Версия для печати: Страницы истории развития кондиционирования воздуха 

Страницы истории развития кондиционирования воздуха

17 июля 2007 года инженерные сообщества отметят очередную 105-ю годовщину кондиционеростроения, с развитием и совершенствованием которого связан прогресс множества производственных процессов. Без кондиционирования воздуха сегодня немыслимо обеспечение технологических параметров более 250 отраслей промышленного производства, невозможно создание комфортных условий труда и отдыха людей.

 

Сегодня трудно себе представить область человеческой деятельности, в которой не использовались бы достижения кондиционерной индустрии. Это не только комфорт окружающего нас в помещениях воздуха и увеличение производительности труда в промышленности. Свежие продукты на нашем столе, холодные напитки, качественные одежда и обувь, достижения современной техники и электроники и новые товары, которые невозможно было бы производить, если бы не могли поддерживаться оптимальные условия для их производства и внедрения. Мы не смогли бы использовать все прелести современной электронной и коммуникационной индустрии, если бы не был изобретен сам принцип строгого поддержания температуры и влажности воздуха в производственном помещении. Менее чем за одно столетие кондиционирование воздуха стало жизненно важной и неотъемлемой частью существования человечества. Возможность кондиционирования воздуха произвела переворот в нашей жизни, давая нам возможность жить, работать и отдыхать, наслаждаясь комфортом.

История кондиционирования воздуха идет от древних веков и основывается не на науке, а на человеческих инстинктах. Человек всегда приспосабливался к окружающему миру, и в доисторическое время, находясь в пещере, защищал себя не только от врагов (хищников и себе подобных), но и от ветра, дождя, снега, солнца и других климатических нагрузок. Выйдя из пещеры, человек должен был создать хотя бы простейшие защитные средства: тенты, зонты, опахала, веера.

История применения холода имеет многовековые традиции. Из библии мы узнаём, что Исаак принёс своему отцу Аврааму охлажденное снегом козье молоко. Использование льда, снега и других природных тел с низкой температурой применялось охотниками в средние века для длительного хранения мяса, охлаждения помещений и т.д.  Наблюдения за охлаждающим эффектом снега и льда привели к тому, что его стали собирать и сохранять. Люди собирали в морозную погоду лед с рек и озер и затаривали им погреба и ямы-ледники, а летом там сохраняли продукты. Этим нехитрым приемом мудрые китайцы пользовались еще за тысячу лет до нашей эры.  Так же поступали и многие другие древние цивилизации, например, греки и римляне (рис.1).

Рис. 1. Сбор снега римлянами. Древние римляне

«усовершенствовали» технологию сбора

снега и хранения его в изолированных ямах

 

Египтяне, в силу жаркого климата лишенные возможности запасать лед, использовали другой способ. Фресковая живопись Египта, датируемая 2500 г. до нашей эры, изображает рабов, обмахивающих кувшины с водой, дабы вода не нагревалась. Таким образом, египтяне умели охлаждать воду, помещая ее в пористые глиняные сосуды (или кожаные мешки). Просачивающаяся через поры воды испарялась на поверхности, отбирая теплоту на испарение и от воды в сосуде. Для охлаждения воздуха кувшины устанавливались у окна. Древнегреческий  философ Протагор описал существовавший в 5 веке до н.э. способ охлаждения воды испарением, отметив, что вода становилась почти такой же холодной, как снег. Возникнув в Египте, пассивное испарительное охлаждение с естественной тягой воздуха (принцип PDEC – passive downdraught evaporative cooling) распространилось на все страны с сухим и жарким климатом. В настоящее время испарительное охлаждение широко применяется в холодильных технологиях.

Египтянам принадлежит и честь открытия первого прообраза мороженого, представлявшего собой смесь снега и замороженного фруктового сока. В обжигающем воздухе Египта это было баснословное лакомство, достойное только царей.

В Персии (древнем Иране) существовал обычай накрывать палатки (шатры) мокрым войлоком. Постоянные жилища строились наполовину уходящими под землю, причем люди стремились расположить их вблизи источников воды. Воду направляли так, чтобы она падала перед входом в небольшой водоем, над которым устанавливали вентиляционную колонну для отвода теплого сухого воздуха. Воздух над водой охлаждался, отдавая часть своей теплоты на испарение воды, и увлажнялся, создавая прохладу. Этот способ трансформировался в архитектурный вариант атриума с фонтаном.

В древнеиндийском городе Мохенджо-Даро (2-3 тысячелетие до н.э.) строились высокие дома без окон, на плоских крышах которых находились устройства для улавливания ветра в виде емкостей с отверстиями, обращенными в сторону моря. Отверстия снабжались простейшими клапанами, которые открывались либо закрывались в зависимости от силы и направления ветра. Таким образом, воздух поступал в низкий чердак, где находились плоские чаны с водой. Здесь горячий сухой воздух, контактируя с поверхностью воды, охлаждался за счет испарительного эффекта, а затем по каналам в толстых стенах опускался в помещения.

В низких постройках летом в качестве двери использовался каркас, обвитый индийской кокосовой пальмой – «тати» (трава, обладающая капиллярными свойствами). Сверху двери устраивалась посудина, которая медленно заполнялась водой за счет  ее подъема по капиллярам «тати». При достижении определенного уровня заполнения посудина опрокидывалась, орошая водой дверь, и возвращалась в исходное вертикальное положение. Цикл многократно повторялся. Описанный способ, известный как “banadoori”, применялся в течение многих столетий.

В Японии зародился и продолжает использоваться в императорской столице Киото (дома, рестораны, вычислительные центры) прием испарительного охлаждения “uchimizu” – орошение водой крыш домов, тротуаров.

В Персии и Индии испарение применялось для получения льда. В земле, в неглубоких ямках, заполненных для изоляции соломой, устанавливали плоские емкости с водой. Если заставить жидкость испаряться достаточно интенсивно, то можно понизить температуру объекта ниже окружающего воздуха. Ночью за счет испарения и радиационного теплообмена (излучения к звездам) образовывался лёд толщиной 1,5 дюйма, даже при температуре 6 ^оС.

Более технологичная и материалистически настроенная Европа искала иные способы понижения температуры. До начала ХVI века не было попыток охлаждения с использованием специальных охлаждающих смесей. Затем стали пытаться охлаждать воду добавлением солей, например, нитрата калия. Соли, растворяясь в воде, поглощают большое количество теплоты, вызывая значительное снижение температуры окружающей среды. Пользуясь терминами современной химии, можно сказать, что происходит эндотермическая реакция – реакция с поглощением теплоты. Эту возможность понижения температуры можно назвать первым способом искусственного охлаждения. Позже было обнаружено, как отмечает Della Porta (1589 г.), что более низкие температуры можно получить, смешивая не воду, а снег с солями. Фрэнсис Бэкон (Francis Bacon) и другие вывели формулы для таких смесей и они «стали использоваться в научных исследованиях с 17 века… в Accademia del Climento во Флоренции (1657), Робертом Бойлем (Robert Boyle, 1662) и Philippe Lahire … который получал лёд в сосудах с водой, погруженных в нитрат аммония (1685)».

Это открытие широко использовалось с 16 века для охлаждения вина, получения ставших тогда популярными охлажденных напитков и сока и даже мороженого. К сожалению, из-за сравнительно высокой стоимости этот способ не получил широкого распространения среди населения и не нашел коммерческого применения. Однако, несмотря на свою дороговизну, это открытие используется и сейчас в современных так называемых охлаждающих или гипотермических пакетах (“cold packs”), широко используемых врачами, учеными, туристами и спасателями при необходимости достичь быстрого охлаждения в полевых условиях. Эти пакеты представляют собой мягкие герметичные емкости с водой, внутри которых «плавает» капсула с аммиачной селитрой. При необходимости охлаждения ударяют по пакету, разбивая капсулу. Селитра растворяется в воде, и пакет охлаждается на 10-15 ^оС.

Рис. 2. Роберт Бойль (1672-1691) был одним из первых ученых, которые систематически проводили исследования в области получения холода

 

Началом разработки холодильных машин можно, очевидно, считать открытие англичанином Робертом Бойлем (рис.2) и немецким физиком Отто фон Герике (Guericke) в конце XVII в. факта, что вода в вакууме испаряется при низких температурах.

В науку о низких температурах внёс вклад и академик М.В.Ломоносов (рис.3), написавший в 1744 г. свою работу «Размышления о причине теплоты и холода».

Рис.3. Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765)

 

Использование концепции механико-химического охлаждения с помощью хладагентов началось в 1748 году. Появление термометра впервые позволило наглядно увидеть эффект охлаждения. Так, академик Г.В.Рихман (G.Richmann) из Санкт-Петербургской Академии наук опубликовал свои опыты по холоду. В своих первых наблюдениях он писал: « …чрезвычайного физического приключения, т.е. такого, что ежели термометр ртутный из воды вынется, то ртуть в воздухе, который теплее воды, опускается вниз и показывает меньшую температуру, нежели воздух, около оного термометра находящийся». Рихман доказал, что «в то время, как исхождение паров из воды бывает, термометр прохлаждается». Таким образом, он выявил, что влажный термометр показывает меньшую температуру, чем сухой, а по мере высыхания мокрого термометра его температура возрастает и в итоге становится равной показаниям сухого термометра. (Описание этого  интересного эксперимента было переведено на французский язык Augustine Roux). Таким образом, им были заложены основы теории психрометрии, являющейся определяющей для кондиционирования воздуха.

Рис.4. Уильям Каллен, доктор медицины и профессор медицины в университете в Глазго, Шотландия, которому приписывается получение низких температур с помощью кипения испаряющейся жидкости в вакууме

 

В 1755 году известный хирург и терапевт, профессор медицины университета Глазго Уильям Каллен (Dr. William Cullen, Glasgow, Scotland) (рис.4) использовал воду в качестве хладагента в своей лабораторной вакуумной установке. После опытов он предположил, что именно испарение воды или другой жидкости вызывает эффект охлаждения. К тому времени физики уже знали, что с понижением давления температура кипения жидкости понижается, поэтому при достаточном разрежении некоторые вещества могут кипеть даже при отрицательных температурах. Использование вакуума позволило Каллену понизить температуру кипения диэтилового эфира ниже комнатной. В хитроумной установке Уильяма эфир, испаряясь, в виде газа переходил в другую емкость, где, конденсируясь при комнатной температуре, отдавал в атмосферу отобранное в холодильной камере тепло. Так был сконструирован аппарат, показавший на практике возможность постоянной генерации холода в циклическом процессе. На основе этой технологии работает большинство современных бытовых холодильников.

В начале ХIХ века, в 1803 году фермер из штата Мэриленд Томас Мур (Thomas More, Maryland) изобретает с целью долговременного хранения продуктов питания так называемый аппарат для охлаждения «коробка-в-коробке» (box-within-box, ice-box, ice refrigerator), в дальнейшем получивший название «ледовый холодильник». Впервые появляются такие понятия, как холодильный аппарат (агрегат) или холодильная установка (Refrigerating Apparatus или Refrigerating Plant), в основе охлаждения которых был лед.

Рис.5. Оливер Эванс (1755-1819) был, очевидно, первым, кто точно описал в 1805 году замкнутый испарительно-компрессионный цикл охлаждения  

 

В 1805 г. американец Оливер Эванс (Oliver Evans) (рис. 5), инженер- изобретатель, известный своими разработками в области совершенствования паровых двигателей, создавший первую самоходную машину-амфибию на паровом  ходу, предназначенную для чистки доков в Филадельфии, спроектировал

Рис.6. Джон Лесли (1766 – 1872), профессор математики

в Эдинбурге, Шотландия, проводивший эксперименты с абсорбцией и вакуумным охлаждением, начиная с 1815 г.

 

 

охлаждающую установку. Принцип ее действия был основан на эффекте, продемонстрированном Калленом. Хладагентом в установке должен был быть диэтиловый эфир. Чтобы создать простую и эффективно работающую холодильную машину, он предлагал использовать замкнутый, позволяющий легко управлять процессом, компрессионный цикл: компрессор сжимает под давлением пары хладагента, повышая этим его температуру кипения и позволяя сконденсироваться в охлаждаемом воздухом конденсаторе; из конденсатора через регулировочный вентиль хладагент попадает в вакуум-испаритель, где он закипает и испаряется, отбирая затрачиваемое на это тепло в окружающей среде, и вновь втягивается компрессором в конденсатор. Таким образом, разницу давлений в испарителе и конденсаторе и, соответственно, температуру охлаждения, достигаемую в испарителе (а она зависит от глубины вакуума), можно регулировать, всего лишь открывая или закрывая регулировочный вентиль. Свою установку Эванс так и не построил.

Рис.7. Изобретение Джона Лесли по вакуумному охлаждению, 1823.

Тем временем, несмотря на очевидные успехи разработчиков компрессионных установок, параллельно шли разработки и альтернативных методов получения холода. В 1810 г. англичанину Джону Лесли (John Leslie) (рис.6), профессору Эдинбургского университета, удалось получить первый искусственный лёд. Он предложил использовать для охлаждения технологию, основанную на процессе абсорбции (поглощения) сернистого газа водой. Достоинством данного процесса является то, что его можно осуществить

Рис.8.Джейкоб Перкинс (1766-1844)

без использования движущихся частей, а в качестве источника энергии использовать обогрев с помощью обычной, тогда угольной, топки (рис.7). Это было немаловажным фактором в ХIХ веке, когда уровень развития техники затруднял создание достаточно мощных и компактных компрессоров, необходимых для работы холодильной установки компрессионного типа. (Однако первое работающее холодильное устройство абсорбционного типа было создано только сорок лет спустя в 1850 г.).

В 1834 г. Джейкоб Перкинс (Jacob Perkins) (рис.8) разрабатывает и патентует механическую установку для производства искусственного льда. Это был компрессионный механизм, работавший на диэтиловом эфире. Эта машина является прообразом современных компрессорных холодильных машин. Машина Перкинса содержала сосуд, где при низком давлении и температуре кипел этиловый эфир (рис. 9). Теплота для кипения эфира забиралась у охлаждаемой среды через стенки сосуда. Пары эфира компрессор сжимал и направлял в змеевик. При сжатии паров температура их повышалась. При охлаждении в змеевике пары эфира конденсировались и после дросселирования (а это сопровождалось снижением давления и температуры) в жидком состоянии эфир опять направлялся в сосуд. Машина содержала все основные элементы современных холодильных машин. Перкинс получил первый в США патент на технологию искусственного охлаждения. Так искусственное производство льда из мифа превратилось в реальность.

Рис.9. Рисунок холодильной машины, предложенной

                    Перкинсом  в 1834 г., в которой используется эфир

 

Охлаждение воздуха с помощью льда осуществлялось долгое время. Одна из первых установок круглогодичного кондиционирования воздуха была смонтирована в 1834 г. в здании английского парламента. Кроме отопления и вентиляции здания, она была предназначена для охлаждения воздуха в помещении путем разбрызгивания воды, охлаждаемой льдом.

В том же 1834 г. француз Жан Шарль Атаназ Пельтье (Jean Charlies Athanase Peltier) открыл обратный термоэлектрический эффект, т.е. обнаружил, что при пропуске электрического тока через спай разнородных металлов выделяется или поглощается теплота. Позже, уже в ХХ веке выяснилось, что аналогичный процесс идет на спае полупроводников, причем гораздо интенсивнее, чем на металлах. В дальнейшем открытие «эффекта Пельтье» было применено в производстве термоэлектрических кондиционеров, которые сегодня успешно используются на подводных лодках и самолетах. Этот эффект также широко применяется и в автомобильных холодильниках.

В 1844 году американский врач Джон Гори (Dr.John B.Gorrie) (рис. 10) открыл основной принцип холодильных установок, когда сжатый компрессором газ или жидкость охлаждаются при расширении во время прохождения

Рис.10. Джон Гори (1802-1855), начиная с 1842 г., посвятил всю свою жизнь развитию холодильных установок, работающих по принципу сжатия и расширения воздуха

через змеевик (рис.11).  Этого он добился, построив аппарат охлаждения воздуха для ухода за больными желтой лихорадкой, позволяющий производить

Рис.11. Холодильная машина Гори улучшенной конструкции 1854 г., которую он пытался внедрить в Нью-Йорке. Многочисленные ледяные консервные банки охлаждаются в изолированной емкости охлажденной водой, поступающей из кожухотрубного теплообменника

лед для госпиталя и кондиционировать палаты. Таким образом, он стал пионером в технологии кондиционирования воздуха.

