Tránh nắng nóng bằng kiến thức vật lý và kinh nghiệm của người xưa
Thật khó để chịu đựng cái nóng mùa hè kéo dài hàng tuần, đặc biệt là ở các đô thị. Nhưng ngay cả khi chưa có máy điều hòa không khí hoặc ít nhất là một chiếc quạt, con người từ xa xưa đã tìm ra cách để làm mát phòng ở và thậm chí là trữ nước đá. Nhà vật lý Nga Dmitry Pobedinsky đã lý giải những phát kiến cổ truyền bằng kiến thức hiện đại.
Ấn Độ: Khus ki tatti làm ướt giường
Các phương pháp làm mát cơ bản đã không thay đổi trong hàng nghìn năm: để giảm nhiệt độ trong nhà dù chỉ một chút, cần bố trí cửa gió lùa, rèm cửa sổ để cản ánh sáng mặt trời, sử dụng quạt và cũng nên mặc quần áo mỏng nhẹ, uống nhiều nước. Nhưng có nhiều cách tốt hơn, ví dụ, ở Ấn Độ, cửa ra vào và cửa sổ được phủ bằng những tấm thảm khus ki tatti đặc biệt. Chúng được dệt từ rễ của một loại cây ngũ cốc có tên là cỏ vetiver (là một loài cỏ sống lâu năm, còn được gọi cỏ hương bài hay cỏ hương lau, thuộc họ Hòa thảo). Những tấm thảm liên tục được phun nước, làm bay hơi và làm mát căn phòng.
Nói chung, ý tưởng này rất đơn giản: ở Nga, khăn trải giường ướt được sử dụng với vai trò giống như máy làm mát phòng, còn người Ấn Độ đã tìm ra cách để làm cho hệ thống khus ki tatti hiệu quả hơn: họ đặt thêm vào kết cấu hai bình chứa nước ở trên và dưới. Do hiệu ứng mao dẫn, nước từ bình dưới sẽ dâng lên và nhỏ giọt vào bình trên. Khi bình trên đã tích đủ, trọng lực của nước sẽ làm cho bình lật ngược và rỏ nước xuống để lặp lại quy trình. Đó là cỗ máy chuyển động gần như vĩnh cửu của Ấn Độ. Cần lưu ý: điều chính yếu là đừng quên… thêm nước.
Làm mát bằng cách bay hơi nước cũng được sử dụng trong việc tạo ra những chiếc tủ lạnh cổ đại, đó là một cấu trúc gồm một chiếc nồi nhỏ đặt trong một chiếc nồi lớn. Khoảng cách giữa chúng được nhét đầy cát, sau đó được đổ đầy nước. Bằng cách bay hơi nước, nhiệt độ của nồi bên trong hạ xuống khoảng 10-15 độ, giúp bạn có thể bảo quản các sản phẩm dễ hỏng trong đó.
Trên thực tế, những chiếc tủ lạnh hoạt động không cần điện được thiết kế giống hệt nhau. Khí hậu càng khô, chúng càng hiệu quả hơn trong việc làm mát đồ vật bên trong.
Ba Tư: Tháp thông gió, kênh đào ngầm và hầm băng khổng lồ
Những bí quyết chống nóng cũng đã được biết đến ở các nước châu Á khác. Ví dụ, ở Ba Tư, nơi hơn 2.000 năm trước đã xây dựng nên badgir - tháp gió, hốc gió, hoặc máng gió, một yếu tố kiến trúc truyền thống ở những vùng nóng nhất, được sử dụng để tạo ra hệ thống thông gió chéo và làm mát thụ động trong các tòa nhà. Badgir là một tòa tháp cao với những kênh liên thông bên trong, có thể được sử dụng ở một số chế độ. Đơn giản nhất là thông gió: ngay cả những cơn gió nhẹ nhất cũng đi qua badgir, rồi vào bên trong, mang lại sự thông thoáng. Nhà vật lý giải thích rằng không khí thoát ra qua một badgir khác hoặc qua một kênh không khí khác của cùng một tòa tháp, đồng thời badgir làm cho không khí được sưởi ấm trong tháp bốc lên và hút gió lùa vào trong phòng. Trong trường hợp này, ngôi nhà trở nên mát mẻ hơn một chút.
Cuối cùng, badgir thực hiện tốt nhất việc làm mát nếu chúng được kết hợp với những kênh dẫn nước ngầm, gọi là kariz. Đó là một hệ thống vận chuyển nước từ tầng ngậm nước hoặc giếng nước lên bề mặt, thông qua đường dẫn nước dưới lòng đất, được các bậc thầy Ba Tư cổ đại đặt nhiều dưới một số thành phố. Trong trường hợp này, không khí nóng đi vào kênh thông qua một trục nằm bên cạnh tòa nhà ở đó, nó được làm mát bằng sự bay hơi của nước, sau đó, không khí mát mẻ lan vào phòng, rồi thoát ra ngoài qua các kênh thoáng của badgir, mang nhiệt ra khỏi nhà. Lực đẩy xuất hiện nếu chỉ có một kênh thông khí nằm ở phía khuất gió được mở ra. Tòa tháp dường như cắt ngang luồng không khí và một vùng áp suất thấp hình thành phía sau nó dường như sẽ hút không khí ra khỏi tòa nhà. Khá nhiều badgir hiện còn tồn tại vẫn đang thay thế thành công máy điều hòa không khí cho cư dân Iran, cho phép họ tiết kiệm năng lượng và các yếu tố tương tự như chúng được tích hợp vào các tòa nhà hiện đại.
