Изобретение кондиционера

18 апреля 2009

Слово «кондиционер» прижилось только у нас в стране, но это фактически кусок словосочетания «air condition» (от латинского «condicio» — условие, состояние), что в переводе с английского означает «состояние воздуха», но правильное обозначение термина звучит как «air conditioning», а не «air condition», что в переводе обозначает «кондиционирование воздуха»

Мало кто знает, что слово «кондиционирование» впервые было произнесено вслух ещё в 1815 году. Именно тогда, пока парижские дамы ещё не успели остыть от сильных впечатлений вызванных лихими казаками атамана Платова, француз Жанн Шабаннес получает Британский Патент на метод «Кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Однако, практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго...

 Реализовать же эту идею удалось лишь спустя 87 лет молодому и амбициозному инженеру из компании "Буффало Фордж" ("Buffalo Forge Co.") Уиллису Хэвилэнду Кэрриеру (Dr. Willis Haviland Carrier), для создания необходимых условий работы полиграфических машин втипографии Бруклина, г. Нью-Йорка (printing plant in Brooklyn, "Sackett & Wilhelms Lithographing and Publishing Company", N.Y.).

Владелец типографии, господин Роберт Лайтл Сакетт [Robert Lytle (eng. - Little) Sackett основал компанию "Sackett Wilhelms & Betzig", в дальнейшем "Sackett-Wilhelms Lithographing Co."], в то время был вне себя от ярости, т.к. его типография из-за плохого качества печати приходила в полнейший упадок, почтовые открытки и плакаты выходили размытыми и не имели товарного вида, а теперь ещё типография лишалась своего главного заказчика, самого популярного юмористического журнала в США - "Судья" ("Judge")... но всё дело было в том, что бедный печатник даже и не знал от чего у него такие неприятности, лишь изредка обвиняя во всём летнюю жару устоявшуюся в помещении, и лихорадочно ища выход из создавшейся кризисной ситуации... О проблеме "неудавшегося печатника" прослышал Кэрриер, и решил разобраться в данном вопросе.

  ...бедный печатник даже и не знал от чего у него такие неприятности, лишь изредка обвиняя во всём летнюю жару устоявшуюся в помещении.

Как выяснил молодой инженер, проблема была не в высокой температуре, а во влажности в помещении. Высокая влажность воздуха в помещении отрицательно влияла на качество печати: летом бумага сохла или разбухала при изменении влажности, цветные чернила при этом расплывались и изображение получалось размытым.

Поэтому самое любопытное в том, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью в помещении, здорово ухудшавшей качество печати летом. В итоге, Уиллис Хэвилэнд Кэрриер изобрёл невиданное прежде устройство, которое прогоняло воздух поверх охлаждённых трубок, при этом влага оседала - это было похоже на охлаждённый стакан на наружной стенке которого собирается влага, т.е. в итоге, первый кондиционер представлял собой именно охладитель воды, в комплекте с вентиляторными доводчиками. Кэрриер определил, что кондиционер будет иметь от трёх до пяти функции: управление влажностью (увеличивая или уменьшая её); управление температурой (нагревая или охлаждая воздух); создание воздушных потоков через систему фильтрации (вентилируя и одновременно очищая воздух).

Итак, 17 июля 1902 года, Кэрриер завершил своё изобретение на бумаге, чётко разработав основные базовые принципы современных процессов кондиционирования воздуха, но только в 1906 году доктор Уиллис Хэвилэнд Кэрриер, патентует своё изобретение под № 808897 основанное на одной из уже многочисленных действующих установок в США, а именно в Буффало штата Нью-Йорк (по месту своей постоянной работы начиная с 1901 по 1915 гг. в Buffalo Forge Company - Buffalo, N.Y.) - в работе названной «Аппарат для обработки воздуха» ("An Apparatus for Treating Air").

