مروری بر تاریخچه سیستم تهویه مطبوع؛ از کارخانه کاغذسازی تا داشبورد خودروها

سیستم تهویه مطبوع یکی از امکانات پایه و بنیادین خودروهای امروزی است. این سیستم در ابتدا ساختار و کارکرد ساده‌ای داشت، اما به لطف فناوری‌های دیجیتال اکنون پیچیده‌تر شده و خیلی بهتر می‌تواند سرنشینان خودرو را در رسیدن به دمای مطلوب کابین یاری کند.

ایده استفاده از سیستم تهویه مطبوع در خودروها برای اولین بار در دهه 40 میلادی و توسط شرکت‌های آمریکایی مطرح شد. در آن دوران عمدتا از یک محفظه که روی بدنه خودرو قرار داشت، برای خنک‌سازی کابین استفاده می‌شد. عملکرد این محفظه مشابه کولرهای آبی بود و جریان هوا با عبور از داخل آن خنک شده و سپس به درون کابین راه پیدا می‌کرد.

شاید بدانید که ایده اولیه خنک‌سازی جریان هوا با استفاده از قطرات و بخار آب ریشه در مصر باستان دارد. در آن زمان مصری‌ها برای تهویه اتاق فرمانروایان خود مجراهایی را طراحی کرده بودند که هوای عبوری از داخل آنها در معرض آب قرار گرفته و خنک می‌شد.

اما نکته بسیار جالب اینکه دلیل اصلی توسعه سیستم تهویه مطبوع، نه افزایش راحتی و آسایش سرنشینان داخل کابین خودروها یا افراد حاضر در منزل، بلکه مشکل پیش آمده برای یکی از شرکت‌های فعال در صنعت کاغذ و چاپ بود.

شرکت لیتوگرافی و چاپ سَکت و ویلهلمز (Sackett & Wilhelms Lithography & Printing Company – به اختصار S&W) که مقر آن در نیویورک قرار داشت، در اوایل قرن بیستم به مشکلی عجیب با کاغذهای خود برخورد کرده بود. کاغذهای این شرکت با تغییر رطوبت در چاپخانه‌ها، تغییر اندازه می‌دادند و این مساله برای S&W مشکلاتی جدی به وجود می‌آورد. این شرکت در زمینه چاپ پوسترهای رنگی فعالیت داشت. در آن مقطع هر کدام از رنگ‌ها باید جداگانه به پوسترها و اسناد اضافه می‌شدند. در حالت عادی این کار به خوبی پیش می‌رفت، اما مشکل زمانی پدیدار می‌شد که ابعاد کاغذها به دلیل رطوبت تغییر پیدا کرده و کیفیت نهایی بسیار بد از آب در می‌آمد.

این امر در نهایت به افت کیفیت، تاخیر در تولید و افزایش بی‌رویه ضایعات S&W منجر شد. برای مقابله با شرایط بد حاکم، S&W از فردی به نام ویلیس کریر (Willis Carrier) که برای شرکت Buffalo Forge Works کار می‌کرد، درخواست کمک نمود. با راهکارهای کریر و بهره‌گیری از تکنولوژی‌های موجود، مهندسین توانستند کنترل دمای هوا را در اختیار گرفته و رطوبت را تا اندازه‌ای تنظیم کنند، اما تنظیم دقیق آنها به ویژه رطوبت هنوز میسر نبود.

آقای کریر سیم‌پیچ‌هایی را طراحی و تولید کرد که می‌توانستند میزان دمای هوا و رطوبت را به طور دقیق تنظیم کنند. نتیجه تلاش‌های این مخترع کم نام و نشان باعث تولید اولین سیستم تهویه مطبوع برقی شد و در اوایل سال 1903، شرکت S&W به استفاده از نمونه‌های اولیه رو آورد.

به لطف سیستم تهویه ابداعی آقای کریر، S&W موفق شد رطوبت کارخانه را در میزان ثابت 55 درصد حفظ کرده و از تغییر ابعاد کاغذها جلوگیری کند. خنک‌سازی سیستم مذکور به استفاده از روزانه حدود 5 تن یخ تشبیه شده بود.

سیستم تهویه مطبوع اختراع شده توسط ویلیس کریر به تدریج در سایر ساختمان‌های عمومی نیز راه به کار گرفته شد. وقتی عموم مردم با این تکنولوژی و عملکرد مثبتش آشنا شدند، به ستایش آن پرداختند و اینگونه بود که سیستم تهویه به یک ابزار لوکس و پرطرفدار تبدیل شد.

با پیشرفت تدریجی و راحت‌تر شدن نحوه استفاده، بخش‌های بیشتری – به ویژه در جنوب غرب آمریکا – نسبت به خریداری سیستم تهویه اقدام کردند و افزایش تقاضا سبب رشد بازار این وسیله نوظهور شد.