В его планы входило начать серийное производство своих установок. Бросив медицинскую практику, он занялся экспериментами по созданию установок для производства льда, и в 1851 г. получил первый в США патент на

Рис. 12. Джеймс Харрисон (1816-1893)

 

охлаждающуюмашину, работающую по принципу сжатия и расширения воздуха (патент США № 8080 от 1851 года). Однако в 1855 г. он скончался, так и не дождавшись начала производства своего детища. Надо отметить, что дешевизна и доступность натурального льда в США в то время никак не способствовала коммерческому внедрению новых достижений в данной области. Другое дело Австралия. Здесь привозной американский лед был воистину на вес золота. Возможно, именно это побудило британского журналиста Джеймса Харрисона (рис.12), приехавшего в Австралию в 1837 году, начать создание своей компрессионной машины. Он не смог на месте завершить ее создание, но, вернувшись в Англию, нашел помощников для окончания работ. В 1855 году он вновь приехал в Австралию с работающим холодильником (рис.13). Здесь его машина оказалась более чем востребованной, и вскоре он заключил контракт на постройку холодильного устройства для пивоварни. Это было первое коммерчески успешное использование искусственного охлаждения.

Рис. 13. Установка Харрисона для производства льда

В 1846 году  французские инженеры Фердинанд Карре (рис.14) и его брат Эдмонд Карре (Ferdinand P.E.Carre и Edmond Carre) изобретают цикл

Рис.14. Фердинанд Каре (1824-1900) «…был исследователем огромной интеллектуальной силы и созидательной мощи. Он получил более 50 патентов в области холодильной техники и бесчисленное количество патентов в других областях. Он был спокойным человеком, мало интересующимся промышленным использованием своих изобретений. Он не оставил никаких записей, кроме своих патентов»

работы абсорбционной машины (рис. 15) для промышленного производства льда. Это охлаждающее устройство работало на водно-аммиачной смеси. Установка по производству льда была запатентована в 1860 году. В 1862 году на Всемирной выставке в Лондоне Ф.Карре представил свою машину, производившую до 200 кг льда в час. Эти первые образцы холодильных машин были очень

Рис. 15. Абсорбционная машина Каре

 

громоздки и дорогостоящи, а используемые в них хладагенты (эфир, аммиак, сернистый газ) и образующаяся при растворении в воде сернистая кислота – ядовиты, едки, либо огнеопасны. Всё это тормозило практическое применение холодильных установок, хотя в 1866 г. уже было налажено их коммерческое производство.

В 1852 г. лорд Кельвин, сэр Уильям Томсон (Sir William Thomson, Lord Kelvin) разработал концепцию работы теплового насоса, открыл совместно с Джеймсом Прескоттом Джоулем (James Prescott Joule) эффект охлаждения газа при его адиабатическом расширении. «Эффект Джоуля-Томсона» - изменение температуры газа в результате медленного протекания его под действием постоянного перепада давления сквозь дроссель – местное препятствие потоку газа (капилляр, вентиль или пористую перегородку, расположенную в трубе на пути потока). Течение газа сквозь дроссель (дросселирование) должно происходить без теплообмена газа с окружающей средой, т.е. адиабатически. Опытным путем было установлено, что при медленном стационарном адиабатическом протекании газа через пористую перегородку его температура изменяется. Также лорд Кельвин развил термодинамическую теорию термодинамических явлений и предсказал явление переноса тепла электрическим током («термоэлектрический эффект Томсона»).

Рис. 16. Испарительный охладитель Азеля Лаймена является                   одной из многих предлагаемых в начале 19 века установок  по созданию комфортного охлаждения

В 1856 г. Азель Лаймэн (Azel Lyman) из Нью-Йорка изобретает «Метод охлаждения и вентиляции помещений» (“Method of Cooling and Ventilating rooms”), в основу которого было заложено использование льда, закладываемого в стойки вентиляционных каналов, расположенных под потолочным пространством комнаты (рис.16).

В 1863 г. Чарльз Теллер (Charles Teller) испытал разработанный им компрессор, работающий на сжатии метилового эфира (рис.17). Началось широкое использование эфира в холодильных установках мясоперерабатывающей промышленности США.

Рис. 17. Установка Теллера, запатентованная в 1869 году  (патент США 85,719)

Как это часто бывает, свою историческую роль в движении инженерной и научной мысли сыграла гражданская война в США 1861-65 гг., в ходе которой было ликвидировано рабство. Одним из результатов начавшихся военных действий стали перебои, а затем и полное прекращение поставок льда с Севера в штаты Конфедерации на Юг страны. В то же самое время на Севере массовое распространение получило пивоварение, ставшее первой отраслью, в которой начала массово применяться система охлаждения продуктов. Пионером стала абсорбционная машина, запущенная бруклинской пивоварней S.Liebermann’s Sons Brewing Company в 1870 году. Далее область применения холодильных установок начала стремительно расширяться. Так, Ф.Карре в 1877 г. спроектировал холодильную установку для судна «Парагвай», первого корабля-рефрижератора, предназначенного для транспортировки замороженного мяса из Аргентины во Францию.

Рис. 18. Дэвид Бойль (1837-1891), шотландский эмигрант, по его словам заинтересовался вопросами охлаждения после того, как в 1865 г. продал в Демополисе, Алабама, охлажденный лимонад на сумму 8 тысяч долларов

В 1872 г. Дэвид Бойл (David Boyle) (рис. 18) проектирует компрессор, работающий на основе сжатия аммиака (рис.19).

В 1874 г. швейцарский инженер Рауль Пиктет (Raoul Pierre Pictet) разработал охлаждающую установку, работающую на изобретенном им компрессоре за счет сжатия диоксида серы. Позже установка Рауля Пиктета была применена для создания первого искусственного катка в Лондоне.

Рис. 19. Холодильная машина для пивоварен

и т.п., произведенная

Компанией Boyle Ice Machine в 1880-х годах

 

В 1876 году немецкий инженер-изобретатель Карл фон Линде (Karl von Linde) (рис. 20) изобрел первый стационарный холодильник, работающий на аммиаке (рис.21).

Рис. 20. Карл фон Линде (1842-1934)

был профессором механики в техническом колледже в Мюнхене, Германия, когда он увидел объявление, что предлагается приз за лучший метод кристаллизации и сепарации парафина с помощью механического охлаждения. Доктор Линде немедленно начал работу по установлению зависимостей, на основе которых может получить обоснованное развитие теория механического охлаждения.

Линде отличался от пионеров раннего «коммерческого» охлаждения тем, что решал проблему охлаждения только с теоретических позиций. Один из историков в области холодильной техники сказал о Линде: «…он одновременно и ученый, и профессор, и инженер, и производственник – редко когда все эти качества присущи одному человеку».

 

Первая попытка создать бытовое холодильное устройство у него была в 1873 году, когда он сделал компрессионный холодильник с использованием в качестве хладагента метилового эфира,

Рис. 21. Модель первого холодильника Линда, работающего на аммиаке. Система была установлена в 1877 г. на пивоваренном заводе в Триесте, Австрия, где  находилась в эксплуатации до 1908 г. Эта оригинальная установка всё ещё существует и, очевидно, является старейшей аммиачной испарительно -компрессорной установкой в мире

имеющего высокую огнеопасность. Поэтому пришлось перейти на аммиак. Однако и эта модель еще была достаточно громоздка и не годилась для домашнего использования.  Она нашла применение главным образом в промышленности. Через некоторое время, в 1895 году, используя свои разработки в области искусственного охлаждения, Карл фон Линде спроектировал и впервые в промышленности построил крупный завод по производству сжиженного воздуха и сжижению других газов, а шестью годами позже первым разработал технологию выделения жидкого кислорода из воздуха. Эта разработка позволила усовершенствовать многие промышленные технологии, в первую очередь в металлургии. Технология производства была основана на эффекте Джоуля-Томсона, т.е. технологическая цепочка строилась на охлаждении газа при его адиабатическом расширении, что позволило в тот период достигать сверхнизких температур с целью промышленного сжижения большего количества различных газов для их повсеместного применения в индустрии охлаждения.

Рис. 22. Уоррен С.Джонсон

 Линде открыл в Европе (Австрия) компанию “Linde Company” по производству компрессионных холодильников. До 1908 г. компания выпускает 2600 холодильников, более чем половина из которых была сразу куплена пивоваренными заводами Германии.

В 1880 г. в США учреждается «Американское Общество Инженеров и Механиков» - “ASME International” (American Society of Mechanical Engineers”), основателями которого были Александр Лимэн Холей, Генри Росситер Уортингтон и Джон Едсон Свит (Alexander Lyman Holley, Henry Rossiter Worthington, John Edson Sweet). Это было первое общество в США, объединяющее изобретателей, инженеров и механиков.

Рис.23. Гигростат Джонсона

В начале 1882 г. открывается первая электростанция в Нью-Йорке – продукт многочисленных исследований и изобретений Томаса Альва Эдисона (Thomas Alva Edison – General Electric). Впервые появился недорогой источник электроэнергии, доступный для использования коммерческими и жилыми зданиями.

В 1883 г. Уоррен Джонсон (Warren Johnson) (рис.22) впервые изобретает электрическое устройство для контроля и управления температурой (а впоследствии – целую систему контроля) (рис.23).

Кроме очевидных успехов технологии получения искусственного льда, сильнейшим стимулом к распространению холодильной техники стали теплые зимы 1889-1890 годов, ударившие по «льдоуборочной» индустрии, а также загрязнение рек и озер промышленными и бытовыми стоками, ставшее результатом интенсивного индустриального развития конца XIX века. Заводы по производству искусственного льда вскоре начали конкурировать с предприятиями по сбору натурального льда, а затем и вовсе вытеснили их. Однако в быту обычных жителей никаких изменений не произошло – просто теперь вместо натурального льда для своих «айс-боксов» они покупали искусственный.

Рис.24. Типичный паровой аммиачный компрессор конца 19 века.

Установка весит десятки тысяч фунтов (десятки тонн), работает на низких скоростях и кажется, что прослужит вечно, если за ней хорошо ухаживать

В конце XIX века холодильные машины совершенствовались (рис.24, 25), изменялись. Холодильник, предназначенный для домашнего использования, впервые появился лишь в начале ХХ века в 1910 году в Форт Уэйн, США. Фактически это был еще не полноценный холодильник, а механическая приставка к «айс-боксу», монтировавшаяся на его верхней части. Она была разработана компанией General Electric на основе конструкции, предложенной и запатентованной еще в 1894 году французским учителем физики Марселем Одифреном (патент Германии № 82314, 1895 г.). Преимуществами этой конструкции являлись высокая интенсивность теплообмена, отсутствиие сальников и клапанов, простота обслуживания (1-2 раза в год меняли приводные ремни и два раза в год смазывали два подшипника). Холодильники производились по контракту с компанией Одифрена American Audiffren Co. и стоили первоначально более тысячи долларов, в два раза дороже автомобиля. А в 1915 году была организована компания по производству холодильников – Guardian Refrigerator Company, выпустившая свой первый холодильник 17 августа 1916 года. Однако из-за сложного финансового положения и ориентации на качественную, но дорогую продукцию,  за два года компания выпустила лишь 40 холодильников.

Рис. 25. 110-тонная холодильная машина 1887 г. атмосферного типа,   наиболее популярная в конце 19 и начале 20 века

В 1918 году президент General Motors В.Дюран приобрел компанию Guardian и дал ей имя Frigidaire. Благодаря мощностям и технологиям General Motors это стало поворотной точкой и началом широкого производства и распространения ее холодильных агрегатов.

Холодильник стал приобретать современный вид. В течение нескольких лет множество фирм, таких как Kelvinator, Servel, Gibson, та же General Electric разработали и предложили на рынок свои модели бытовых холодильников. Компрессор в них, как правило, приводился в действие ременным приводом от двигателя, находившегося в подвале дома или в соседней комнате. Эти холодильники на первых порах были громоздким сооружением: объем его примерно в пять раз превышал емкость камеры для хранения продуктов, а площадь пола, занимаемая им, равнялась 1 м². Шкаф изготавливался из дерева, в качестве теплоизоляции применялась пробка. Толщина стенок достигала 140 мм. Компрессор приводился во вращение отдельно расположенным электродвигателем посредством ременной передачи.

Именно тогда, наверное, профессия мастера по ремонту и обслудиванию холодильной техники получила название «линейный механик» (механик на линии), поскольку значительная часть работ приходилась на обслуживание подшипников электродвигателя и замену приводных ремней. И лишь в 1927 году конструкторы General Electric во главе с датским инженером Кристианом Стинстрапом создали принципиально новую по конструкции модель (патент США № 1736635, 1929 г.), все составные части которой были размещены в небольшом шкафу, а также снабдили его терморегулятором – конструкция, с небольшими вариациями используемая и сейчас.

В конце 20-х годов начали выпускать холодильники в виде цельнометаллического шкафа. Это позволило наладить крупносерийное изготовление холодильников на конвейерных линиях. По внешнему виду и габаритным размерам холодильники напоминали изящные шкафчики.

Одной из важных разработок, позволившей в 30-е годы прошлого века начать действительно массовое производство бытовых холодильников, стало создание хладагентов хлорфторуглеродов, заменивших наиболее распространенный тогда токсичный и едкий диоксид серы. За эту задачу взялся в 1926 году Томас Мидгли, известный также как первооткрыватель способа повышения октанового числа бензина с помощью его этилирования. Вместе со своими коллегами Хеном и МакНели он синтезировал дихлордифторметан, названный фреоном-12 – неогнеопасное, нетоксичное, практически инертное вещество с температурой кипения, идеально подходящей для компрессионных холодильных машин, а затем и другие хлорфторуглероды. На презентации своего творения Мидгли продемонстрировал его безопасность весьма впечатляющим способом: вдохнул пары фреона и выдохом потушил горящую свечу. Фреоны считались абсолютно безопасными до середины семидесятых, когда было обнаружено их негативное воздействие на озоновый слой.

Но и за прошедшие с тех пор тридцать лет озоноразрушающие вещества и технологии заменены безопасными не полностью, этот процесс продолжается. В основном это касается сложных промышленных производств и установок, поскольку в подавляющем большинстве бытовых холодильников, выпускаемых в настоящее время, уже используются другие хладагенты.

В ХХ веке изменился и сам подход к применению охлаждения в различных областях жизнедеятельности.

Так когда же родилось кондиционирование воздуха?

Всегда считалось, что рождению кондиционирования воздуха соответствует начало прошлого столетия, и мало кому известно, что сам термин «кондиционирование воздуха» впервые был использован в 1814 г. французом Жаном Фредериком де Шабанесом (Jean Frederic, Marquis de Chabannes).  В 1816 году он получил Британский патент на метод «Кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях».

Вплоть до последнего времени термин «кондиционирование воздуха» содержал в себе представление только о тех процессах, которые осуществляются при непосредственной обработке воздуха, и параметрах воздушной среды в помещениях (температуре, влажности, подвижности). Тем не менее, под кондиционированием следует понимать приготовление воздуха требуемого качества (по температуре, влажности, чистоте, газовому и ионному составу), подачу его в обслуживаемые помещения или их часть и автоматическое поддержание комплекса заданных параметров воздушной среды с требуемой степенью точности.

Среди отечественных специалистов нет единого мнения относительно областей применения кондиционирования воздуха (КВ): одни из них считают КВ разновидностью вентиляционной техники с присущими ей методами и средствами обеспечения требуемых параметров воздуха в помещениях, другие – наоборот, рассматривают КВ как самостоятельную отрасль техники со своей собственной логикой развития и специфическими способами поддержания нормируемых параметров воздушной среды. За рубежом вентиляцию рассматривают как часть кондиционирования воздуха.