 В ХХ веке, впервые термин - «air conditioning» или «кондиционирование воздуха» был использован инженером текстильной промышленности Стюартом Х. Крэмером (Stuart H. Cramer) на Съезде Текстильных Производителей в г. Шарлотта штата Северная Каролина (Charlotte, N.C.) в мае 1906 года, употреблённым по отношению к машине ("предку" кондиционера) изобретённой доктором Уиллисом Хэвилэндом Кэрриером. Дословно Господин Крэмер сказал следующее: "Я использовал термин "кондиционирование воздуха", чтобы включить в него общие понятия в обработке воздуха - увлажнение воздуха, очистку воздуха, обогрев воздуха и вентиляцию воздуха". Машины и агрегаты, которые разработал доктор Кэрриер для "текстильщиков", могли увлажнять воздух воздействуя на пряжу, при этом полностью изменяя вредную рыхлость хлопкового волокна, происходившую из-за повышенного действия статического электричества на производстве в текстильных (хлопковых) фабриках расположенных на юге США в г. Белмонте штата Северная Каролина (Cotton Mill in Belmont, N.C.).

В 1911 году Кэрриер, решая вступить в инженерную ассоциацию "ASME-ASRE" - "Американская Ассоциация Инженеров по Охлаждению" ("American Society of Mechanical Engineers" - "American Society of Refrigeration Engineers" в будущем "ASHRAE"), представляет инженерной ассоциации на "суд" свой кропотливый труд в виде разработанной им базовой основной формулы для применения кондиционирования воздуха в помещениях, под фактическим названием работы - "Рациональная Психрометрическая Формула" ("Rational Psychrometric Formulae").

Следовательно, первым и единственным "отцом кондиционирования воздуха" по праву считается американский инженер-изобретатель доктор Уиллис Хэвилэнд Кэрриер, который ещё в 1902 году, первым в мире создал научную, обоснованную им, систему кондиционирования воздуха, и впервые применил своё изобретение практикчески - создав климатический контроль в помещении: температуры, влажности и качества воздуха. [Одна из первых установок кондиционирования воздуха была продана Кэрриером в 1924 году в компанию The Onondaga Pottery Company в г. Сиракузы штата Нью-Йорк (Syracuse, N.Y.), и эта установка теперь демонстрируется при Институте Смитсона в Музее Науки и Промышленности (The Smithsonian Institution's Museum of Science and Industry).]

Правда, за год до изобретения доктора Уиллиса Кэрриера, в 1901 году, действительный член "ASME" ("American Society of Mechanical Engineers" - "Американского Общества Инженеров и Механиков"), американский инженер-изобретатель Альфред Вольфф (Alfred Wolff), проектирует первую систему кондиционирования для здания Нью-Йоркской Фондовой Биржи (The New York Stock Exchange), основанную на использовании водяного пара и вырабатываемого электричества от ближайшего к бирже завода.

Разработанная им система кондиционирования могла охлаждать с невиданной по тем временам мощностью, которая эквивалентна (равна) одновременному таянию 300 тонн льда. Кроме того, система вентиляции была спроектирована так, что поток холодного отфильтрованного воздуха выходил из красивых ажурных решёток расположенных на всём протяжении потолочного пространства в здании (потолочную систему вентиляции от Вольффа, Кэрриер возьмёт себе на "вооружение" только в 1928 году, а до этого времени, будут устанавливаться канальные системы вентиляции от Кэрриера, с вентиляционными выходами расположенными прямо в полу). Но к сожалению первая система кондиционирования для здания хоть и была полностью спроектированна на бумаге, но окончательно была установлена лишь через 20 лет. Правда до своей ранней, скоропостижной смерти в 1909 году, Альфред Вольфф успел кондиционировать здания The Carnegie Hall, The New York Public Library, The Plaza Hotel, The Hanover National Bank и The Metropolitan Museum of Art...

И кто знает... если бы не ранняя смерть гениального изобретателя, может быть и история кондиционирования могла бы быть другой...

Эти первые «ископаемые» промышленные агрегаты кондиционирования от инженеров Кэрриера и Вольффа, и стали предками современных систем центрального кондиционирования и вентиляции воздуха для зданий... Но до промышленного производства кондиционеров для зданий, и изобретения бытовых кондиционеров всё ещё было очень далеко...