در دهه 30 میلادی شرکت C&C Kelvinator که در زمینه تولید تجهیزات سردکننده فعالیت می‌کرد، به فکر ساخت سیستم تهویه مطبوع برای خودروها افتاد. سیستم طراحی شده توسط این شرکت دارای یک کمپرسور بزرگ بود و در پشت خودروها نصب می‌شد. ابعاد نامتعارف، پیچیدگی و قیمت بالا سه ایراد اصلی سیستم تهویه مطبوع C&C Kelvinator بودند که مانع استقبال بالا از آن شدند.

پس از C&C Kelvinator نوبت به جنرال موتورز رسید تا با برند کادیلاک سیستم تهویه مطبوع را به جهان خودرو بیاورد. همزمان با این شرکت بزرگ، پاکارد نیز که رقابت نزدیکی با کادیلاک داشت، وارد عرصه شد. اواخر سال 1939 این پاکارد بود که گوی سبقت را از جنرال موتورز ربود و با مدل 180 اولین سیستم تهویه مطبوع کارخانه‌ای برای یک خودرو را معرفی کرد.

وظیفه ساخت سیستم تهویه اختصاصی پاکارد 180 به کمپانی بیشاپ اند ببکاک (Bishop and Babcock) سپرده شده بود. سیستم تولیدی این کمپانی در سال 1939 قیمتی برابر با 274 دلار داشت که معادل 5 هزار دلار یا 4 هزار پوند در زمان حال می‌شود. علی‌رغم قیمت بالا، حدود دو هزار دستگاه از محصولات پاکارد با سیستم تهویه مطبوع به فروش رسیدند.

از نظر مکانیسم، سیستم تهویه نصب شده در پاکارد 180 مشابه سیستم‌های امروزی بود. این سیستم شامل کمپرسور، تقطیرکننده، تبخیرکننده و خشک‌کن می‌شد و تنها دارای یک دکمه کنترلی آن هم برای تنظیم سرعت گردش فن بود. در پاکارد 180 امکان تنظیم دما وجود نداشت و اگر راننده می‌خواست سیستم تهویه را خاموش کند، باید به طور دستی تسمه کمپرسور را جدا می‌کرد، چرا که خبری از سیستم کلاچ هم نبود.

هر چند به خاطر پیچیدگی و نصب در قسمت عقب، استفاده از سیستم تهویه مطبوع در خودروها پس از 1941 کنار گذاشته شد، اما همه به اثربخشی و مفید بودن آن اذعان داشتند. از این رو با پایان جنگ جهانی و پیشرفت تکنولوژی سایر خودروسازان سعی کردند نمونه‌هایی بهتر توسعه دهند.

در سال 1953 سه شرکت جنرال موتورز، کرایسلر و پاکارد سیستم تهویه مطبوع ارتقایافته‌تری را رونمایی کردند. با وجود این در سال 1954 شرکت نَش (Nash) با رونمایی از مدل امباسادور گامی بزرگ در این راستا برداشت. سیستم تهویه مطبوع این خودرو به موتور متصل بود و عملکرد مطلوب‌تری ارائه می‌کرد. این شرکت در سال 1937 با کمپانی Kelvinator ادغام شده بود، به همین جهت نتیجه همفکری آنها کارایی بهتری داشت. همانطور که اشاره کردیم Kelvinator در حوزه لوازم خانگی و تولید یخچال فریزر فعالیت می‌نمود.

در ادامه شرکت نش سیستم تهویه کوچک‌تری را با وزن 60 کیلوگرم و مجهز به کلاچ معرفی کرد. وزن این سیستم که All-Weather Eye نام داشت، تقریبا نصف سیستم‌های مشابه بود و می‌توان آن را جد اصلی سیستم‌های بعدی دانست.

در سال 1964 کادیلاک برخی از محصولات خود از جمله دویل را به سیستم پیشرفته‌ای به نام Comfort Control مجهز کرد. مثل سیستم‌های امروزی، تنها کاری که راننده دویل باید انجام می‌داد، انتخاب دمای مطلوب بود و پس از آن سیستم تهویه به صورت اتوماتیک دمای کابین را در درجه انتخاب شده حفظ می‌کرد.

با افزایش رقابت جهت بهبود آسایش و تجربه سرنشینان، قیمت سیستم تهویه مطبوع به مرور کاهش یافت و اینک از آن حالت انحصاری و لوکس بودن کاملا فاصله گرفته است، طوری که در اکثر کشورها پیدا کردن مدلی نو بدون سیستم تهویه، ماموریتی تقریبا غیر ممکن به نظر می‌رسد.