В целом, решение большинства проблем КВ возможно только на базе комплексного подхода к микроклимату, формирование которого определяется многими факторами. Системы КВ (СКВ) выполняют при этом функцию наиболее активного средства обеспечения требуемых значений как отдельных параметров воздушной среды, так и их комплексов. А если иметь в виду обязательность автоматизации режимов работы установок кондиционирования, то они являются и наиболее современным и надежным средством.

Техника отопления зданий развивалась на протяжении всей истории человечества. За это время она достигла значительной степени совершенства. В противоположность отоплению охлаждение зданий – сравнительно новая отрасль техники. Собственно оно и создало новое понятие – КВ. Быстрое развитие техники охлаждения зданий теснейшим образом связано с прогрессом холодильного машиностроения, изобретением новых холодильных машин.

К началу ХIХ века всё большую силу стал набирать Новый Свет, всё настойчивее претендующий на ведущие роли. Однако в отличие от академической Европы, где проблема охлаждения решалась в университетах, за океаном основной движущей силой и побудительным мотивом для любого действия была прибавочная стоимость. Поэтому, как только появился намек на потребность в охлаждении, эта потребность моментально была удовлетворена. Естественно, единственно известным и очевидным тогда способом.

Зимой 1799 года в США впервые на коммерческой основе начался сбор льда с поверхности озер и рек. Вообще в течение ХIХ века в Европе и Америке было сконструировано несколько установок с охлаждением воздуха с помощью льда. Однако широкого распространения они не получили вследствие высокой трудоемкости процессов заготовки льда, его транспортировки, хранения и использования (рис.26, 27). Однако со временем этот бизнес развился до таких масштабов, что были налажены поставки льда с севера даже в тропические регионы. Наиболее удачливые коммерсанты, например, Фредерик Тюдор (рис.28) или Натаниэль Уайен, известные тогда как «ледяные короли», стали миллионерами. Ф.Тюдор стал знаменит тем, что в 1805 г. отправил 130 т льда из Америки в тропическую Мартинику.

Рис. 26. Заготовка льда. Западный Кэмбридж, Массачусетс

Но из-за отсутствия склада, подходящего для хранения такого непривычного для тропиков груза, почти весь лед растаял. Тюдор понес убытки в

Рис. 27. Приспособление для нарезки льда блоками, запатентованное в 1829 г. Приводилось в движение лошадьми

 

 

 размере 3500 долларов, огромную сумму в ценах того времени. Однако уже через год были подготовлены склады с необходимой теплоизоляцией. Впрочем, чтобы сделать торговлю льдом прибыльной, ему пришлось потратить целых 15 лет, преодолевая немалые трудности – в 1812-1813 гг. он даже провел некоторое время в долговой тюрьме.

 Рис. 28. Фредерик Тюдор (1783 – 1864),

Во времена «ледяных королей» в Америке не было практически ни одного водоема, с которого не снимали бы «урожай» льда. Конечно, в Австралии или на Карибских островах, куда лед доставлялся за тысячи километров, покупали его лишь богатые люди, но в США к середине ХIХ века многие семьи каждое утро получали свежий лед для своих «холодильников».

Само название «холодильник» (“refrigerator”) было впервые предложено в 1800 г. Томасом Муром, инженером и личным другом президента Джефферсона, а также одним из соучредителей Национального Сельскохозяйственного общества. Корпус его «холодильника» был из кедра, внутри находился контейнер из металлических листов, изолированных от корпуса кроличьим мехом. В ХIХ веке такие устройства, быстро распространившиеся с развитием «ледяной» индустрии, чаще называли «айс-боксами» (ледяными ящиками). Как правило, они представляли собой деревянные ящики, обшитые внутри свинцом или оловом и имевшие два изолированных с помощью пробкового дерева, опилок или сушеных водорослей отсека: один – для охлаждаемых продуктов, другой – для льда, заменяемого по мере необходимости. Устройство было снабжено сборником талой воды, который необходимо было каждый день опорожнять. А служащих, занимавшихся доставкой льда, называли «айс-менами» (ледяными людьми).

Лед в течение ХIХ века был главным средством охлаждения для складов продуктов. В сороковых годах появились повозки-рефрижераторы, работавшие по тому же принципу и предназначенные для перевозки скоропортящихся продуктов, таких как молоко, масло или морепродукты. В 1851 г. началось использование льда для вагонов-рефрижераторов на железных дорогах (рис.29). В 1861 г. в Сиднее была построена первая промышленная установка для замораживания мяса. В 1867 г. был запатентован железнодорожный вагон-рефрижератор с отсеками для льда в начале и в конце вагона и системой циркуляции охлаждающего воздуха. Первый такой вагон использовался для перевозки клубники на Иллинойской железной дороге. Транспортные установки для перевозки мяса из Аргентины, Австралии и Новой Зеландии были построены уже в 1876 г.

Рис.29. Загрузка вагонов для перевозки льда, 1880-е годы

После нескольких неудачных попыток была отправлена партия мороженых баранов в Европу. С 1882 г. охлажденное и мороженое мясо поставлялось в Европу, в первую очередь в Британию.

Доктор Каргилл Конт из Императорского Университета в Токио в статье, посвященной льду, в девятом издании Британской энциклопедии в 1881 г. отмечал выгоду от торговли льдом, который вывозили из Америки на Мартинику в Вест Индии и в Калькутту в Индии (рис.30). В это время Норвегия

Рис. 30. Модель корабля «Ледяной Король», перевозившего лёд

экспортировала ежегодно 150 тыс. т естественного льда в Англию. В этой же статье описывалась конструкция хранилища льда в виде подземного сооружения с изолирующим слоем земли на крыше. Конт назвал его одним из полезных компонентов сельского жилища. В 1890 г. экспорт льда из США составил 25 млн.тонн.

Одесский оперный театр, построенный в 1887 году, имел систему охлаждения воздуха. В ней использовался аккумулятор холода в виде шахты, углубленной в землю на 11 метров, в которую летом сбрасывали лед (вперемежку с соломой). Шахта соединялась с вентиляционным каналом, вымощенным базальтовыми камнями. Холодный воздух за счет естественной тяги поднимался в театральный зал, где он распределялся под каждое сидение.

С развитием капитализма в России, ростом городов и промышленных центров стало необходимым создание условий для длительного хранения пищевых продуктов и их транспорта. Это потребовало развития техники искусственного холода, стационарных холодильных установок и специальных транспортных средств.

Практика холодильного дела в России первоначально основывалась на ледяном и лёдосоляном охлаждении. Замораживание рыбы посредством льда и соли было впервые осуществлено в 1860 г. в Мариуполе и Таганроге. В 1881 г. в России вошли в эксплуатацию первые вагоны-холодильники с ледяным охлаждением.

Применение холодильных машин в установках КВ стало возможным лишь с 70-х годов ХIХ столетия, когда было освоено промышленное производство компрессионных аммиачных холодильных машин. Однако вначале они применялись лишь для промышленных целей. Выбор между льдом и охлаждающими машинами зависел главным образом от стоимости и удобства того или иного способа. На первом паровом судне-рефрижераторе «Транслевен», который перевозил мясо из Австралии в Англию, в 1880 г. использовалась механическая система охлаждения, так как этот путь занимал более двух месяцев, пролегая главным образом в тропиках.

В 1888 г. на Волге была оборудована первая рефрижераторная баржа с воздушной холодильной машиной. В конце 80-х годов стали строиться стационарных холодильные установки на пивоваренных заводах и кондитерских фабриках.

Таким образом, в 80-х…90-х годах холодильное дело в России стало получать некоторое развитие.

С 1889 года в крупных городах США стали использоваться мощные централизованные холодильные станции для хранения продуктов и документов.

Первая установка комфортного кондиционирования воздуха с аммиачной холодильной машиной была создана лишь в 1893 г. Она была установлена в жилом доме в г. Франкфурт-на-Майне. Змеевики непосредственного охлаждения аммиаком были размещены на чердаке над охлаждаемым залом, в который холодный воздух поступал через перфорированный потолок. Эта установка проработала 5 лет, после чего по неизвестным причинам была демонтирована.

Примерно к этому времени относятся первые публикации по комфортному КВ (статья Эйзерта (Hermann Eisert) «Охлаждение помещений» в трудах Американского общества по отоплению и вентиляции за 1896 г.).

В 1899 г. в медицинском колледже Корнеля в Нью-Йорке была смонтирована установка с компрессионной аммиачной холодильной машиной и рассольным поверхностным воздухоохладителем. В 1902 г. установкой с таким же воздухоохладителем и абсорбционной холодильной машиной был оборудован Ганноверский национальный банк.

История кондиционирования воздуха – это в некотором роде история компании Carrier. Поэтому хочется сделать лирическое отступление и рассказать более подробно о человеке, сыгравшем огромную роль в развитии кондиционирования воздуха. Его так и называли – «Отец кондиционирования воздуха».

Рис.31. Уиллис Хэвилэнд Кэрриер был, без сомнения, ведущим специалистом  по кондиционированию воздуха в 20 веке.

 

Уиллис Хэвиленд Кэрриер родился 26 ноября 1876 года под Нью-Йорком (Lake Erie in Angola, New York) (рис.31). Он был единственным ребенком в семье Кэрриеров. Корешки старинных книг из фамильной библиотеки, аскетические квакерские каноны, сдержанность и самоограничение во всём, неброская мешковатая одежда, многочисленные родственники, троюродные и пятиюродные тётушки, вечно дающие наставления маленькому Уиллису, постоянно мыкавшемуся среди взрослых без малейшей надежды развлечься с ровесниками… Вся эта навевающая скуку атмосфера с детства окружала юного Уиллиса и, конечно, способствовала раннему взрослению мальчика, а также развитию его многочисленных дарований.

Огромную роль в воспитании своего сына сыграла мать-квакерша. Она не терпела праздности, так что учебники и умные книги были чуть ли не единственным дозволенным развлечением Уиллиса. «Как-то мама попросила меня принести из погреба корзину с яблоками, - вспоминал Кэрриер, - и сказала: «Разрежь их на половинки, четвертинки и восьмушки, а потом сложи всё вместе». Частицы приобрели для меня новое значение, и я почувствовал, что это и есть ключ к разрешению всех проблем. Их нужно просто делить на части, на что-то более простое, и тогда всё будет просто».

Огромную лепту в формирование личности мальчика внес и его отец-фермер, всячески поощрявший интерес сына к естествознанию и прививший ему с детства любовь к труду. Он нередко привлекал его к ремонту незамысловатого сельскохозяйственного оборудования. Вместе они сооружали примитивные холодильники для хранения мяса. Вместе разрабатывали вентиляционные системы для коровников. Вместе чертили на песке новые схемы укладки стогов, позволяющие уберечь сено от гниения за счет достижения оптимальной циркуляции воздуха.

В общем, не удивительно, что Уиллис блестяще окончил среднюю школу (old Hutchinson-Central High School in Buffalo, N.Y.), и как вундеркинд, подающий большие надежды, на льготных условиях был принят в Корнельский университет в Итаке, штат Нью-Йорк (The Cornell University, Ithaca, N.Y.). Он  получал стипендию, но этого едва хватало на оплату комнаты и пропитание. Чтобы подработать, Уиллис косил лужайки, кочегарил, работал в им же организованной студенческой прачечной. Однако мыслями он был далеко от своих бытовых проблем… Что же волновало Кэрриера в те «безоблачные» молодые годы? Ответ может подсказать рассказ о том, как жили нью-йоркцы, его земляки, до изобретения им кондиционера, и что видел Кэрриер, выходя каждый раз на улицы своего родного города.

«…В июне все окна во всех домах Нью-Йорка были открыты, по улицам торговцы катили небольшие тележки с колотым льдом, который они посыпали разноцветным сахаром и продавали за несколько пенни. Лед развозили телеги побольше, запряженные лошадьми. Мальчишки забирались на эти телеги сзади и крали лёд. Лёд немного попахивал навозом, но зато охлаждал ладони и язык. На West 110-й жила буржуазия, и выходить на пожарную лестницу раздетым считалось неприличным, но сразу же за углом, на West 111-й и дальше, в верхнем Манхэттене, как только наступала ночь, на пожарных лестницах раскладывались матрасы, и целые семьи в одном исподнем выходили на эти «балконы» и укладывались спать. Но и ночью жара не спадала. Мальчишки бегали через 110-ю улицу в Центральный парк и бродили среди сотен людей, которые в одиночку и семьями приходили сюда и спали на траве. Рядом с ними стояли большие будильники, которые своим тиканьем, словно переговариваясь друг с другом, создавали негромкую какофонию бегущих секунд. В темноте плакали дети, слышался шепот мужских голосов, а с берега озера иногда доносился женский смех.

Чернокожих жителей в парке не было. Гарлем тогда начинался выше, со 116-й улицы. Позднее, в середине лета, казалось, было еще жарче. По Второй, Третьей, Шестой и Девятой авеню и Бродвею двигались машины с открытыми окнами и ходили трамваи, в которых не было боковых стен. Когда едешь в таком трамвае, легкий, хотя и горячий ветерок обдувает и ненадолго создается ощущение маленькой прохлады. Отчаявшиеся жители Нью-Йорка, неспособные больше выжить в своих квартирах, платили никелевую мелочь и бесцельно катались на трамвае туда-сюда по нескольку часов, чтобы хоть чуть-чуть остудиться. По выходным дням на пляжах Кони-Айленда бывало так много народу, что было просто невозможно найти место, чтобы сесть или хотя бы положить книгу или бутерброд…

В Нью-Йорке в августе жарче, чем в любом другом месте в США, но люди здесь одеваются, как где-нибудь на севере. Люди не надевали тогда шорты, чтобы их не обвинили в аморальном поведении. Вместо этого они носили просторные полотняные костюмы, помятые на локтях и коленях, и мужские негнущиеся соломенные шляпы. Каждый год, как какие-то желтые цветы, они расцветали в начале лета по всему городу. Шляпы оставляли глубокие розовые борозды на мужских лбах, а мятые костюмы, в которых, как считалось, было прохладнее, нужно было одёргивать вверх, вниз и из стороны в сторону, чтобы найти в них удобное место для своего тела. Летом город был как в дурмане. Встречаясь, люди повторяли бессчетное число раз бессмысленное приветствие: «Довольно жарко, не так ли? Ха-ха!». Это было похоже на финальную шутку в спектакле, которой действующие лица обмениваются перед тем, как мир окончательно растает и превратится в лужу пота…».

Что же еще видел Кэрриер вокруг себя, какая атмосфера времени стояла перед его глазами? В то время мир был просто переполнен многочисленными новыми технологическими изобретениями, это был золотой век инженерии. Повальное увлечение инженерией, изобретение телеграфа, телефона и автомобиля, появление на полках магазинов фонографов, электрических лампочек и дверных звонков давали мощный стимул тогдашним инженерам, находящимся, как им тогда справедливо казалось, на пороге новых великих открытий. Среди тех вдохновенных инженеров, которые мечтали перевернуть мир, был и Уиллис Кэрриер.

В 1901 году Кэрриер получил степень магистра (доктора) инженерных наук и устроился в компанию Buffalo Forge, в только что созданный отдел экспериментального проектирования (рис.32). Начальная зарплата молодого работника составляла лишь 10 долларов в неделю. Ему поручили разработку нагревательных систем для сушки лесопиломатериалов и кофе. Системы были разработаны в кратчайшие сроки. Buffalo Forge заработала на них 40 тысяч долларов и потратила часть этих денег на финансирование дальнейших разработок Уиллиса Кэрриера.

О фанатической увлеченности изобретателя ходили легенды. Его внешний вид абсолютно соответствовал образу учёного не от мира сего. Однажды кто-то из сослуживцев даже заметил, что Кэрриер вышел на работу в разных носках. Не редкостью были и не зашнурованные туфли. Однако ходили легенды и о необычайном прагматизме Кэрриера. Он часто повторял: «Я рыбачу только ради съедобной рыбы и охочусь ради съедобной дичи – даже в лаборатории». Именно в компании Buffalo Forge Кэрриер познакомился со своим будущим другом и партнером по бизнесу, который, напротив, всегда зашнуровывал ботинки и аккуратно менял белые сорочки. Звали его

Рис.32. Инженерный отдел Компании Buffalo Forge в 1902 г.