Компания Buffalo Forge, "окрылённая" повальным успехом установок Кэрриера на хлопковых фабриках юга США в Белмонте, предпринимает стратегическое решение о "завоевании" всего текстильного рынка мира кондиционерами Кэрриера, игнорируя при этом подачу заявок на окондиционирование табачных и макаронных фабрик в США. В 1907 году, компания Buffalo Forge продаёт на экспорт первую установку по кондиционированию воздуха для Шёлкового завода в г. Йокогама, Япония (Yokohama, Japan). Но просчётом Buffalo Forge Company было то, что производство кондиционеров было ориентированно на экспорт, т.е. на иностранные текстильные предприятия и совсем не учитывалось то, что центром промышленности являлись именно США, Великобритания и Германия, но никак не текстильный азиатский регион. Варварская исследовательская политика рынка, экономия на реактивах и лабораторном оборудовании, низкое жалование инженерам-механикам, буквально озолотившим компанию... всё это сыграло общим дистабилизирующим фактором на производстве кондиционеров, поэтому все попытки Buffalo Forge были заведомо обречены на провал... Лишь в 1911 году Buffalo Forge "спохватившись" возвращается на внутренний рынок США, и кондиционирует первый кинотеатр в Нью-Йорке - The Folies Berger Theater, но это уже были "последние конвульсии" Buffalo Forge перед полным крахом компании... И зарождением новой звезды на рынке искусственного климата...

"Настоящие" - самые первые шаги в начале промышленного производства кондиционеров были сделаны только в середине двадцатых годов компанией CARRIER Engineering основанной в 1915 году доктором Уиллисом Кэрриером и его шестью друзьями, когда, начиная с 1924 года системы кондиционирования были установлены в одном из универмагов The J.L. Hudson г. Детройта штата Мичиган [The J.L. Hudson Department Store in Detroit, MI - Джозеф Л. Хадсон (Joseph L. Hudson) владелец крупнейшей в Детройте сети универмагов]. В этом же году, системы кондиционирования также были установлены в кинотеатрах The Palace и The Texan г. Хьюстона в штате Техас(Houston, TX). Наплыв зевак в кинотеатры был просто умопомрачительным, в считанные дни оборот кинотеатров вырос более чем в три раза, что позволило хозяину кинотеатров Уиллу Хоруитзу младшему (Will Horowitz, Jr.) установить систему кондиционирования во всех кинотеатрах своей сети, последним из которых был The Iris Theater. В период с 1922 года по 1930 год были кондиционированы уже свыше 300 кинотеатров по всей Америке, включая крупнейший кинотеатр США - The Rivoli Theater в Нью-Йорке (New York, N.Y.), а также здания Конгресса и Сената США, Белого Дома и Высшего Суда США, где Кондиционеры CARRIER исправно работают и по сей день...

Однако в те годы кондиционер был большой редкостью, стоил дорого, и обычно проектировался специально под конкретное здание. Казалось бы, летний бизнес CARRIER будет и далее развиваться и богатеть за счёт крупных компаний и корпораций, и в короткий срок обгонет по скорости накопления капитала и Форда, и Рокфеллера, но в США пришла Великая Депрессия... Крупные корпорации лопались как мыльные пузыри, экономика трещала по швам... и теперь центральные системы кондиционирования для зданий оказались просто не по карману для большинства компаний США...

Выход был один, удешевить кондиционеры сделав их доступными для максимального числа потребителей в США, то есть перейти к производству именно домашних бытовых кондиционеров. В те годы, "пальму первенства" по изобретению бытового кондиционера, разыгрывали между собой две известные американские корпорации: CARRIER Engineering Corporation и General Electric Company (GE). Компания CARRIER Engineering Corporation в период с 1920 года по 1932 годы неоднократно приступала к разработке первого "домашнего" бытового кондиционера под проектом "Weathermaker" ("Создатель погоды"), но к сожалению по началу проект был неудачным... И только в конце 1931 года, проект "Weathermaker" выдаёт результат в виде первого бытового кондиционера от CARRIER под названием "Atmospheric Cabinet", отдалённо напоминающий нечто похожее на современный оконный кондиционер ["Атмосферный Кабинет" - один из первых домашних бытовых кондиционеров работающий на хладагенте фреоне-11 (R-11), синтезированного компанией "CARRIER", и выпускаемого под торговой маркой "Carrene" № 1]... Но к сожалению на то время компания CARRIER уже опаздала с выпуском первого в мире бытового кондиционера...


