Willis Carrier (1876-1950) oli ”ilmastoinnin isä”, joka kehitti sekä ilmastointijärjestelmien teorian että sovellukset.
Willis Haviland Carrier syntyi New Yorkin Angolassa 26. marraskuuta 1876 vanhan uusenglantilaisen suvun jäsenenä. Nuori Willis opiskeli Angola Academyssa ja opetti koulua kaksi vuotta ennen kuin pääsi Central High Schooliin Buffalossa, New Yorkissa, täyttääkseen collegeen pääsyn vaatimukset. Carrier voitti sitten valtion stipendin Cornellin yliopistoon. Hän valmistui Cornellista vuonna 1901 sähkötekniikan diplomi-insinööriksi, minkä jälkeen hän aloitti tutkimusinsinöörinä Buffalo Forge Companyssa Buffalossa. Carrierista tuli yrityksen pääinsinööri vuonna 1906.
Ollessaan yhteydessä Buffalo Forgeen Carrier auttoi olennaisesti yritykselle valmistettujen puhaltimien ja putkikierukka-lämmittimien kehittämisessä ja muotoili teknisen menetelmän puhaltimien ja puhallinjärjestelmien lämmittimien testaamiseksi ja luokittelemiseksi. Hän myös kehitti ja julkaisi ensimmäisen tieteellisesti määritettyjen mitoitustaulukoiden järjestelmän, jossa määritellään lämmittimien tehot, nopeudet ja vastukset eri höyrynpaineilla ja ilman nopeuksilla. Kun puhtaan ilman tuottamisen ongelma tuli vastaan, Carrier keksi suihkutyyppisen ilmanpesurin, josta hän kehitti myöhemmin suihkutyyppisen ilmankostuttimen tai kosteudenpoistajan.
Seuraavaksi hän teki perusteellisen tutkimuksen useista kysymyksistä, mukaan lukien ensimmäisen analyysin kosteudenpoistosta mekaanisen jäähdytyksen avulla. Tämän tuloksena Carrier pystyi tekemään suihkutyyppisen ilmanpesurinsa ensimmäiset sovellukset. Näitä sovelluksia koskevien tutkimusten aikana hän ymmärsi kostutuksen (eli ilman kosteuspitoisuuden hallinnan) perustavanlaatuisen merkityksen ja kehitti kastepisteen säädön, joka on menetelmä kosteuden säätelemiseksi säätelemällä ilmastointikoneessa olevan suihkuveden lämpötilaa. Näiden tutkimusten tuloksena Carrier esitti vuonna 1911 American Society of Mechanical Engineers -yhdistykselle kaksi artikkelia, joissa kuvattiin kosteuden säätöä.
Carrierin työ ei ollut pelkästään teoreettista. Buffalo Forgen toimistojen kautta hän toteutti käsitteitään käytännössä. Hyvin varhain hän suunnitteli Sackett-Wilhelm Lithography and Publishing Companylle järjestelmän, joka piti rakennuksessa 55 prosentin kosteuden ympäri vuoden 70 asteen lämpötilassa talvella ja 80 asteen lämpötilassa kesällä. Vuoteen 1907 mennessä Carrierin järjestelmiä oli asennettu useisiin puuvillatehtaisiin ja muihin tehtaisiin. Myöhemmin samana vuonna Buffalo Forge päätti perustaa kokonaan omistamansa tytäryhtiön, Carrier Air Conditioning Companyn, joka suunnitteli ja markkinoi täydellisiä ilmastointijärjestelmiä. Seuraavat kuusi vuotta Carrier toimi tytäryhtiön varatoimitusjohtajana ja emoyhtiön pääinsinöörinä ja tutkimusjohtajana. Tänä aikana Carrierin laitteita asennettiin useille teollisuudenaloille: tupakka-, rayon-, kumi-, paperi-, lääke- ja elintarviketeollisuuteen.
Carrier oli siis ”ilmastointilaitteiden isä” Amerikassa sekä teoreettisessa että käytännön mielessä. Vaikka termiä ”ilmastointi” käytti ensimmäisenä Stuart W. Cramer, Charlottessa, Pohjois-Carolinassa, sijainnut myllyn omistaja ja ylläpitäjä, Carrier otti sen nopeasti käyttöön ja määritteli ilmastoinnin ilman kosteuden, lämpötilan, puhtauden ja kierron säätelyksi. Vuonna 1914 Buffalo Forge päätti rajoittua valmistukseen ja vetäytyi insinööritoiminnasta. Carrier perusti sen jälkeen Carrier Engineering Corporationin. Pian tämän jälkeen Carrier teki keksinnön, joka muutti alaa. Hän kehitti radikaalin uuden jäähdytyskoneen – keskipakokompressorin – joka käytti turvallisia, myrkyttömiä kylmäaineita ja pystyi palvelemaan suuria laitoksia edullisesti. Tämä avasi tien järjestelmälle, jonka tavoitteena oli ihmisten viihtyvyys.
