Các chứng tích cổ về việc sử dụng nước để làm mát

Theo các di chứng lịch sử để lại trên các bức vẽ của người Ai Cập cổ đại, con người đã cố gắng lợi dụng sự bốc hơi của nước để làm mát cơ thể. Dĩ nhiên lúc đó người Ai Cập mới chỉ nghĩ ra đơn giản kiểu quạt một nồi nước để… làm mát. Sau đó tới lượt người La Mã bắt đầu tiến xa hơn một chút với hệ thống làm mát tuần hoàn bằng ống dẫn nước qua các bức tường của mình để duy trì nhiệt độ mát mẻ. Những người dân thường ở La Mã cũng học cách sống sót qua các đợt nắng nóng bằng cách treo các tấm thảm đã nhúng nước lên cửa lều hoặc ngôi nhà của họ để "hóng gió" làm mát.

Phải đến tận thế kỷ 16, Leonardo da Vinci mới chính thức phát minh ra thiết bị ẩm kế (hygrometer) và được coi là người đầu tiên chế tạo ra "máy" làm mát không khí cơ học chứ không sử dụng các công cụ làm mát hơi nước thô sơ như trước đó nữa. Thiết bị này của Da Vinci bao gồm một bánh xe rỗng được nhúng ngập nước một phần sẽ mang theo nước khi vận hành và cung cấp hơi nước khi xoay. Không khí được làm mát bởi một lượng nước nhỏ mang theo bánh xe này bắn tung tóe và bốc hơi trong quá trình hoạt động của bánh xe.

Sau khi Leonardo da Vinci đưa ra các ý niệm, vào những năm đầu thế kỷ 19, các nhà sản xuất dệt may ở New England (Mỹ) cũng đã bắt đầu biết sử dụng hệ thống bay hơi nước để làm mát không khí trong các nhà máy khi phải trải qua mùa hè nóng nực. Sau đó các cư dân miền Tây nước Mỹ cũng sử dụng các giải pháp tương tự (như thời cổ đại) để làm mát vào những năm 1920-1930.

Màng tổ ong bằng gỗ sồi hoặc rơm rạ dùng để phân phối hơi nước.

Một trong những nguyên mẫu quạt hơi nước được trưng bày tại Nhật

Mãi tới năm 1902, Willis Haviland Carrier đã có bước đột phá trong việc kiểm soát nhiệt khi phát minh ra điều hòa không khí, nhưng vì lý do đơn giản dễ chế tạo, dễ sử dụng và nhất là giá thành nên quạt làm mát bằng hơi nước vẫn tồn tại song hành cho tới tận bây giờ. Các cải tiến hiện nay vẫn chủ yếu tập trung vào việc sử dụng hiệu quả hơn nguồn nước cũng như hiệu năng và các thay đổi về chất liệu lẫn thiết kế.

Cụ thể, các sản phẩm quạt làm mát bằng hơi nước hiện đang được nhiều nhà sản xuất gán mác "quạt điều hòa" và chào bán ở nhiều nước trên thế giới, từ Mỹ tới Úc và các nước ở châu Phi, châu Á... dưới nhiều thương hiệu và mức giá khác nhau.

Quạt điều hòa hoạt động như thế nào?

Theo một bài báo trên TheAustralianđịnh nghĩa, quạt "điều hòa" sẽ làm mát bay hơi (evaporative cooling, khác với khái niệm điều hòa không khí thực thụ - air conditioning) bằng cách bổ sung độ ẩm cho không khí bên ngoài và sau đó bơm không khí ở độ ẩm cao này ra ngoài (vào không gian mà bạn cần), lợi dụng sự bay hơi để làm mát không khí và bề mặt tiếp xúc. Bên cạnh đó, quạt hơi nước chỉ hoạt động hiệu quả trong không gian thoáng hoặc trong các căn phòng có cửa sổ và cửa chính đều mở toang nhằm giải quyết việc bay hơi của hơi nước.

Về lý thuyết, không khí nóng hơn có thể giữ độ ẩm cao hơn và ngược lại, do vậy thiết bị làm mát (điều hòa) kiểu này sẽ chỉ đạt hiệu quả tối ưu khi độ ẩm của không khí ngoài trời nằm ở dưới mức 30% RH (độ ẩm tương đối). Độ ẩm trong không khí thực chất là lượng hơi nước do gió biển mang vào hoặc được xả ra từ cây cối sông ngòi. Nhiệt độ không khí càng cao thì lượng hơi nước trong không khí càng lớn (trừ sa mạc và những nơi ít sông ngòi cây cối), độ ẩm tương đối 100% thể hiện rằng không khí chứa đầy hơi nước, tới trạng thái bão hòa. Đó cũng là lý do độ ẩm ở miền Bắc vào mùa nóng rất cao còn mùa lạnh lại rất thấp.

Khí hậu Việt Nam có phù hợp với việc làm mát bằng hơi nước?

Cần không gian thoáng đãng để tận dụng sự bay hơi của nước cho hiệu quả làm mát

Trừ một số nơi có khí hậu ôn đới như tại Sa Pa, Đà Lạt hay có nơi thuộc khí hậu lục địa như Lai Châu, Sơn La… còn lại ở Việt Nam vốn là đất nước chịu ảnh hưởng của nhiệt đới nên độ ẩm rất cao, nhất là ở miền Bắc là vùng có khí hậu nhiệt đới bốn mùa, thậm chí có những thời điểm độ ẩm hằng ngày lên tới 80%, vượt xa ngưỡng hiệu quả của phương pháp làm mát bằng hơi nước. Nói cách khác, việc sử dụng quạt làm mát bằng hơi nước (còn gọi là quạt điều hòa) ở điều kiện độ ẩm này sẽ gần như không mang lại lợi ích gì đáng kể cho người dùng, bởi khi đó chẳng khác biến căn phòng thành một lò xông hơi, không khí kèm hơi nước sẽ trở nên đặc quánh lại và người sử dụng lúc đó sẽ cảm thấy ngột ngạt nóng bức hơn, mồ hôi không thoát được ra ngoài.

Ngược lại, ở khu vực phía Nam, nơi gần đường xích đạo và có độ ẩm thấp hơn, đó cũng là lý do chị em phụ nữ ở miền Nam hay mang theo một chai xịt ẩm để làm mát da mặt và da tay hằng ngày. Tuy việc sử dụng quạt hơi nước ở miền Nam sẽ hiệu quả hơn miền Bắc nhưng cũng không đạt được hiệu suất tối ưu do độ ẩm ở đây cũng thường xuyên ở mức 40-60%.

Cần hiểu đúng khái niệm "điều hòa"

Quạt hơi nước đang bị đánh tráo khái niệm thành quạt "điều hòa"

Hiện nay do quảng cáo và truyền thông đã gây ra lẫn lộn khái niệm giữa "quạt điều hòa" trong khi thực ra nó chỉ là quạt làm mát bằng hơi nước. Do vậy không nên nhầm lẫn giữa "quạt điều hòa" với điều hòa thực thụ, bởi quạt "điều hòa" này thực sự chỉ có tác dụng bổ sung thêm độ ẩm và lợi dụng sự bay hơi để làm mát không khí theo dạng bị động, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết (độ ẩm và nhiệt độ) khi sử dụng.

Quạt "điều hòa" không có khả năng tăng giảm nhiệt độ chủ động như các thiết bị điều hòa không khí thực thụ. Chưa kể các dòng "quạt điều hòa" hiện nay tiêu tốn nước và chiếm dụng diện tích sử dụng khá nhiều, đòi hỏi không gian thoáng đãng khi sử dụng.