По предложению недавно повышенного в должности Уиллиса Кэрриера (в центре верхнего ряда) в компании была организована экспериментальная лаборатория для проведения испытаний оборудования

 Ирвин Лайл, а таланты его лежали в совершенно иной сфере – Лайл был прекрасным менеджером по продажам, человеком, который в отличие от Уиллиса «стоял на земле обеими ногами». Именно Лайл рассказал Кэрриеру о том, что некий бруклинский предприниматель по фамилии Сакетт, владелец типографии, приобрел самое современное полиграфическое оборудование, а хорошего качества печати на бумаге добиться не может. Летом в типографии краски плывут, формы тоже. Владелец типографии, господин Роберт Лайтл Сакетт,  основавший компанию “Sackett Wilhelms & Betzig”, в дальнейшем “Sackett-Wilhelms Lithographing Co.”, в то время был вне себя от ярости, так его типография из-за плохого качества печати приходила в полнейший упадок. Почтовые открытки и плакаты выходили размытыми и не имели товарного вида, а теперь еще типография лишалась своего главного заказчика, самого популярного юмористического журнала в США – «Судья» (“Judge”). Бедный печатник даже и не знал, отчего у него такие неприятности. Изредка обвиняя во всём летнюю жару, устоявшуюся в помещении, он лихорадочно искал выход из создавшейся кризисной ситуации.

 «Не проблема!» - заявил Кэрриер Лайлу и засел за чертежи. Вскоре он показал Лайлу принципиальную схему агрегата, позволяющего контролировать влажность и температуру воздуха. Но Лайла, почувствовавшего «запах денег», детали уже не интересовали. Он срочно поехал в Бруклин к Сакетту, чтобы рассказать об уникальном открытии. Пока Уиллис дорабатывал конструкцию и готовил опытный образец, Лайл уже продал новое чудо технической мысли.

Вот так и получилось, что в 1902 г. молодой и амбициозный  американский инженер-изобретатель Уиллис Хэвиленд Кэрриер (Dr. Willis Haviland Carrier) из компании «Буффало Фордж» («Buffalo Forge Co.») собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке (printing plant in Brooklyn, “Sackett & Wilhelms Lithographing and Publishing Company”, N.Y.). Таким образом, первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати.

Как выяснил молодой инженер Кэрриер, проблема была не в высокой температуре, а во влажности в помещении. Именно высокая влажность воздуха в помещении отрицательно влияла на качество печати: летом бумага сохла или разбухала при постоянном изменении влажности, при этом цветные чернила расплывались, и изображение получалось размытым. В итоге Уиллис Хэвиленд Кэрриер изобрёл невиданное прежде устройство, которое прогоняло воздух поверх охлажденных трубок. При этом влага оседала – это было похоже на охлажденный стакан, на наружной стенке которого собирается влага. В итоге первый кондиционер представлял собой именно охладитель воды в комплекте с вентиляторными доводчиками. Кэрриер определил, что кондиционер будет иметь от трёх до пяти функций:  управление влажностью (её увеличение или уменьшение); управление температурой (нагрев или охлаждение воздуха); создание воздушных потоков через систему фильтрации (вентилирование и одновременно очистка воздуха).

Итак, 17 июля 1902 года Кэрриер завершил своё изобретение на бумаге, четко разработав основные базовые принципы современных процессов КВ. (Эта дата внедрения аппарата обработки воздуха считается точкой отсчета в развитии индустрии кондиционеростроения). Вслед за бруклинским печатником к Кэрриеру потянулись и другие клиенты.

 В январе 1906 году доктор Уиллис Хэвиленд Кэрриер патентует своё изобретение «Аппарат для обработки воздуха» (“An Apparatus for Treating Air”) под № 808897, впервые появившееся на одной из уже многочисленных действующих установках в США, а именно в Буффало штата Нью-Йорк. В мае 1907 году он получил патент на способ регулирования влажности по точке росы приточного воздуха № 854270 (по месту своей постоянной работы, начиная с 1901 по 1915 гг. в Buffalo Forge Company – Buffalo, N.Y.).

А что же происходило в Европе? Уже в 1903 году европейская аристократия, посещая Кельн, считала своим долгом сходить в местный театр. Причем, живой интерес публики вызывала не только (и не столько) игра труппы, а приятный холодок, царивший в зрительном зале даже в самые знойные месяцы. Интересная установка, появившаяся в Кельнском театре в 1903 году имела рассольный аккумулятор холода, который позволил сократить требуемую холодопроизводительность машины в 4-5 раз. Первичное охлаждение воздуха осуществлялось с помощью артезианской воды, направлявшейся затем на охлаждение конденсаторов. Подобные принципиальные решения в дальнейшем часто укладывались в основу проектов систем КВ для зрелищных предприятий с неравномерными (пиковыми) холодильными нагрузками.

В этих установках применялись гладкотрубные поверхностные аммиачные и рассольные воздухоохладители, обладавшие большой массой и габаритными размерами.

В 1903 г. была изобретена форсуночная промывная камера, которая почти без изменения конструкции в течение 100 с лишним лет служила основным тепломассообменным аппаратом крупных установок КВ. Хотя, справедливости ради, необходимо отметить, что поверхностные теплообменники рекуперативного типа стали применяться на два десятилетия раньше.

В Западной Европе и, особенно, в США кондиционирование воздуха начинало свое развитие с технологических систем. Как уже упоминалось, первые такие системы появляются на текстильных и бумагоделательных фабриках (У.Кэрриер, 1902 г.). Широкое распространение установок КВ затруднялось большими размерами тихоходных аммиачных холодильных машин, особенно с паровым приводом, и необходимостью иметь для них отдельное помещение из-за ядовитости аммиака. Для того чтобы кондиционировать какое-либо помещение, надо было для холодильного и другого оборудования построить еще одно помещение почти равной площади. Такие установки, правда, в небольшом числе, все же появлялись, и начало ХХ века можно условно считать временем зарождения техники КВ,

Очевидно, возникновение термина «кондиционирование воздуха» часто относят не к 1815 году, а именно к этому периоду из-за следующего факта. Один из первых специалистов в области КВ Стюарт Х. Крамер (Stuart H.Cramer) писал в 1904 году: «Когда несколько лет тому назад возникла эта область техники, я пытался найти слово, которое смогло бы выразить наиболее полно всю проблему. Наконец, я нашел комбинацию слов – «кондиционирование воздуха», которая, кажется, имеет шансы на всеобщее признание. Идея была мне внушена использованием слова – кондиционирование – в процессах обработки пряжи, тканей и других полуфабрикатов».

Снижение влажности в условиях теплого влажного климата является наиболее трудной задачей. В Северной Европе лето обычно благоприятное, а на Востоке и Среднем западе Америки оно часто угнетающе жаркое и влажное, особенно в южных штатах. В 1906 г. в Шарлоте, штат Северная Каролина, Стюарт Х.Крамер (Stuart H.Cramer) пользовался специальными насадками для разбрызгивания охлажденной воды для очистки и охлаждения воздуха и для контроля влажности (именно это он называл КВ).

В мае 1906 года на Съезде Текстильных Производителей в г.Шарлотта штата Северная Каролина (Charlotte, N.C.) Стюарт Х.Крамер впервые публично использовал термин «кондиционирование воздуха» (“air conditioning”) по отношению к машине, изобретенной доктором У.Х.Кэрриером. Дословно господин Крамер 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 на текстильных (хлопкоперерабатывающих) фабриках, расположенных на юге США в г.Белмонте штата Северная Каролина (Cotton Mill in Belmont, N.C.). На этих фабриках пять тысяч одновременно вращающихся веретён так повышали температуру, что создавали реальную опасность пожара. Кэрриер не только стабилизировал уровень влажности, но и блестяще справился с царившей на фабриках жарой. Кондиционеры Кэрриера имели в этом регионе оглушительный успех. Получая внушительные заказы на дорогостоящие системы кондиционирования с юга США, Buffalo Forge Company продолжала финансировать новые разработки Кэрриера, но при этом не повышала жалованья самому изобретателю!

Между тем необходимость в деньгах была очень большая. Несколькими годами ранее Уиллис потерял первую жену. Женился во второй раз. Мэрлин Кэрриер, молодая и красивая девушка, согласившаяся на усыновление двух беспризорных детей (своих она иметь не могла), тяжело заболела, и прогноз был пессимистическим. Через полгода Кэрриер мог остаться один с двумя детьми – даже без всяких перспектив нанять воспитательницу. Несмотря на очевидные творческие успехи он пребывал в ужасном унынии. Его хвалили, о нем писали в газетах, о нем ходили легенды, его кондиционеры получали широкое распространение, на них уже поступали заявки из-за границы. Buffalo Forge ожидала крупного экспортного заказа из Японии на установку системы кондиционирования воздуха для завода по изготовлению шёлка в Йокогаме. Но неминуемо надвигалась семейная трагедия. В 1911 году умерла жена Кэрриера Мэрлин, в 1912-м трагически погиб их первый приемный сын, а в 1913-м – второй…

Еще в 1906 году в Буффало, штат Нью-Йорк, Уиллис Х.Кэрриер изобрел конденсационный метод контроля влажности. Согласно его собственному заявлению, на это его натолкнуло наблюдение за туманом на железнодорожной станции в Питсбурге (портовый город, штат Пенсильвания). Кэрриер, ожидая поезда, находился на железнодорожной платформе. Температура воздуха была около -1^оС, и вся платформа была окутана плотным туманом. Кэрриер связал образование тумана с температурой воздуха и задумал создать подобные условия в инженерном устройстве с целью управления этим процессом. Он так описывал это событие: «Воздух примерно на 100 % был насыщен влагой. Однако температура была настолько низка, что фактически в воздухе влаги было немного. При такой низкой температуре ее не может быть много. Поэтому, если я могу насыщать воздух и контролировать при этом температуру,  то получу воздух с желаемым содержанием влаги.

Я могу делать это, пропуская воздух через сильную струю воды и получая настоящий туман. Контролируя температуру воды, можно регулировать температуру насыщения. Когда желателен более влажный воздух, я подогрею воду. Когда желателен очень сухой воздух, т.е. воздух с малым содержанием паров воды, можно использовать холодную воду и производить насыщение при низкой температуре. Струи холодной воды будут в действительности конденсирующей поверхностью. При этом можно избежать трудностей с ржавлением, которые возникают при использовании стальных спиралей для конденсации паров из воздуха. Вода не ржавеет».

Известно, что когда-то много жалоб высказывалось относительно некомфортабельных условий для работы на фабриках в жаркие дни, и в течение ХIХ века были сделаны попытки их улучшить. Но для получения действительно удовлетворительных результатов необходимо было устройство для охлаждения воздуха, а в нужных масштабах это было невозможно в пределах разумных затрат до 20-х годов ХХ века.

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 кондиционирование табачных и макаронных фабрик в США. В 1907 году компания продаёт на экспорт первую установку по КВ для шёлковой фабрики в г.Йокогама, Япония (Yokohama, Japan). Но просчетом Buffalo Forge Company было то, что производство кондиционеров было ориентировано 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 (рис.33).

Рис. 33. Компания Buffalo Forge производит увлажнители воздуха Кэрриера (примерно 1908 г.)

В 1908 г. Кэрриер предложил основные зависимости “Rational Psychrometric Formulae” для инженерного расчета процессов кондиционирования воздуха, а также разработал психрометрическую диаграмму влажного воздуха, использование которой значительно упростило расчеты процессов обработки воздуха в кондиционерах (хранятся в музее компании Буффало) (рис.34). Кстати, Л.К.Рамзин в 1918 г. предложил для влажного воздуха диаграмму i-d (энтальпия-влагосодержание), более удобную, чем диаграмма Кэрриера. До сих пор в расчетах процессов кондиционирования воздуха у нас пользуются исключительно этой диаграммой. В странах Европы приме
няют и i-x-диаграмму Молье, которая была опубликована им в 1921 г.

>

Рис. 34. Психрометрическая диаграмма Уиллиса Кэрриера, впервые опубликованная в 1908 году

В 1911 году Кэрриер решил вступить в инженерную ассоциацию «ASME-ASRE» -  «Американское Общество Инженеров - механиков» (“American Society of Mechanical Engineers” – “American Society of Refrigeration Engineers” с 1904 г., в будущем “ASHRAE” – “American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers”). Он представил «на суд» инженерной ассоциации свои, уже упомянутые, кропотливый труд «Рациональная психрометрическая формула» и психрометрическую диаграмму влажного воздуха в виде двух письменных докладов.

Таким образом, первым и единственным «отцом кондиционирования воздуха» по праву считается американский инженер-изобретатель доктор  Уиллис Хэвиленд Кэрриер, который ещё в 1902 году первым в мире создал научную обоснованную им самим систему кондиционирования воздуха и впервые применил своё изобретение практически, создав климатический контроль в помещении температуры, влажности и качества воздуха.

А что же Buffalo Forge Company? Варварская исследовательская политика рынка, экономия на реактивах и лабораторном оборудовании, низкое жалованье инженеров-механиков – всё это буквально озолотило компанию, но явилось общим дестабилизирующим фактором для производства кондиционеров. Все дальнейшие попытки Buffalo Forge были заведомо обречены на провал. Лишь в 1911 году Buffalo Forge, спохватившись, возвращается на внутренний рынок США и осуществляет кондиционирование первого кинотеатра в Нью-Йорке – The Folies Berger Theatre по спроектированной Кэрриером системе КВ. Правда, минус данной системы КВ был в том, что поток холодного воздуха выходил не из потолочного или стенного пространства, а из вентиляционных отверстий, расположенных прямо в полу. Но это уже были «последние конвульсии» Buffalo Forge перед полным крахом компании. На рынке искусственного климата зарождалась новая звезда…

     После того, как зимой 1914 года Buffalo Forge  распустила инженерный отдел (а через несколько лет она исчезла и сама), Кэрриер решил начать собственный бизнес. С таким партнером, как Ирвин Лайл, в успехе можно было не сомневаться.

- «Давай поставим наши кондиционеры в Миннеаполис богачу Моррису» - как-то между делом предложил Лайл Кэрриеру, восседавшему в своем старом полуразвалившемся кресле в собственной захламленной конторе на окраине Нью-Йорка. Это случилось в 1915 году, прохладным утром одного из летних дней, обещавших завершиться ужасающим полуденным зноем. К этому моменту Кэрриер, Лайл и ещё пять молодых инженеров наскребли всемером (Willis Carrier, Irvine Lyle, брат Лайла – Earnest Lyle, Edward Murphy, L.Logan Lewis, Alfred Stacy и Edmund Heckel) совместными усилиями 32600 долларов и создали свою новую компанию CARRIER Engineering. Эта компания уже могла предложить как раз именно то, что было нужно всему миру, именно они сделали «настоящие» самые первые шаги в начале промышленного производства кондиционеров.

- «К нему на виллу?! - изумился Кэрриер, - Так ведь кондиционеры гигантские!».

- «А ты их, попробуй, уменьши», - улыбнулся Лайл и показал Кэрриеру уже подготовленный контракт сделки. Сумма, обозначенная там, выглядела очень привлекательно. Еще привлекательнее выглядели перспективы расширения рынка сбыта для более широкого круга американцев, начиная с владельцев банков и заканчивая владельцами частных мастерских и прачечных.