Ещё раньше, начиная с 1917 года, другая, не менее известная корпорация на американском рынке под названием General Electric (GE), приступила к изобретению первого бытового холодильника. Уже в 1924 году компания General Electric (GE) изобретает первый полностью герметичный и единый компрессор, правда для внутреннего использования в домашних холодильниках, но это не являлось причиной для его практического использования точно также и в бытовых кондиционерах. А в 1928 году компания General Electric выпускает уже первый бытовой холодильник "Monitor Top", просто бешенно популярный в США в то время. Ну и конечно как следствие из всего перечисленного, в 1929 году выпускается первый бытовой кондиционер в мире от компании General Electric, и хоть первые кондиционеры от General Electric очень уж напоминали первые бытовые холодильники, и охлаждали не на фреоне, а на оксиде серы, всё равно это были уже первые бытовые моноблочные "запечатанные" кондиционеры шкафного типа.

 

Поэтому, ПИОНЕРОМ в coздании технологий производства "домашних" бытовых кондиционеров на тот момент являлась General Electric Company (GE) – кoмпания, ocнoванная Тoмаcoм Альва Эдиcoнoм (Thomas Alva Edison) в 1878 году, oдним из cамыx извecтныx изoбpeтатeлeй нашeгo вeка (Эдиcoн, создавая свои изобретения на своей "фабрике" в Менло Парке штата Нью-Джерси (Menlo, N.J.), пpимeнил cвoё уникальнoe пoниманиe cвoйcтв элeктpичecтва в изoбpeтeнии элeктpичecкой лампoчки, элeктpoдвигатeля, гeнepатopа и пepвoгo в миpe фoнoгpафа и кинопроектора. За всю свою жизнь Эдисон запатентовал более 1000 изобретений). Своё фактическое название и упроченные позиции в деловом мире Америки - General Electric получила лишь в 1892 году в результате слияния с компанией "Томсон-Хьюстон Электрик". В 1896 году General Electric была включена в биржевой индекс Доу - Джонса и является единственной компанией, которая остается в нём по сей день. Но отступим от славной истории компании General Electric, и продолжим о промышленном производстве кондиционеров...

Конструкторы и инженеры General Electric (GE) создав первый в мире прототип бытового шкафного кондиционера, не успокоились на этом, и создали первый в мире прототип современного бытового кондиционера сплит-системы в том же 1929 году. А считаться предком именно сплит-систем он может потому, что в качестве хладагента в этом устройстве использовался АММИАК, пары которого небезопасны для здоровья человека, вследствии чего компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть, по своей сути, конструкторы и инженеры General Electric, в первую очередь опасаясь за Здоровье Покупателей своих кондиционеров, сами не догадываясь того, изобрели устройство, которое было прототипом самой настоящей современной сплит-системы, но поскольку в качестве хладагента в этом кондиционере использовался АММИАК, пары которого небезопасны для здоровья человека, данное устройство конечно же не могло быть признанно полноценным кондиционером, т.к. было довольно-таки небезопасно находится рядом при работе данного устройства. Всему причиной был АММИАК - газ крайне неустойчивый, прихотливый и отнюдь не безопасный. И только с появлением нового газа - ФРЕОНа в 1931 году, началась новая эпоха в производстве кондиционеров...

Уже в том же 1931 году, когда был изобретен безопасный для человеческого организма хладагент — ФРЕОН, конструкторы и инженеры General Electric пошли дальше, и кроме изобретения прототипа сплит-ситемы, ещё и произвели моноблочный оконный кондиционер. Так и появились одни из первых моноблочных кондиционеров оконного типа под марками General Electric и CARRIER, далёкие потомки которых успешно работают и в наши дни, но пожалуй самым интересным остаётся то, что принципиальная схема работы кондиционеров, разработанная в США инженером-изобретателем Кэрриером, осталась неизменной и по сей день...