1920-luvulla Carrier alkoi asentaa kokonaisia ilmastointijärjestelmiä. Yksi varhaisimmista ja merkittävimmistä näistä oli massiivisessa J. L. Hudsonin tavaratalossa Detroitissa vuonna 1924. Tätä seurasivat vuosina 1928-1929 asennukset Yhdysvaltain Capitolin edustajainhuoneen ja senaatin istuntosaleihin. Paikallisesti merkittävämpää oli se, että vuoteen 1930 mennessä yli 300 elokuvateatteria oli asentanut ilmastointijärjestelmät. Yritys, jonka Willis Carrier oli perustanut pienin varoin vuonna 1915, kukoisti näiden ja muiden asennusten ansiosta, ja vuonna 1929 sillä oli kaksi tehdasta Newarkissa, New Jerseyssä, ja kolmas Allentownissa, Pennsylvaniassa. Vuonna 1930 Carrier Engineering fuusioitui kahden teollisuusyrityksen – Brunswick-Kroeschell Companyn ja York Heating and Ventilating Corporationin – kanssa Carrier Corporationiksi, jonka hallituksen puheenjohtajana toimi Willis Carrier.
1930-luvun lama pakotti yrityksen kuitenkin taistelemaan selviytymisensä puolesta. Yrityskonsulttien avulla Carrier leikkasi kustannuksia ja systematisoi toimintojaan keskittämällä kaiken New Yorkin Syracusessa sijaitsevaan tehtaaseen. Hän alkoi myös etsiä uusia markkinoita. Ilmeinen ehdokas oli korkea pilvenpiirtäjä, mutta vasta 1930-luvun lopulla mikään järjestelmä ei pystynyt tarjoamaan tätä palvelua tehokkaasti. Vuonna 1939 Carrier kuitenkin keksi järjestelmän, jossa ilmastoitu ilma johdettiin keskusasemalta pienten teräsputkien kautta suurella nopeudella yksittäisiin huoneisiin. Vaikka järjestelmän käyttöönotto pysähtyi toisen maailmansodan vuoksi, sodan jälkeen ilmastoinnista tuli erittäin suosittu, sillä siitä tuli käytännössä pakollinen kaikissa toimistorakennuksissa. Carrier Air Conditioning sai tästä liiketoiminnasta leijonanosan, mutta sydänkohtaus pakotti Carrierin eläkkeelle vuonna 1948. Hän kuoli 7. lokakuuta 1950.
Carrierin saavutukset olivat moninaiset, ja hänen kuollessaan hänellä oli yli 80 patenttia. Aiemmin mainittujen asioiden lisäksi hänellä oli merkittävä rooli keskipakopumpun kehittämisessä, hän määritteli ja julkaisi perustiedot, jotka koskivat ilman kitkaa kanavissa, kehitti käyttökelpoisia keinoja tasaisen ja tehokkaan ilmanjakelun ja -kierron varmistamiseksi rakennuksissa, suunnitteli diffuusorin ulostuloaukon ja kehitti ilmankierron ejektorijärjestelmän, jossa verrattain pientä ilmamäärää paiskataan yhtenevien suuttimien kautta siten, että se saa aikaan ilman liikkeen kolmesta viiteen kertaan suuremmalla tilavuudellaan, jolloin saadaan aikaan tehokas kierrätys kyseisessä tilassa.
Yksi merkittävimmistä Carrier-laitteiden asennuksista tehtiin Etelä-Afrikan Robinson Deepiin, maailman syvimpään kaivokseen. Carrier-laitteiden avulla kaivoksen omistajat pystyivät nostamaan kaivoksen syvyyttä 1 500 jalkaa yhteensä 8 500 jalkaan, mikä lisäsi käytettävissä olevan kullan määrää. Carrierille myönnettiin Philadelphian kaupungin John Scott -mitali vuonna 1931 ilmastointikeksinnöistään, American Society of Heating Engineersin F. Paul Anderson -mitali ja American Society of Mechanical Engineer’s Society -mitali vuonna 1934.
Further Reading
M. Ingels, W. H. Carrier: Father of Air Conditioning (1927) tarjoaa elämäkerran. Tietoa ilmastointiteollisuudesta saa Carrier Corporationin julkaisemista kirjoista. □