… И Кэрриер согласился. Упаковать содержимое кондиционера в меньший объем при снижении мощности особой проблемы не составляло и даже давало возможность, не очень повышая себестоимость, поиграть с дизайном. Кэрриер тут же взялся за чертежи. Вскоре у компании появились новые солидные клиенты из числа так называемых физических лиц. Их список ежемесячно увеличивался. А когда Кэрриер заявил, что собирается включить в кондиционер специальные фильтры, очищающие воздух, Лайл просто подскочил от радости. Он уже нашел для своего гениального шефа главного спонсора – банкира Клауда Вамплера, страдавшего бронхиальной астмой, которому врачи рекомендовали горный воздух курортов Европы. Для банкира это звучало как приговор – ведь тогда надо было бросить все банковские дела и покинуть Америку навсегда. Но тут появился Кэрриер с новыми проектами кондиционеров, в конструкцию которых были включены очищающие воздух фильтры, что просто-таки обещало ни много, ни мало, а просто спасти жизнь несчастному банкиру. Конечно, банкир согласился на финансирование проекта.

В 1921 году был разработан холодильный турбокомпрессор на дихлорэтилене, что позволило осуществлять проекты СКВ большой производительности (рис.35).

Рис. 35. Компактный центробежный охладитель впервые был представлен Уиллисом Кэрриером в 1922 г. на общем собрании ASRE и ASHVE. После демонстрации гости были приглашены на боксерский поединок. Уиллис Кэрриер так описывал события: «Это было ужасно, когда я услышал долгое сильное грохочущее, медленно утихающее бр-р-р. Я представил, как ротор компрессора разлетается на куски. Капли пота выступили у меня на лбу, а руки увлажнились. Но я продолжал говорить, пытаясь делать вид, что ничего не произошло. Ирвин (Лайл), который сидел сзади, как бы непреднамеренно вышел из комнаты с выражением полного спокойствия, которого в действительности он совершенно не ощущал. Вскоре он вернулся и подал мне знак, что всё идет нормально. Позже он пояснил мне причину шума. При подготовке площадки для боксерских матчей один из наших людей проволок большой металлический обеденный стол по шероховатому бетонному полу. Никакие другие звуковые эффекты не смогли бы лучше сымитировать  звук разваливающегося на части вращающегося механизма».

Первым зданием, оборудованным КВ, был театр Метрополитен Граумана в Лос-Анджелесе (1922 г.) (рис.36), оборудованный установками Кэрриера.  В установках Кэрриера воздух охлаждался холодильным агрегатом до температуры, при которой конденсация соответствует требуемой влажности.

Затем он нагревался до нужной температуры. Обработанный воздух подавался в зал с небольшой скоростью через диффузоры в потолке и удалялся через решетки под сиденьями, что обеспечивало принцип «голова в холоде, ноги в тепле», уже сформулированный Рейдом. В этом отношении установка Кэрриера отличалась от большинства американских систем вентиляции, в которых свежий воздух подавался через решетки в полу, а вытяжка была в потолке. Например, в 1919-1920 гг. были осуществлены установки систем охлаждения, разработанные Фредериком Виттенмайером (Frederick

Рис. 36. Кинотеатр Граумана «Metropolitan  Theater» в Лос-Анджелесе штата Калифорния был первым, в котором компания “CARRIER Engineering” сделала систему кондиционирования воздуха с воздухораздачей, рециркуляцией, охлаждением, увлажнением и автоматическим контролем параметров

Wittenmeier), для театров Balaban & Katz в Чикаго (рис.37). Их работа оказалась совершенно неудовлетворительной, так как холодный воздух подавался через решетки в полу. Посетители жаловались на сильную тягу, из-за которой даже приходилось оборачивать ноги газетами.

Рис. 37. Системы охлаждения кинотеатров Balaban & Katz в   Чикаго, 1919-1920. (На нижнем рисунке – компрессор)

В 1923 г. фирмой «Кэрриер» был выпущен турбокомпрессорный холодильный агрегат на дихлорэтилене. Быстроходность компрессора, применение прогрессивного принципа агретизации и использование интенсивных теплообменных аппаратов кожухотрубного типа позволили значительно уменьшить габаритные размеры холодильных установок.

Комбинация турбокомпрессорного холодильного агрегата с форсуночной камерой стала базой для создания многочисленных средних и крупных установок кондиционирования воздуха.

… И вот пришло лето 1924 года. Накануне в огромной сети универмагов Джозефа Хадсона в городе Детройте была заблаговременно объявлена сезонная распродажа. Это были гигантские магазины, где можно было купить всё для обработки земли и садовых участков, лучшие семена оптом, прекрасные удобрения в розницу, кое-что из рабочей одежды, сельхозинвентаря, а заодно и бакалеи. Подобные заведения только начинали становиться бешено популярными в США. Главное их достоинство – всё в одном месте и по совершенно бросовым ценам. А тут ещё и распродажа! В то июньское утро 1924 года детройтские мальчишки, распихивавшие прохожим невзрачные черно-белые рекламные объявления, просто сбились с ног. И ещё эта чёртова жара!

К вечеру универмаг был набит уже битком. Ржавые вентиляторы, работавшие с диким скрежетом, уныло месили воздух, крики и сутолока делали магазин похожим скорее на бомбоубежище, нежели на торговое заведение. Несколько вскрикнувших и упавших, как тогда показалось, замертво людей в одно мгновение превратили праздник в кошмар. Стараясь выбраться из душного помещения, люди наносили друг другу увечья, сбивали с ног охрану и обслуживающий персонал. Полиция пыталась растащить дерущихся, кареты «скорой помощи» увозили пострадавших.

Среди посетителей универмага был и сухощавый мужчина средних лет, также спешно покинувший магазин. Он заглянул туда в надежде приобрести кое-что для своей личной лаборатории – трубы, металлические рамки, теплоизоляционные сетки. Звали его Уиллис Кэрриер, и у него были все основания вернуться в магазин на следующий день. «У вас вчера был инцидент, - сказал он Хадсону, - и всё потому, что вентиляционная система вышла из строя. Я могу предложить вам кое-что понадежнее»…

Рекламные объявления о следующей распродаже у Хадсона завершали слова: «Несмотря на жаркий день, в нашем магазине приятно, прохладно и абсолютно комфортно. У нас вы можете не только сделать необходимые покупки, но и укрыться от зноя». Это была чистая правда: Хадсон подписал с Кэрриером контракт на поставку кондиционеров – устройств, о которых к тому моменту знали единицы. Появившаяся на дверях его универмага табличка с надписью “REFRIGERATING PLANT” (холодильная установка) еще долго вызывала у покупателей недоумение. Но сегодня эту надпись можно встретить едва ли не чаще, чем «Просьба не сорить» или «Курение запрещено».

Итак, система КВ была установлена в этом универмаге крупнейшей торговой сети г.Детройта штата Мичиган The J.L.Hudson Department Store. Наплыв зевак был просто умопомрачительным. Если бы хозяин заведения Джозеф Л.Хадсон (Joseph L.Hudson) догадался брать плату за вход, то, наверное, в короткий срок обогнал бы и Форда, и Рокфеллера. Впрочем, заведение в накладе не осталось – продажа товаров достигла небывалых объемов.

Еще одна из первых установок КВ была продана Кэрриером в 1924 году в компанию The Onondaga Pottery Company в г.Сиракузы штата Нью Йорк (Syracuse, N.Y.). Эта  установка теперь демонстрируется в Музее Науки и Промышленности при Институте Смитсона (The Smithsonian Institution’s Museum of Science and Industry).

Правда, нельзя не отметить, что еще за год до изобретения доктором Уиллисом Кэрриером «Аппарата для обработки воздуха», в 1901 году, действительный член “ASME” (“American Society of Mechanical Engineers” – Американского Общества Инженеров и Механиков») американский инженер-изобретатель Альфред Вульф (Alfred R.Wolff) (рис.38) проектирует первую систему кондиционирования для здания Нью-Йоркской Фондовой Биржи (The New York Stock Exchange). Система КВ была основана на использовании водяного пара и электричества, вырабатываемых на ближайшем к бирже заводе.

Рис. 38. Альфред Роберт Вульф

 

Разработанная им система КВ могла охлаждать с невиданной по тем временам мощностью, которая эквивалентна одновременному таянию 300 тонн льда. Кроме того, система вентиляции была спроектирована так, что поток холодного отфильтрованного воздуха выходил из красивых ажурных решеток, расположенных на всём протяжении потолочного пространства в здании. Потолочную систему вентиляции от Вульфа доктор 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.

К сожалению, первая система кондиционирования для здания хоть и была полностью спроектирована на бумаге, но окончательно была установлена лишь через 20 лет. Правда, до своей ранней скоропостижной смерти в 1909 году Альфред Вульф успел разработать системы КВ для таких зданий, как The Carnegie Hall, The New York Public Library, The Plaza Hotel, The Hanover National Bank, The Metropolitan Museum of Art…

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

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

В 1924 году Америка переживала период бурного роста. Кондиционерами могли обзавестись не только крупные промышленные предприятия и питающие слабость к техническим новшествам миллионеры, но и банки, отели, магазины и даже кинотеатры.

Проблема использования охлаждения в зданиях была сложной в связи с тем, что для получения необходимого результата требовалось охлаждение больших масс воздуха. Лед и снег использовались еще римскими императорами после закона Калигулы о создании впечатления прохлады во дворцах в жаркие дни. Принимая во внимание масштабы охлаждения, которые требовались для достижения существенного результата, трудно себе представить, что мог быть получен действительно какой-то результат, кроме психологического. Та же иллюзия всё ещё использовалась в 20-х годах в некоторых американских и австралийских кинотеатрах, в которых летом выставлялись большие блоки льда перед вентиляторами в фойе (рис.39), поэтому КВ требовало более экономичных методов механического охлаждения, чем действовавшие в 20-х годах, и клиентов, которые хотели бы его оплачивать.

Рис. 39. Склад льда

Театральные залы всегда вызывали проблему кондиционирования воздуха, так как скопление людей приводило к перегреву. Конечно, существуют некоторые театры в Лондоне постройки ХIХ века, которые, несмотря на реконструкцию, в течение представления становятся невыносимо некомфортабельными даже зимой.

К 1914 г. кинематограф только зарождался, но к 20-му году он был уже достаточно развит. Его распространение побуждало к поискам способов достижения достаточно комфортных условий.

В 1924 году системы КВ были впервые установлены в двух кинотеатрах The Palace и The Texan г.Хьюстона в штате Техас (Houston, TX). Зрители валом валили  в кинотеатры. В считанные дни  оборот кинотеатров вырос более чем в три раза, что позволило хозяину кинотеатров Уиллу Хоруитзу-младшему (Will Horowitz, Jr.) установить системы КВ во всех кинотеатрах своей сети, последним из которых был The Iris Theater.

В период с 1922 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.). С 1928 по 1929 годы системами КВ были оснащены также здания Конгресса и Сената США, Белого Дома и Верховного Суда США, где кондиционеры CARRIER исправно работают и по сей день. И всё же главный тест, по словам самого Кэрриера, был пройден, когда его компания установила кондиционеры в знаменитом Нью-Йоркском кинотеатре The Rivoli.

В 1928 г. было построено первое полностью оборудованное системой КВ административное здание в Сан-Антонио, штат Техас. Здание Майлем Билдинг имело 21 этаж, из которых несколько верхних этажей образовывали небольшую готическую башню со стрельчатыми окнами. Джорж Уиллис, архитектор, спроектировавший здание, предусмотрел размещение труб для прохождения кондиционированного воздуха над потолками коридоров, которые были несколько ниже, чем потолки в комнатах. Входные отверстия для воздуха в комнатах были помещены под потолком, решетки для выхода воздуха установлены в дверях, а коридоры служили в качестве труб, выводящих воздух.

Эти первые аппараты и стали предками современных систем кондиционирования воздуха. Уже в те годы существовали водоохлаждающие машины - чиллеры, внутренние блоки – фанкойлы и нечто напоминающее современные центральные кондиционеры.

Однако в те годы кондиционер был большой редкостью, стоил дорого, и обычно проектировался специально под конкретное здание. Казалось бы, «летний» бизнес CARRIER будет и дальше развиваться и богатеть за счет крупных компаний и корпораций и в короткий срок займет самые передовые позиции, но в 1929 году разразился жесточайший мировой экономический кризис. В США промышленное производство сократилось на 46%, курсы акций промышленных компаний упали на 87%, колоссальных размеров достигла безработица. Пришла Великая Депрессия. В самый разгар Великой Депрессии Вамплер потребовал было свернуть исследования и сократить персонал, но быстро сдался под напором Лайла и Кэрриера. Кэрриер заявил, что готов работать бесплатно, но останавливать работы нельзя.

Аргументация Лайла, как и всегда в подобных случаях, отличалась куда большей прагматичностью. Он просто предъявил Вамплеру новые контракты. Это были контракты с Нью-Йоркскими кинотеатрами, которые прогорали из-за ужасающей жары, не спадавшей все три летних месяца 1931 года. Залы пустовали, даже несмотря на то, что хитом сезона был фильм «Голубой ангел» Джозефа фон Штенберга с Марлен Дитрих в главной роли. Любовная история школьного учителя и певички легкого поведения не могла конкурировать с духотой. Кондиционированный воздух заставил по-другому оценить фильм для всего Нью-Йорка, где (во многом благодаря кондиционерам Кэрриера) количество кинотеатров быстро начало расти, и выросло со 130 до 300 кинотеатров. Вскоре «Голубой ангел» - с небольшим отставанием от кондиционеров – пошёл «на ура» и в других городах Америки.

Но в период Великой Депрессии многие даже крупные корпорации лопались как мыльные пузыри, экономика трещала по швам. В таких условиях центральные системы кондиционирования для зданий оказались просто не по карману большинству компаний США.

Выход был один: удешевить кондиционеры, сделав их доступными для максимального числа потребителей в США, то есть перейти к производству 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 по 1932 годы неоднократно приступала к разработке первого «домашнего» бытового кондиционера. Проект назывался «Создатель погоды» (“Weathermaker”), но к сожалению поначалу он оказался неудачным. И только в конце 1931 года в рамках проекта “Weathermaker” был получен результат в виде первого бытового кондиционера компании CARRIER под названием “Atmospheric Cabinet”, отдаленно напоминающий нечто похожее на современный оконный кондиционер. «Атмосферная камера» (атмосферный шкаф?)- один из первых домашних бытовых кондиционеров, работающий на хладагенте фреон-11 (R-11), созданный компанией CARRIER и выпускаемый под торговой маркой «Carrene» № 1. К сожалению, на тот период компания CARRIER уже опоздала с выпуском первого в мире бытового кондиционера.

Еще раньше, начиная с 1917 года, другая не менее известная на американском рынке корпорация под названием General Electric (GE) приступила к изобретению первого бытового холодильника.

В 1918 г. компания «Кельвинатор» (названная так в честь лорда Кельвина) во главе с Эдмундом Копеландом и Арнольдом Госсом (Edmund Copeland and Arnold Goss) выпустила первые 67 домашних холодильников, предназначенных для использования на кухне. Это ознаменовало собой развитие новейшей отрасли в промышленности – производство холодильно-морозильного оборудования и выпуск первого поколения бытовой охлаждающей техники для дома.

 Уже в 1924 году компания General Electric изобретает первый полностью герметичный компрессор, правда для внутреннего использования в домашних холодильниках, но это не являлось причиной, чтобы не использовать его на практике также и в бытовых кондиционерах. А в 1928 году компания General Electric выпускает уже первый серийный бытовой холодильник “Monitor Top”, просто невероятно популярный в США в то время. Основой для работы системы охлаждения холодильника был оксид серы. В этом же году компания осуществила еще одну интересную установку (рис.40). И конечно, как следствие всего перечисленного, в 1929 году выпускается первый

Рис.40. Экспериментальный водоохладитель, запроектированный и испытанный в 1928 г. Франком Фостом из Компании General Electric. Эта установка доказала возможности Компании General Electric по комнатному охлаждению, в результате чего Ф.Фосту было предложено разработать автономный комнатный кондиционер

в мире бытовой кондиционер от компании General Electric. И хотя первые кондиционеры General Electric очень уж напоминали первые бытовые холодильники и охлаждали не с помощью фреона, а с помощью оксида серы, всё равно это были уже первые бытовые моноблочные «запечатанные» кондиционеры шкафного типа.