Các nhà xây dựng Ba Tư cũng biết cách tạo ra những kho chứa khổng lồ, có thể lưu trữ băng trong nhiều tháng, gọi là yakhchal. Đó là những tòa nhà hình nón với một lỗ nhỏ ở trên cùng và một hốc trên sàn. Hình dạng của yakhchal giống như một quả trứng hoặc một cái bình ngược.
Việc cách nhiệt ở yakhchal được đảm bảo bởi những bức tường dày và bản thân hình dạng của tòa nhà, nhờ có một lớp hơi lạnh xuất hiện phía trên lớp băng bên trong ngăn cản sự truyền nhiệt. Và nếu yakhchal được trang bị badgir, thì trong những tháng mùa đông, băng có thể được tích tụ ngay bên trong chứ không phải được mang từ nơi khác đến.
Ngành công nghiệp nước đá trong thời chưa phát minh ra điện
Các quốc gia khác cũng biết cách trữ nước đá vào mùa đông và vào mùa hè. Ở thế kỷ XIX, ngành bán nước đá đã đạt đến quy mô khổng lồ, họ đã học được cách vận chuyển băng từ Bắc vào Nam trên những con tàu đặc biệt, các khối nước đóng băng được bảo ôn trong các cơ sở lưu trữ được xây dựng đặc biệt. Từ đó, nước đá được vận chuyển đến các khu công nghiệp, lò mổ, nhà hàng, quán bar và được bán trên đường phố. Tất nhiên, băng tan dọc đường nên bị hao tổn từ 20% đến 50%. Ở Mỹ, vào cuối thế kỷ XIX, chỉ có ngành bán bông là lớn nhất, nhưng công việc kinh doanh nước đá cũng có lãi: vài triệu tấn băng đã được vận chuyển mỗi năm.
Về máy điều hòa
Sự xuất hiện của những chiếc tủ đông đầu tiên vào đầu thế kỷ XX và sự phân phối hàng loạt tủ lạnh gia dụng sau đó đã dẫn đến sự biến mất của ngành công nghiệp "nước đá". Cũng trong khoảng thời gian đó, chiếc máy điều hòa không khí đầu tiên được phát minh.
Năm 1902, một kỹ sư người Mỹ tên là Willis Carrier (1876-1950) đã tạo ra một thiết bị duy trì độ ẩm không đổi trong khuôn viên của một nhà in ở Brooklyn. Không khí trong đó đi qua các cuộn ống dẫn ngoằn ngoèo khiến cho hơi ẩm ngưng tụ, làm mát trên đường đi. Trên thực tế, đây là chiếc máy điều hòa không khí đầu tiên. Các thiết bị như thế bắt đầu được lắp đặt ở khắp mọi nơi: trong các nhà máy, rạp chiếu phim, các tòa nhà dân cư và căn hộ. Công ty Carrier Corporation do ông thành lập vẫn chiếm một thị phần đáng kể trên thị trường điều hòa không khí của Mỹ ngày nay.
Nhưng thực tế là điều hòa không khí cũng khác nhau. Ví dụ, cái gọi là máy điều hòa không khí bay hơi chỉ đơn giản là cho không khí đi qua một tấm đệm ướt. Trong một phiên bản phức tạp hơn, chúng được trang bị bộ trao đổi nhiệt, qua một kênh có luồng không khí mát ẩm và qua luồng không khí khô được làm mát khác. Nó rất kinh tế, nhưng những chiếc máy điều hòa không khí như vậy chỉ hoạt động ở nơi có khí hậu khô. Với sự gia tăng độ ẩm, hiệu quả của chúng giảm xuống bằng không.
Thiếu sót này không có ở các máy điều hòa không khí phổ biến sử dụng cái gọi là chu trình nén hơi. Chất làm lạnh chứa trong chúng lưu thông trong một vòng tròn, được nén trong một buồng đặc biệt ở bộ phận bên ngoài bằng máy nén. Do đó, chất làm lạnh trở thành chất lỏng và nóng lên - nhiệt này được giải phóng vào khí quyển khi nó đi qua bộ tản nhiệt của dàn nóng máy điều hòa. Sau đó, chất làm lạnh đã tỏa nhiệt được đưa đến dàn lạnh, đi qua một thiết bị tiết lưu, giữ áp suất ở phần bên ngoài của mạch và cho một ít chất làm lạnh vào bên trong. Trong phần này của mạch, áp suất thấp hơn nhiều, do đó chất làm lạnh trở thành khí và nguội đi nhanh chóng.
Không khí nóng trong phòng tỏa nhiệt, sau đó chu kỳ lặp lại. Nguyên tắc tương tự với sự bay hơi của chất làm lạnh làm nền tảng cho hoạt động của tủ lạnh.
Dù sao thì cũng chẳng ích gì khi tìm kiếm một mẹo vặt bí mật nào đó, bay hơi là thứ tốt nhất trong tự nhiên để làm mát. Bạn có thể thử nghiệm với chất bay hơi, nhưng nước là lý tưởng nhất.
Tuy nhiên, nó nhắc nhở về các nguyên tắc cơ bản của làm mát. Trước hết, bạn nên cách ly căn phòng khỏi ánh sáng mặt trời càng nhiều càng tốt với sự trợ giúp của rèm cửa, phim phản chiếu hoặc các vật liệu khác có sẵn. Ngoài ra, bạn cần mở hé các cửa sổ bằng cách treo một miếng vải thấm nước trước mặt chúng. Khi thông gió, không khí ẩm sẽ không bị đọng lại và mang đi lượng nhiệt dư thừa. Cuối cùng, bạn nên uống nhiều nước và tắm mát nếu có thể.