm mát không khí trong phòng thí nghiệm.
Năm 1842, nhà vật lý học John Gorrie nghiên cứu về việc sử dụng công nghệ nén để tạo đá lạnh và giúp đỡ những bệnh nhân của ông đang nằm viện có không khí mát mẻ hơn.
Xem thêm:
Những phát minh và danh ngôn bất hủ của Archimedes
Cuộc đời và sự nghiệp phát minh của Alexander Graham Bell
Những thành tựu của kiến trúc sư Le Corbusier
2.2. Lý do Willis Carrier sáng chế ra máy điều hòa
Sau rất nhiều những phát minh, cho đến năm 1902, thế giới mới có một “làn gió mới” với một phát minh vĩ đại: máy điều hòa nhiệt độ. Tuy nhiên chiếc điều hòa không khí đầu tiên ra đời lại không phải mục đích làm mát mà là để phục vụ cho việc in ấn.
Vấn đề đầu tiên được đặt ra cho Willis Carrier chính là tạo ra một hệ thống xử lý không khí tại Công ty Xuất bản và In ấn Sackett-Wilhelms ở Brooklyn, New York. Bởi độ ẩm quá mức tại nhà máy in đã ảnh hưởng xấu đến chất lượng và màu sắc của các bản in.
Trong một lần gặp sự cố sân ga tàu Mỹ đang ngập hơi nước, lúc này ý tưởng của Willis Carrier bắt đầu bừng sáng bởi ông nghĩ ra rằng: nếu như có không khí đầu vào chứa độ ẩm 100% thì độ ẩm đầu ra sẽ được điều chỉnh. Ông đã bắt tay vào thiết kế một hệ thống các cuộn dây làm lạnh, hệ thống dây này có mục đích duy trì nhiệt độ mát mẻ và tạo ra độ ẩm cố định ở mức 55% – tương đương việc sử dụng 49 tấn băng đá mỗi ngày để làm mát không khí trong nhà máy.
Chiếc điều hòa đầu tiên ra đời nhưng lại có kích thước rất lớn, ngang ngửa với chiếc máy tính thời kỳ đầu. Máy tuy có thể giải quyết được vấn đề về độ ẩm ở trong các xưởng in nhưng lại gặp bất cập là quá ồn, cồng kềnh và còn sử dụng các chất độc hại để làm mát không khí.
Chính sự quyết tâm không ngừng của mình, Willis Carrier đã tiếp tục cải tiến hệ thống làm mát. Những năm đầu 1900, máy điều hòa được tiếp tục sử dụng trong các nhà xưởng và cho đến năm 1914 chúng được lắp đặt lần đầu tiên tại nhà tư nhân.
2.3. Willis Carrier và giai đoạn cải tiến máy điều hòa nhiệt độ
Không chỉ dừng lại ở phát minh cũ, Carrier đã tiếp tục nghiên cứu và phát minh ra điều hòa có hiệu quả hơn được gọi là máy làm lạnh ly tâm hay “chiller”. Ông đã phát triển một chiếc máy sử dụng chất làm lạnh an toàn, không độc hại và đặc biệt là chi phí thấp hơn ngay cả khi phải lắp đặt tại những vị trí khó khăn.
Năm 1920, Willis Carrier bắt đầu lắp đặt máy điều hòa không khí ở cửa hàng bách hóa J.L.Hudson và Quốc hội, cũng như 300 rạp chiếu phim.
Trước khi máy điều hòa nhiệt độ trở nên phổ biến trong các ngôi nhà ở Mỹ, nhiều người thường chọn đến rạp chiếu phim để được hưởng bầu không khí mát mẻ. Không lâu sau, các doanh nghiệp bắt đầu lắp đặt máy điều hòa không khí và điều này giúp cho năng suất lao động của nhân viên tăng vọt trong những tháng mùa hè.
Xem thêm:
9 phát minh đã làm thay đổi thế giới của Thomas Edison, là những thứ chúng ta sử dụng hằng ngày!
Tìm hiểu về cuộc đời vị bác sĩ Alexandre Yersin và mối duyên với Nha Trang, Đà Lạt
3. Đóng góp của Willis Carrier và máy điều hòa nhiệt độ
Phát minh ra máy điều hòa nhiệt độ của Willis Carrier đã tạo ra một sự thay đổi mãnh liệt lên nước Mỹ từ dân số, năng suất công việc,... Hơn nữa sự phát minh ra máy điều hòa còn tác động đến 3 ngành công nghiệp lớn khác bao gồm ô tô, kiến trúc và giải trí.
Đầu tiên, máy điều hòa không khí được lắp trong các rạp chiếu phim giúp nâng cao trải nghiệm của người xem và kéo theo sự phát triển của ngành công nghiệp giải trí. Vào mùa hè, các phương tiện giao thông nóng bức như ô tô, tàu hỏa được lắp thêm điều hòa giúp cho việc di chuyển được trở nên thuận tiện hơn. Cách xây nhà, xây các công trình cũng phải thay đổi tiên tiến hơn để thuận tiện cho việc lắp đặt máy điều hòa.
Năm 2020, máy lọc không khí chế độ kép (Dual-Mode Air Scrubber) và Máy lọc không khí (Negative Air Machine) OptiClean của Willis Carrier được vinh danh là một trong 100 Phát minh tuyệt vời nhất theo bình chọn của Tạp chí TIME của Mỹ.
Trong suốt cả cuộc đời cho đến khi chết, Willis Carrier nhận được hơn 80 bằng sáng chế. Giờ đây những chiếc máy điều hòa nhiệt độ đã trở nên vô cùng thân thuộc trong nhiều hộ gia đình. Giải pháp máy điều hòa của Willis Carrier đã giúp cho cuộc sống tốt đẹp, an toàn và thuận tiện hơn rất nhiều lần.