Таким образом, пионером в создании технологий производства домашних бытовых кондиционеров на тот момент являлась General Electric Company (GE). Эту компанию в 1878 году основал один из самых известных изобретателей Томас Альва Эдисон (Thomas Alva Edison). На своей фабрике в Менло Парке штата Нью Джерси (Menlo, N.J.) он успешно использовал своё уникальное понимание свойств электричества, изобретая электрическую лампочку, электродвигатель, генератор и первый в мире фонограф и кинопроектор. А всего за свою жизнь Эдисон запатентовал более 1000 изобретений.

Своё фактическое название и прочные 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 и на сегодняшний день.

Воздухоохладители фирмы General Electric устанавливались в офисных либо жилых помещениях и декорировались деревянным корпусом «под радиоприемник». Конструкторы и инженеры General Electric Company (GE), создав первый в мире прототип бытового шкафного кондиционера, не успокоились на этом и в 1929 году создали первый в мире прототип  современного бытового кондиционера сплит-системы. А считаться предком именно сплит-систем он может потому, что в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, вследствие чего компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу и располагались с внешней стороны здания. То есть, по сути, конструкторы и инженеры General Electric, в первую очередь, опасаясь за здоровье покупателей своих кондиционеров, сами о том не догадываясь, изобрели устройство, которое явилось прототипом самой настоящей современной сплит-системы (split – разделять, разобщать).  Поскольку в качестве хладагента в этом кондиционере использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, данное устройство, конечно же, не могло быть признано полноценным кондиционером, так как было довольно опасно находиться рядом при его работе. Действительно, аммиак – это весьма неустойчивый, прихотливый и отнюдь не безопасный газ. И только с появлением нового газа – фреона в 1931 году началась новая эпоха в производстве кондиционеров.

До начала 1930-х годов хладагентами, которые использовались в холодильных установках того времени (Refrigerating Plant или Refrigerating Apparatus), были: аммиак NH₃, диоксид серы, или сернистый ангидрид SO₂, метилхлорид CH₃Cl, диоксид углерода СО₂.  однако ни одно из этих веществ, а вернее токсичных газов, не обладало всеми свойствами идеального хладагента, как синтезированный в дальнейшем газ фреон 11 и 12 (хладагенты R-11 и R-12).

Над созданием достойного заменителя токсинов химики начала ХХ столетия бились несколько лет. Повезло, как, впрочем, и всегда в «создании холода», американцам. В «химической гонке» на получение первого синтеза фреона участвовало несколько крупных американских корпораций: «Дженерал Моторс» (“General Motors Corporation), «Дюпон» (E.I.Du Pont De Nemours Corporation”), «Фригидэйр» (“Frigidaire Corporation”), «Кэрриер» (“Carrier Engineering Corporation”), «Вестингхаус» (“Westinghouse Electric”), «Хонейвелл» (“Allied Chemical” – сейчас “Honeywell”).

Наконец, в 1928 году американскому химику корпорации «Дженерал Моторс» (“General Motors Research”) Томасу Мидглей младшему (Thomas Midgley, Jr. 1889-1944 гг.) удалось выделить и синтезровать в своей лаборатории химический элемент, получивший впоследствии название «ФРЕОН» (12), патент под № 1833847 от 24 ноября 1931 года. Вещество было практически нетоксичным, негорючим и не вызывающим коррозии. Кроме того, оно обладало множеством весьма привлекательных свойств, одним из которых были простота и дешевизна производства, которые быстро возвели его в ранг «газа столетия». Производство газа фреон-12 было впервые налажено в 1930 году объединенными усилиями компаний «Дженерал Моторс» и «Дюпон», в результате чего получилась «Химическая Кинетическая Компания» (“Kinetic Chemical Company”), которая и занималась промышленным производством нового «газа столетия» - Фреон-12. Кстати говоря, эта же компания ввела всеобщее обозначение хладагента буквой R (R-12). R, Refrigerat – охладитель, или хладагент – чтобы никогда не возникало путаницы химического элемента ФРЕОНа с торговой маркой FREON. Несколькими годами позже, в 1932 году корпорация «Кэрриер» начинает производство газа Фреон-11 (“Carrene” № 1) для своего первого бытового кондиционера под названием “Atmospheric Cabinet” (домашний кондиционер «Атмосферный кабинет» проекта “Weathermaker”). На языке химиков название данного элемента идёт как дифтордихлорметан или дихлордифторметан (CF₂Cl₂ или CCl₂F₂) из группы хлорфторуглеродов ХФУ (CFC), т.е. Фреон-12.

В 1930 г. компанией “Carrier” впервые начали разрабатываться и устанавливаться системы КВ для железнодорожных пассажирских вагонов по заказу Нью-Йоркской железной дороги (The New York Railroad). Заказ от «New York Railroad» положил начало разработкам нового типа кондиционеров, а именно транспортных кондиционеров (для движущегося транспорта: железнодорожные кондиционеры пассажирских и грузовых вагонов, судовые кондиционеры морского и речного транспорта, авиационные кондиционеры воздушного транспорта – аэропланов, дирижаблей, самолетов, автомобильные кондиционеры для легковых и грузовых автомобилей).

В 1931 году, когда был запатентован безопасный для человеческого организма хладагент фреон, конструкторы и инженеры General Electric пошли дальше и кроме изобретения прототипа сплит-системы произвели еще и

Рис. 41. Производственная линия по выпуску холодильников компании Дженерал Электрик

моноблочный оконный кондиционер (рис.41). В конце 1931 г. и в начале 1932 г.компанией “Carrier” был синтезирован газ Фреон-11 под торговой маркой “Carrene” и запущен в серийное производство тоже один из первых домашних бытовых моноблочных оконных кондиционеров под названием “Atmospheric Cabinet”. Впервые в США началось валовое промышленное производство бытовой климатической техники для дома.

Вот так появились одни из первых моноблочных кондиционеров оконного типа под марками General Electric и CARRIER, далекие потомки которых успешно работают в наши дни. Но, пожалуй, самым интересным остается то, что принципиальная схема работы кондиционеров, разработанная в США инженером-изобретателем Кэрриером, осталась неизменной и по сей день.

В 1932 г. было закончено оборудование для КВ для Радио Сити, части комплекса Рокфеллеровского центра, но задумано оно было еще до экономического кризиса, начавшегося в 1929 г. Оно оставалось лучшим устройством для  КВ до 40-х годов и было очень высоко оценено Ле Корбюзье, который так писал о нем в своей работе «Когда соборы были белыми»: «Кондиционированный воздух повсюду – естественный, чистый и при постоянной температуре». Это было технической реализацией одного из предсказаний Ле Корбюзье, однако, обязанное своим появлением не ему.

Интересно, что кондиционерный бизнес в некотором роде повлиял на демографическую ситуацию в США. Стремительное развитие мегаполисов в южной части США (Атланта, Майами, Хьюстон, Даллас) стало возможным благодаря росту темпов строительства современных кондиционируемых зданий в этих регионах с жарким климатом.

На Всемирной ярмарке 1939 года вокруг стенда Carrier Engineering собиралась масса народу. Ещё бы! На стенде были вывешены фотографии известных людей, в чьих домах и офисах были установлены кондиционеры Кэрриера. А рядом с фотографиями красовалась надпись: «Зачем Вам задыхаться от жары летом и мерзнуть от холода зимой? Ведь достаточно нажать на кнопку и климат в вашем доме будет именно таким, каким Вы его себе пожелаете!». У стенда стоял сам доктор Уиллис Хэвилэнд Кэрриер и собственноручно демонстрировал, как пользоваться скромных размеров устройством, регулирующим влажность, температуру и качество воздуха в помещении.

Кэрриер, без сомнения, является ведущим специалистом по кондиционированию воздуха 20 столетия. Как  и многие яркие личности, он имел некоторые  удивительные черты характера. Один инженер, который знал Кэрриера по многим годам совместной работы, рассказывал о некоторых забавных ситуациях.

«…Как многие талантливые инженеры, Вождь (такое прозвище дали Кэрриеру его коллеги) отнюдь не был выдающимся оратором и иногда терял часть своих слушателей из-за того, что они его не понимали, ему не удавалось объяснить свою идею доступно. Лучше всего он общался один на один или с небольшой группой людей, когда пытался объяснить идеи, заложенные в работу оборудования.

Какие же психологические черты характера сделали Уиллиса Кэрриера такой творческой личностью? Конечно, одной из таких черт является способность концентрироваться на проблеме и отрешиться от таких земных вещей, как телефонные звонки, еда, уход домой. Когда он глубоко обдумывал какую-нибудь проблему, то часто впадал в состояние, похожее на транс, из которого он выходил с большим трудом и неохотой и в которое он с готовностью возвращался до тех пор, пока его мыслительный процесс по обдумывание проблемы не завершался. Это совершенно расстраивало планы его секретарям, жене и коллегам. Но они научились с этим жить, так как знали, что это обеспечивает ощутимые творческие результаты.

…Способность Уиллиса Кэрриера концентрировать свои мысли и исключать всё другое, что происходило вокруг, приводило ко многим ситуациям, которые становились анекдотами, некоторые из которых могут быть не слишком достоверными, но зато отражают черты его характера. Один случай произошел, когда он выехал на поезде из Ньюарка (Newark). Кондуктор делал обход, чтобы собрать билеты, но Вождь не мог найти свой. Он обыскал все карманы и весь багаж, но билета не было. Кондуктор ему сказал, что можно заплатить за билет и получить деньги назад, когда отыщется исчезнувший билет. Но Уиллис Кэрриер сказал: «Проблема не в этом – я не знаю, куда я направляюсь!».

…Однажды, когда Вождь был у нас дома в гостях, казалось, что его все время беспокоят его ноги. Он объяснил, что одна нога у него абсолютно холодная, а другая нога просто горит. Мы предложили, чтобы он снял туфли и просто попытался определить, в чем же дело. Он так и сделал. Оказалось, что вместо того, чтобы надеть по два носка на каждую ногу, чтобы не замерзнуть, как он ожидал, он надел один носок на одну ногу, а на другую три.

…Вождь был не самым лучшим водителем автомобиля и у многих людей после поездки с ним в качестве пассажиров буквально волосы вставали дыбом. У Вождя никогда не было серьезных аварий, но бампер его  автомобиля действительно страдал. Когда было открыто движение из Нью-Джерси в Сиракузы, Вождь провалил свой водительский экзамен и должен был выждать определенное время, чтобы можно было попробовать сдавать еще раз. В действительности, как сказал мне наш общий знакомый, Вождь вообще не знал, что нужно иметь водительское удостоверение…».

На Всемирной ярмарке 1939 года внешне Кэрриер был уже не чудак-изобретатель, а респектабельный светский лев, добропорядочный республиканец, любящий гольф, гаванские сигары и рубашки в еле заметную зеленую полоску. Но в душе он оставался прежним Уиллисом Кэрриером, который в начале века мечтал перевернуть мир. Сутками не выходя из лаборатории, он продолжал неуклонно совершенствовать своё главное в жизни изобретение (одной из последних его «находок» стал кондиционер для автомобиля). Умер Уиллис Кэрриер в 74 года, 7 октября 1950-го, завещав всё своё состояние фирме, которая и по сей день носит его имя. А в 1952 году первая американская женщина – инженер по кондиционированию воздуха Маргарет Инчелз (Margaret Ingels) опубликовала биографию Кэрриера (рис.42).

Сегодня компания «Кэрриер» остается одной из ведущих компаний-законодателей в области кондиционеростроения (в 2001 году доход составил 8,895 млрд.). Компания обеспечивает 12% мирового объема производства, предлагая при этом более 10000 различных агрегатов. Имеет филиалы в 172 странах (45 тыс. рабочих мест). Ежегодно вкладывает более 100 млн. дол ларов в исследование и развитие технологий. Продукция компании разрабатывается в двадцати инженерных центрах и изготавливается на 108 заводах, расположенных по всему миру.

Рис.42. Маргарет Инчелс работала с 1921 по 1927 год в исследовательском бюро ASHVE в качестве инженера по кадрам. Очевидно, она была первой женщиной-инженером, принятой в ASHVE. Получила известность в промышленных кругах, работая впоследствии в области кондиционирования воздуха, как сподвижник Уиллиса Кэрриера.

 

…В конце 30-х годов большинство американцев считало здания с навесными стенами и КВ чисто американским достижением, в то время как европейские архитекторы утверждали, что американские инженеры лишь разработали технические вопросы для европейской концепции.

Рис.43. Альберт Эйнштейн с интересом осматривает холодильник “Meter Miser”«В конце 1920-х годов ассистент Эйнштейна Leo Szillard предложил новый тип механического холодильника, который, как предполагали, если его представить под маркой великого Эйнштейна, будет наверняка хорошо распродаваться. Сам Эйнштейн совершенно не интересовался вопросами бизнеса,  деньгами, но Szillard был беден, и идея показалась ему весьма интересной. Компания “Allgemeine Elektricitaets Gesellschaft” провела испытания этой установки, которые провалились»… Берлинские инженеры-практики слегка посмеивались над этой «величайшей ошибкой теоретика»

 

Хотя в период с 1935 по 1945 гг. нового строительства велось мало, технология КВ получила дальнейшее развитие. Газы, использовавшиеся для охладительных установок до 1930 г., были более или менее токсичны, а некоторые огнеопасны. Это ограничивало использование охлаждающих установок для залов и конторских зданий. Фреоны, группа химических веществ на основе фтора, были открыты, как уже сказано выше, Томасом Мидгли (DUPONT). Впервые начали производиться в 1930 г. и использоваться для охлаждения с 1934 г. Они были безопасны, физиологически безвредны и до сих пор широко используются в установках для КВ.

Фреоны стали наиболее популярным хладагентом и вскоре практически вытеснившим в бытовых моделях все остальные. Это позволило фирмам-изготовителям упростить и удешевить производство бытовых холодильников и в итоге снизить цены на свои изделия. В результате в 30-е годы в домах американцев их насчитывалось уже несколько миллионов (рис.43). В 1930 году компанией Electrolux был выпущен первый встроенный холодильник. А в 1939 году General Electric запустил в массовое производство двухтемпературную модель – с холодильным и морозильным отделениями, хотя модель двухкамерного холодильника была разработана Frigidaire еще в 1930 году. В 1947 году General Electric первым выпустили двухкамерный холодильник с морозильной камерой в двухдверной комбинации – до этого морозильная камера занимала часть пространства холодильной.

Еще одним значительным шагом для потребителей стала разработка в 50-е годы технологии No Frost, позволяющей обходиться без регулярного размораживания холодильной камеры, что упрощает пользование холодильником и снижает расход электроэнергии. Примерно в  то же время встроенные в дверь  холодильного шкафа магниты стали заменять замки-защелки, делая конструкцию более дешевой и надежной.

В СССР первый бытовой холодильник изготовили лишь в 1939 году на Харьковском тракторном заводе. Эта модель – ХТЗ-120 работала на сернистом ангидриде, причем холодильный агрегат располагался в верхней части конструкции. Но в военные годы было не до бытовой техники. Вскоре после окончания войны Московский завод им. С.Орджоникидзе начал выпускать эту же модель под названием ЭКД-120, однако за прошедшие годы изделие морально устарело и массовым его производство не стало. В 1945 году небольшие газовые абсорбционные холодильники начал выпускать Московский завод домашних холодильников (бывший завод «Газоаппарат»). Разработкой новой, современной модели под руководством Г.Д.Свидерского занялись и конструкторы московского завода им.Лихачева. В результате новый фреоновый компрессионный холодильник ЗИЛ был запущен в серийное производство в марте 1951 года. В том же году в Саратове началось производство малогабаритных компрессионных холодильников «Саратов». Но действительно массовым производство домашних холодильников стал, пожалуй. Только в 60-е годы, и лишь тогда это техническое достижение стало доступным средней советской семье. И хотя модели советских холодильников вначале отличались непритязательным дизайном и небогатой функциональностью, зато были исключительно надежны и просты в обслуживании.

В 1946 г. были изобретены абсорбционные бромисто-литиевые холодильные машины. С этого момента стали применяться перспективные для использования низкопотенциальной теплоты в качестве источника энергии для СКВ тепло-насосные схемы, появились кондиционеры с абсорбционными холодильными машинами на газовом обогреве, герметичные фреоновые компрессоры.

Можно сказать, что появление безвредного по санитарно-гигиеническим показателям хладоагента фреона-12 (дифтормонохлорметана) вызвало в технике КВ крупный переворот. Фреоновые холодильные машины позволили решить проблему создания небольших агрегатированных автономных кондиционеров для охлаждения отдельных помещений, в которых человек живет, работает, отдыхает. В настоящее время экологические требования привели к необходимости замены бром- и хлорсодержащих фреонов на альтернативные рабочие вещества – хладагенты R 407c, R 134а и R 410а (смеси фреонов  R 32, R 125 и R 134), имеющие нулевой озоноразрушающий потенциал.

Первые аппараты КВ стали предками современных систем центрального КВ. Уже в те годы существовали водоохлаждающие машины – чиллеры, внутренние блоки – фанкойлы. В настоящее время получили широкое распространение «сплит-системы». Это системы с раздельными компрессорно-конденсаторным и испарительным агрегатами (кондиционер состоит из наружного и внутреннего блоков). Со временем появлялись более совершенные компрессоры, в качестве хладагента стал использоваться фреон, а фанкойлы стали похожими на внутренние блоки сплит-систем. Однако принципиальная схема работы традиционных центральных систем КВ осталась неизменной и по сей день.

«Ископаемым» предком всех современных сплит-систем и оконных кондиционеров может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric еще в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть, по своей сути, это устройство было самой настоящей сплит-системой! Однако, начиная с 30-х годов, когда были изобретены безопасный для человеческого организма хладагенты – фреоны, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни. Более того, в США, Латинской Америке, на Ближнем Востоке и в Индии, а также на Тайване, в Гонконге и большинстве Африканских стран «оконники» до сих пор являются наиболее популярным типом кондиционеров. Причины их успеха очевидны: они примерно вдвое дешевле аналогичных по мощности сплит-систем, а их монтаж не требует наличия специальных навыков и дорогостоящего инструмента. Последнее особенно важно вдали от очагов цивилизации, где найти специалиста очень трудно.

Появление в Советском Союзе отдельных систем кондиционирования воздуха в промышленных зданиях относится к 1930-м годам. Для оборудования Дворца Советов в Москве под руководством Н.С.Ермолаева были разработаны проекты кондиционеров (1938 г.), но работы по их реализации были приостановлены в начале войны.

Во время второй мировой войны появились новые технические усовершенствования в КВ в связи с тем, что оно нашло применение в вооруженных силах при морских операциях в тропических водах.

К 1945 г. промышленность была готова к широкому производству оборудования. Если первый корабль, оборудованный машинной системой охлаждения Кэрриера, появился в США в 1925 г., в 1936 г. компанией “Carrier” был установлен первый автомобильный кондиционер на автобусе, курсирующем по самому «жаркому» маршруту в мире – между Дамаском и Багдадом (Damascus-to-Baghdad), то в 1945 г. в Атланте появился уже первый троллейбус с КВ, в 1946 г.в Сан-Антонио в Техасе  – первый автобус с КВ, а в 1949 г. – первый самолет (Боинг) – с КВ.  КВ, которое было роскошью, стало повседневной практикой в административных зданиях по всей территории США.

Внедрение КВ вне Америки шло медленнее. В России в 1905…1911 гг. ежегодно вводились в действие два-три холодильника, в 1912 г. – шесть и в 1913 г. – девять холодильников. За период с 1914 по 1917 гг. емкость холодильников увеличилась примерно на одну треть.

К 1917 г. холодильная промышленность России располагала 58 стационарными холодильниками с суммарной емкостью 57 тыс. тонн. Свыше двух третей всех холодильников были построены в Петербурге, Москве, в районе Нижней Волги, в то время как в Средней Азии, Закавказье, Белоруссии они вообще отсутствовали.

Холодильные установки в большинстве были аммиачными, снабжались тихоходными горизонтальными компрессорами двойного действия с применением ручной смазки. Привод компрессоров осуществлялся от паровых машин или двигателей внутреннего сгорания, причем 85% холодильных установок были оборудованы иностранными машинами. Только два русских завода – Фельзера в Риге и Круля в Ревеле (Таллинн) – выпускали холодильные машины.

С  1912 г., когда была организована первая холодильная лаборатория, началось систематическое преподавание холодильного дела. Курсы «Холодильные машины» читались в Петербургском и Таллиннском технологических институтах, в сельскохозяйственных  учебных заведениях.

Первые достаточно примитивные установки регулирования параметров воздуха в помещениях стали использоваться в России с конца ХIХ – начала ХХ столетия. Одной из первых систем регулирования влажности, например, было оснащено здание архива Государственного Совета. В 1912 г. в здании Нового Эрмитажа была смонтирована установка увлажнения воздуха на основе использования оросительной камеры.

Вообще же в России первые установки КВ появились на текстильных фабриках еще до Октябрьской революции 1917 года. Это были установки неполного кондиционирования, которые назывались вентиляционно-увлажнительными. Основным тепломассообменным аппаратом служили форсуночные камеры. Вплоть до 1930-х годов такими установками оснащались все реконструируемые и новые текстильные фабрики.

Наверное, можно было бы назвать и другие примеры удачных решений в части регулирования параметров микроклимата. Но не они, к сожалению, определяли направление и уровень развития кондиционирования воздуха в стране, а ее, уже к тому времени, техническая отсталость в этой области.

В начале 30-х годов, благодаря созданию фреоновых холодильных машин вместо аммиачных, на американских железных дорогах стали использоваться небольшие установки КВ в поездах, и к 1936 г. вагоны-рестораны и спальные вагоны на основных маршрутах были почти полностью обеспечены кондиционированием. Вопрос о производстве небольших кондиционеров для обслуживания отдельных комнат обсуждался в инженерных журналах, по крайней мере, с 1931 г., но практической организации выпуска такого вида установок не было до 1948 г. После этого стала возможной установка кондиционеров в отдельных помещениях офисов или в рабочих комнатах.

С конца 50-х годов КВ стало довольно обычным в индустриально развитых странах. В большинстве городов, где КВ начинает внедряться, оно распространяется прежде всего на конторские здания. Несомненно, бизнесмены рассматривали устройство КВ не только как средство улучшения условий работы, но и как рекламу, и поэтому шли на соответствующие расходы.

В условиях климата Центральной России, прямо скажем, комфортные системы КВ не были в то время актуальными: даже в крупных общественных зданиях удавалось поддерживать приемлемое состояние воздушной среды, не прибегая к средствам кондиционирования.

     Недостаточно развитыми в СССР были также техника и технология холодильной промышленности, в которой с момента возникновения и до начала 50-х годов вопросы КВ практически не рассматривались.  Кроме того, в Советском Союзе кондиционер долгое время считался непозволительной роскошью, отвлекающей пролетариат от классовой борьбы. Так, в 1940 году за публикацию ряда материалов о кондиционировании воздуха был разгромлен журнал "Отопление и вентиляция". Эти статьи были восприняты как "пропаганда буржуазных взглядов в технике", и вплоть до 1955 года, когда выяснилось, что советские корабли абсолютно не приспособлены к плаванию в тропиках, эта тема оставалась под негласным запретом.

Однако еще в 20-х годах В.А.Михельсон предложил использовать холодильную машину в качестве теплового насоса. Теперь метод отопления помещений с помощью тепловых насосов при определенных условиях конкурирует с традиционными методами отопления, основанными на сжигании топлива.

Холодильные машины в виде механических осушителей применяются также для осушения воздуха без его охлаждения.

Большое значение для развития КВ имел выпуск в 1946 г. бромисто-литиевых абсорбционных холодильных машин. Они позволяли использовать в летнее время тепло от теплоэлектроцентралей и тем самым выравнивать их годичный график работы. Благодаря отсутствию шума и вибрации их можно было располагать в верхних этажах многоэтажных зданий, что упрощало схему холодоснабжения.

Перед Великой Отечественной войной московский завод холодильного оборудования «Компрессор» освоил производство фреоновых и пароводяных эжекторных холодильных машин, что послужило основой распространения КВ в СССР. Начавшееся в конце 40-х годов производство отечественных турбокомпрессорных холодильных машин позволило создавать крупные установки кондиционирования воздуха. Освоение московским заводом «Искра» больших, а Бакинским заводом кондиционеров малых герметичных компрессоров создало базу для серийного выпуска автономных кондиционеров.

В этот период были созданы системы КВ в высотных зданиях Москвы и, в частности, в зданиях Московского государственного университета на Ленинских горах (под руководством Т.А.Мелик-Аракеляна). К этому же времени относится создание единичных центральных кондиционеров в Ленинграде. В 1950 г. в Промстройпроекте Б.В.Баркаловым были разработаны технические указания по проектированию и расчету систем КВ.

Этим работам в большой мере содействовало предшествующее им издание книг А.А.Крауза, А.Н.Селиверстова, капитального труда под редакцией Н.В.Дегтярева, а также перевод на русский язык книги Мойера и Фитца с «Приложением». В этом «Приложении» П.Н.Каменевым были даны ответы на многие сложные вопросы новой в то время техники кондиционирования воздуха.

С 1950 г. был освоен выпуск автономных кондиционеров для легковых автомобилей. Ныне во всем мире их ежегодно выпускаются миллионы. На вновь строящихся судах системами КВ оборудуются все обитаемые помещения. Установки КВ широко распространены и на железнодорожном транспорте. Без КВ не было бы современных самолетов и космических кораблей.

Началом нового этапа развития КВ в СССР следует считать середину 50-х годов. В 1955 г. во ВНИИСТО под руководством Е.Е.Карписа была разработана серия типовых кондиционеров Кд. В стране начался серийный выпуск центральных кондиционеров  из типовых секций на харьковском заводе санитарно-технического оборудования (Харьковский машиностроительный завод «Кондиционер») производительностью от 10 до 250 тыс.м³/ч. Конструкции этих кондиционеров были разработаны в Ленинградском институте охраны труда (ЛИОТ) и НИИ сантехники (Москва). К этим же годам относится начало серийного производства неавтономных агрегатных и автономных шкафных и крановых кондиционеров на Домодедовском машиностроительном заводе «Кондиционер». Основным потребителем оборудования для КВ в те годы было Министерство обороны СССР. Оно же  стало и одним из инициаторов их производства. Этим было положено начало заводскому кондиционеростроению в нашей стране.

Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и КВ принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата.

Еще в 1938 г. компанией “Osaka Kinzoku Co., Ltd.” (Daikin) было начато производство первых в Японии холодильников, использующих в качестве хладагента фреон. В 1951 году компания начала производство кондиционеров коммерческого назначения, использующих фреон. В 1957 г. корпорации Toshiba и Daikin, практически одновременно, впервые начали выпуск бытовых кондиционеров в Японии. В 1958 году японская компания Daikin разработала первый тепловой насос, научив тем самым кондиционеры «греть воздух». А еще через три года произошло событие, в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромышленных систем КВ. Это – начало массового выпуска сплит-систем. Начиная с 1961 г., когда японская  компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера – компрессор – теперь вынесена на улицу, в помещениях, оборудованных сплит-системами, намного тише, чем в комнатах,  где работают так называемые оконники. Интенсивность звука уменьшена на порядок! Второй огромный плюс – это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте.

В 1965 г. корпорация Toshiba создала первый в мире портативный мобильный кондиционер – сплит-систему и мобильный моноблок.

Примерно в это же время, в 1963-1965 годах в подмосковном городе Домодедово был налажен выпуск кондиционеров для узлов связи и пунктов управления ракетным оружием. Завод "Экватор" в городе Николаеве стал выпускать судовые кондиционеры и, наконец, несколько предприятий приступило к выпуску климатического оборудования для авиации. Производство кондиционеров для промышленных нужд было освоено в Харькове, а в меньших масштабах и на ряде отраслевых предприятий.

Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок - кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна – различные типы внутренних блоков позволяют создавать наиболее оптимальное распределение охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения.

В 1969 году компания Daikin выпустила кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних блоков. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до шести внутренних блоков различных типов.

В 1977 г. корпорация Toshiba наладила выпуск первых кондиционеров с индивидуальным электронным контролем и пультом дистанционного управления. В 1981 г. разработала компрессор с регулируемой частотой вращения и впервые предложила новую инверторную технологию – инверторный кондиционер - сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность за счет встроенного в нее инвертора.

Широкое применение комнатных, бытовых и шкафных автономных кондиционеров привело к тому, что их ежегодный выпуск во всем мире составляет миллионы штук.

      В СССР в 1976 г. был введен в действие крупнейший в Европе и Азии Бакинский завод бытовых кондиционеров (БК), рассчитанный на выпуск 400 тыс. автономных кондиционеров в год. Продукция выпускалась по лицензии японской фирмы Hitachi. Таким образом, выпуск кондиционеров в стране к концу 70-х годов ХХ века составлял около 550 тыс. в год. Но и в 50-е, и в 60-е, и в 70-е годы потребность в оборудовании для кондиционирования удовлетворялась не более чем на 30%. Мало кто знает, что в Баку был освоен выпуск первых советских сплит-систем с внутренним блоком напольного типа, но объем выпуска был очень мал.

     Интересно, что порядка 120-150 тысяч кондиционеров БК ежегодно шло на экспорт. Больше всего советских оконников было продано на Кубу - порядка 700 тысяч штук. Крупными импортерами были Китай, Иран, Египет и Австралия. Причем в иные годы на зеленый континент отправлялось более 10 тысяч аппаратов.

     Кондиционеры БК имели большие габариты и высокий уровень шума, но нельзя не признать, что они оказались на редкость неприхотливыми и долговечными. В той же Австралии некоторые аппараты работают до сих пор! К тому же советские цены так приятно радовали местных фермеров, что на родине кенгуру эту продукцию до сих пор вспоминают добрым словом. Ни один кондиционер японского, американского, израильского или корейского производства не отличался такой долговечностью. Возможно, дело в том, что во всем мире концепция долговечности выпускаемой техники претерпела существенные изменения уже на рубеже 70-80 годов. Если ранее старались сделать на века, то теперь срок службы не превышает времени морального старения. При нынешних темпах развития техники - это не более 10 лет. Кстати о качестве БК, выпущенных в 70-80 годах, говорит хотя бы такой факт. Завод по производству компрессоров (рассчитанный на миллион штук в год) половину продукции отправлял на экспорт, выполняя заказ компании Toshiba. После распада СССР и отъезда лучших специалистов производство кондиционеров в Баку пошло на убыль, и к 1997-1998 году окончательно развалилось. Из былых шести тысяч рабочих на предприятии осталось не более 500 человек, занятых ремонтом и обслуживанием техники. Эра БК закончилась. Еще одним советским проектом, в настоящее время практически забытым, были кондиционеры "Нева'', небольшая партия которых была сделана в Ленинграде.

В настоящее время трудно количественно оценить соотношение потребности и степени ее удовлетворения, так как сегодня на рынках России, Беларуси и других стран СНГ работает много иностранных фирм. Эти иностранные фирмы выпускают различное вентиляционное оборудование – как промышленное большой производительности, так и полупромышленное малой производительности, но данное оборудование имеет высокую стоимость и это является большим препятствием для нужд отечественного потребителя.

Вообще же для большинства зарубежных компаний – производителей кондиционеров случившийся в 1990-х годах бурный рост в СНГ, и особенно в России рынка климатической техники стал полной неожиданностью. По количеству продаваемых кондиционеров Россия вошла в пятерку крупнейших европейских потребителей, существенно уступая только Испании, Италии и Греции. Выяснив, что жители державы, которая всегда славилась своими самыми трескучими морозами, стали покупать кондиционеров больше, чем педантичные немцы, чопорные англичане и любвеобильные французы, производители климатической техники задумались над очередным «русским чудом». А всё дело в том, что в России преобладает ярко выраженный континентальный климат. Зима в России и вправду не для слабонервных – шесть, а кое-где и все восемь месяцев (получается, что когда в Европе цветут сады, тут еще играют в хоккей и катаются на лыжах). А вот летом в средней полосе России гораздо теплее, чем в той же Германии или Англии. А на Средней и Нижней Волге или Дону солнце припекает не хуже, чем во Франции или в Италии. И даже в далёкой Якутии с ее вечной мерзлотой тридцатиградусная жара в июле в порядке вещей. Так что лето в России получается хотя и короткое, но достаточно агрессивное. Будь оно длиннее, россияне, возможно, и привыкли бы к жаре, как папуасы в Новой Гвинее, которые от избытка тепла особенно не страдают и великолепно обходятся без кондиционеров. А вот россиянин, как только столбик термометра поднимается выше +30^оС, может думать только о двух вещах – отпуске и холодном квасе. Таким образом, пришествие кондиционеров на рынки СНГ отнюдь не случайно.

Разработкой же отечественного оборудования малой производительности в странах СНГ практически мало кто занимается.

     Первыми кондиционерами, сделанными в России, стали оконники Fedders, которые в начале 90-х годов собирали в городе Железногорске (Курская обл.). Однако из-за невысокого качества продукции производство долго не продержалось, и к 1996 году было полностью свернуто. Эстафету подхватили в подмосковной Электростали. В 1997 году на заводе Элемаш был освоен выпуск сплит-систем из сборочных комплектов Samsung, а затем налажено производство продукции под собственной торговой маркой. И, наконец, в 2000-2002 годах производство сплит-систем начато в подмосковном Фрязино (Rolsen), Хабаровске (ЕВГО), Москве (MB), Ижевске (Купол), Ростове-на-Дону (Artel).

Вообще на сегодняшний день на Западе и в Японии КВ представляет собой весьма престижную, оснащенную самой передовой техникой и технологией отрасль хозяйства. Достаточно отметить, что на сегодня мировой объем продукции КВ составляет более 70 млрд. долларов.

Одним из безусловных лидеров в технике КВ являются США. Только бытовых одновременно функционирующих кондиционеров там насчитывается более 130 млн.шт.

Способы управления СКВ совершенствуются. Решение задачи энергосбережения обусловило переход от качественного регулирования (системы с постоянной производительностью по воздуху) к количественному регулированию (системы с переменной производительностью). В свое время существенным нововведением стало появление кондиционера с принципиально новым способом управления за счет изменения частоты тока электропитания компрессора - инверторных систем. В отличие от стандартных моделей они работают не короткими включениями на полную мощность, а постоянно. После достижения необходимой температуры они снижают обороты и очень точно поддерживают ее на заданном уровне. Благодаря такой схеме работы инверторные кондиционеры долговечнее, тише и экономичнее обычных моделей. За год они потребляют электроэнергии на 30% меньше аналогичных по мощности стандартных моделей. Особенно заметны преимущества инверторной технологии в мультсплит-системах, где мощность компрессора регулируется в зависимости от количества работающих блоков и может частично перераспределяться между ними. Компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, в 1981 г., а уже в 1998 году инверторы заняли 95% японского рынка.

Одной из лучших марок кондиционеров по праву считается японская корпорация Daikin. Компания Daikin поставила перед собой задачу  разработать кондиционер, способный включаться при появлении хозяина, следить за его передвижением и переходить на экономичный режим во время его отсутствия в помещении. В результате был создан сенсор наличия движения «Умный глаз», фиксирующий присутствие людей в помещении.

Учитывая, что как минимум третью часть суток человек спит, ночной работе климатических систем, по мнению специалистов корпорации Daikin и лаборатории Инженерной технологии человека японского Университета здоровья стал режим комфортного сна. Кондиционер в режиме комфортного сна создает незначительные хаотические изменения температуры в ритме естественных природных колебаний, таких как морской прибой или шелест листвы. Это способствует глубокому умиротворенному сну, при котором отдыхают и мозг, и тело человека.

В 1982 г. компания Daikin впервые в мире создала новый тип центральной интеллектуальной системы кондиционирования воздуха – VRV, предназначенной для обслуживания многоэтажных офисных зданий. Впервые разработан охладитель с одновинтовым компрессором.

Центральные интеллектуальные системы такого типа состоят из наружных и внутренних блоков, которые могут быть удалены друг от друга на 100 м, причем 50 из них по вертикали. К тому же установка этих систем достаточно проста и не занимает много времени. Монтаж можно вести даже после проведения отделочных работ, а при острой необходимости – не прерывая работу офиса. Возможен и поэтапный ввод мощностей с отдельных этажей или помещений. А вот традиционные центральные системы КВ надо закладывать в проект еще на стадии строительства.

Благодаря целому ряду уникальных достоинств эти системы составили серьезную конкуренцию традиционным центральным системам КВ, а в ряде стран, например в Японии, практически полностью вытеснили их с рынка.

Конечно, на этом прогресс в развитии климатической техники не закончился, однако сейчас совершенствуются уже существующие типы оборудования. Появляются новые функциональные возможности, меняется дизайн, разрабатываются новые холодильные агенты.

В наши дни разработку проектов КВ зданий стремятся вести на стадии разработки архитектурного проекта. Активно разрабатываются такие концепции, как «Интеллектуальные здания» - “Intelligent Buildings” и “Green Buildings” с максимальным использованием потенциала окружающей среды (проветривание, естественное освещение, испарительное охлаждение, солнечная энергия и др.).

Хороший кондиционер должен учитывать все изменения температуры и влажности воздуха, которые происходят в помещении из-за смены времени суток, погоды, иногда – сквозняков. С наибольшей точностью поддерживать установленные параметры воздуха позволяют системы прогнозирования комнатной температуры относительно изменения наружной.

Новые модели Panasonic оснащены ионизатором воздуха. Они вырабатывают так называемые аэроны, то есть отрицательно заряженные ионы. Хорошо известно, что больше всего аэронов присутствует в воздухе около водопадов, фонтанов или в лесах, поэтому люди там чувствуют особый прилив сил и бодрости. И модели кондиционеров, оснащенные ионизаторами воздуха, привносят в дом ощущение природной свежести.

Кондиционеры Mitsubishi Heavy (MHI) по сравнению с другими моделями обладают наиболее бесшумным внутренним блоком.

Годом рождения MHI можно считать 1884 год (Мейджи 17). В этом году Йатаро Ивасаки, основатель Мицубиси Хэви Индастриз, получил в аренду от государства судостроительный завод в Нагасаки. Он назвал его Nagasaki Shipyard & Machinery Works  (Нагасакский судо- и машиностроительный завод) и начал активно развивать судостроительный бизнес. Позже этот судостроительный завод превратился в Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (Завод тяжелого машиностроения Мицубиси, АО), закрепив свои позиции в Японии как самая крупная частная компания, производящая суда, изделия тяжелого машиностроения, самолеты и железнодорожные вагоны.

После окончания второй мировой войны вступил в силу закон, направленный на ликвидацию чрезмерной концентрации экономических мощностей. Вследствие этого в 1950 году MHI была разделена на 3 части: Вест, Сентрал и Ист Джэпэн Хэви Индастриз. Позже, в 1964 году, они снова объединились и возродились как Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. MHI прошла долгий путь, используя технический и управленческий опыт других компаний, увеличивая свою конкурентоспособность на внутреннем и внешнем рынке.

В области разработки и производства оборудования кондиционирования воздуха Мицубиси по-прежнему остается лидером. Марка Мицубиси уже давно является гарантией качества продукции во всем мире. Диапазон выпускаемых кондиционеров настолько велик, что охватывает буквально весь спектр существующего оборудования. На любой случай жизни можно найти кондиционер Мицубиси. Подвесные и встраиваемые модели на одну комнату, мульти-системы для нескольких комнат, системы, охватывающие всё здание – любые кондиционеры для создания комфортных условий в помещениях.

Эта техника удобна и проста в обращении, работает бесшумно. Современные дизайнерские решения обеспечивают универсальность внешнего вида, оборудование подходит к любому интерьеру. Кондиционеры потребляют небольшое количество электроэнергии, отвечают всем экологическим требованиям при минимальном объеме занимаемой площади. Воздухораспределительные жалюзи автоматически перемещаются в любом направлении, обеспечивая равномерное распределение воздуха в помещении. Для помещений, в которых присутствует большое количество людей или работает различная аппаратура, Мицубиси разработала специальную серию полупромышленных кондиционеров.

Специально для стран с суровым климатом производятся отдельные модели кондиционеров De Longhi (страна-производитель – Италия). Более дешевые марки климатической техники на рынках СНГ представлены кондиционерами Samsung и LG (страна-производитель – Корея).

В 1998 г. компания Sanyo предложила VRF-систему с безынверторным регулированием мощности.

В этом же году две известнейшие корпорации Toshiba (Япония) и Carrier (США) подписали «Меморандум о формировании стратегического союза» и в 1999 г. на мировом рынке климатической техники появилась новая корпорация “ Toshiba Carrier Corporation” (“TCC”).

В 2002 г. компания HAIER впервые в мире предложила бытовой кондиционер, способный повышать концентрацию кислорода в помещении.

Кондиционирование воздуха признано Американской национальной инженерной академией (NAE) одной из самых значительных технологий ХХ века (10 место в общем списке 105 технологий, номинированных на звание «технология века»).

Заявка была подана ASHRAE – Американским обществом инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (г.Атланта, штат Джорджия, США) – старейшим профессиональным объединением, куда входят специалисты по кондиционированию. Общество было создано в 1894 году, и все его рекомендации, нормы проектирования признаны во всем мире. В заявлении NAE сказано: «Кондиционирование воздуха и технологии охлаждения сегодня являются обычными банальными технологиями (commonplace technologies), и в то же время они привели к резкому (скачкообразному) повышению производительности труда рабочих и экономики городов»; «…эти технологии позволили обеспечить комфортные условия жизни и труда и эффективную работу людей в странах и регионах со знойным и душным климатом, оказали глубокое влияние на распределение и хранение продуктов питания, обеспечили условия для стабильной работы чувствительных компонентов, составляющих основу информационных технологий».

Сегодня кондиционеростроение – одна из самых динамично развивающихся отраслей. В 2004 году объем выпускаемых кондиционеров составил в денежном выражении 39 млрд.долларов (?).

Постоянный интерес к вопросам КВ подтверждает наличие двух комиссий Е1 и Е2 в составе международного института холода МИХ (штаб-квартира находится в Париже), ежегодные научные конференции, симпозиумы, выставки.

Главными вопросами, определяющими задачи кондиционирования воздуха в ХХI веке, остаются качество воздуха в помещениях (проблема IAQ – Indoor Air Quality) и энергосбережение, причем обеспечение качества воздуха, учитывая ухудшающуюся экологию окружающей среды – бесспорно приоритетная задача.

Развитие КВ тесно связано с прогрессом в холодильной технике. Как мы видим, изобретение аммиачной холодильной машины положило начало развитию техники кондиционирования воздуха на рубеже ХХ века. Создание турбокомпрессорного холодильного агрегата привело к широкому применению кондиционирования воздуха в крупных установках, в первую очередь -  в кинотеатрах в 20-х годах. Наконец, освоение фреоновых холодильных машин дало возможность массового внедрения во все области деятельности человека небольших автономных кондиционеров самого различного назначения. Таким образом, развитие КВ в значительной степени определяется совершенствованием холодильной техники как наиболее сложного его элемента.

В настоящее время кондиционеростроение представляет собой высокоразвитую отрасль машиностроения, базирующуюся в основном на таких научных и инженерных дисциплинах, как термодинамика, холодильная техника, аэродинамика, гидравлика, теория автоматического регулирования, теория теплопередачи, детали машин, технология обработки металлов и др.

Связь холодильной техники с КВ хорошо иллюстрируется и тем, что, например, в 1952 г. в США произошло слияние обществ инженеров по отоплению и вентиляции с холодильщиками. Едиными стали издаваемые ранее раздельно этими обществами журнал и справочник. Значительная часть холодильных журналов за рубежом за последние десятилетия включила в свои названия слова «кондиционирование воздуха».

В конце 1980-х годов в СССР были организованы специальные факультеты кондиционирования воздуха в Ленинградском и Одесском технологических институтах холодильной промышленности. И в Республике Беларусь в 2004 году на базе крупнейшего втуза - Белорусского национального технического университета открыта новая специальность «Холодильные машины и установки». Это вполне закономерно. Первый бытовой холодильник на Минском заводе электрохолодильников был выпущен в июле 1962 г. - встроенный в кухонный стол «Минск-1». За первый месяц было собрано всего 25 холодильников, за второй – 75. Ровно через год с конвейера сошел 50-титысячный.

Вообще же начиналось с того, что на крошечном предприятии в Минске выпускались примусы и замки. Путь от этого предприятия до завода-гиганта МЗХ начался с выпуском новой продукции – холодильников. Первые холодильники представляли собой деревянный стол, покрытый сверху брезентом, снизу обшитый поролоном. В него нужно было вмонтировать холодильный агрегат. Эти первые холодильники даже назывались «холодильник-стол». Сначала на заводе работали несколько сотен человек, сегодня – несколько тысяч специалистов. Продукция МЗХ поставлялась, помимо Беларуси, в регионы средней полосы России, на Украину, а 60% шло на экспорт: в Польшу, Чехословакию, Венгрию, Болгарию, ГДР, Францию, Италию, Австрию. Работа на заводе всегда шла под девизом «Не останавливаться на достигнутом!». Кто-то подсчитал, что пять миллионов холодильников за один час работы могут превратить в лёд более тысячи тонн воды комнатной температуры. Это не ледяная горка, не глыба даже, разве что – огромный айсберг.

Самый «заслуженный» холодильник – «Минск-12». Он награжден Большой золотой медалью Лейпцигской выставки. Самый массовый – «Минск-15» - это, кстати, первая модель, разработанная непосредственно заводскими специалистами. Первый советский морозильник – это «Минск-17», первый комбинированный холодильник – «Минск-25».

В XXI век Минский завод холодильников вошел, выпуская со своего конвейера 4 холодильника в минуту. Всего – 31 модель с различными модификациями. В январе 2006 года с конвейера сошел 25-тимиллионный (!) холодильник МЗХ.

А теперь в Беларуси появился и специальный журнал «….». Надеемся, что всё это будет способствовать повышению качества подготовки инженеров по кондиционированию воздуха и самому широкому внедрению новейших разработок и установок  КВ во всех отраслях народного хозяйства.

Литература

-         Oldham, .C. 1965. The history of refrigeration, 1, Introduction. The Journal of Refrigeration 8 (May):147-149.

-         Anonymous. 1901. The tenth anniversary of Ice and Refrigeration. Ice and Refrigeration 20 (July): 2.

-         http://www.corp.carrier.com/corporate – English/Data/history/history flash

-         http://www.carrier.com/

-         http://www.aircon.ru/

-         http://www.about.com/

-         http:/www.dd-ukraine.com/press/articles 

-         E-mail:daikin@daichi.ua (WWW:www.daichi.ua)

-         http://www.mir-klimata.com/

-         http://www.mrmz.ru/article/v25 - выпуск № 25, статья № 4. Вехи истории: кто придумал кондиционер? История кондиционирования в СССР

-         Беседа с представителями членов АПИК (Ассоциация Предприятий Индустрии Климата) // форум на сайте http://www.apic.ru/

-         http://www.mrmz.ru/article/v25 Леонид Корх.О кондиционерах доступно.

-         http://www.holod.ru/

-         Системы вентиляции и кондиционирования, теория и практика. – М.: ЕвроКлимат, 2000.

-         Журнал «Мир климата», спецвыпуск «Потребителю». – М.: ЕвроКлимат, 2001.

-         Журнал «Мир климата», №15. – М.: ЕвроКлимат, 2003.

-         Очерки истории техники в России (1861-1917). – М.: Наука, 1973.

-         История Кондиционирования – Эпохальные Даты – Краткая Летопись.

-         Оксана Евдокимова. Торговцы воздухом (Среда обитания).

-         Barry Donaldson, Bernard Nagengast. Heat & Cold. Mastering the Great Indoors. A Selective History of Heating, Ventilation, Air-Conditioning and Refrigeration from the Ancients to the 1930s. – USA, Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. – 1994. – 339 c.