Кондиционирование воздуха. Оборудование фирмы "Carrier"

Кондиционирование воздуха. Оборудование фирмы "Carrier"

1. Из истории кондиционирования

В незапамятные времена люди спасались от жары под сенью пальм. Благо было их тогда больше, чем людей. Вскоре пальм на всех хватать перестало, -- человеческое племя быстро плодилось и умножалось. Однако пращуры не растерялись, и стали растаскивать деревья на веточки. Так появились первые опахала.

Греческая мифология предлагает нам менее прозаическую версию появления веера. Согласно ей, в Психею, жену бога любви Эроса, влюбился бог ветра Эол. Вероломно воспользовавшись отсутствием ужасно занятого Эроса, Эол проник в комнату к спящей Психее и начал ее целовать и миловать. Но тут, как водится, вернулся муж. Увидев рядом со спящей супругой постороннее божество, Эрос распустил руки и оторвал у наглого Эола кусок его крыла. Бедняга взвыл от боли! Психея проснулась, вырвала из рук мужа пучок перьев и начала кокетливо ими обмахиваться, дабы скрыть конфуз…

Так или иначе, но довольно далеко от Греции, в Китае опахало знали уже в начале второго тысячелетия до нашей эры. Знанием гордились, а потому кому попало опахало не выдавали -- только царственным и к ним приближенным особам. Китайские императоры даже написали специальный кодекс, который определил, кому каким веером владеть. Монаршей семье полагалось опахало, богато украшенное золотом и нефритом. Мандарины (сановники) «довольствовались» опахалом из серебра и слоновой кости. А самым простым был веер китайского ученого -- из вощеной бумаги.

Из Китая веера попали в Старый свет. Их завезли предприимчивые португальские купцы в середине XVI века. Европа с радостью взяла новинку на вооружение. Вооружались веерами, конечно, не гвардейцы кардинала, а благородные дамы -- некоторые из них владели целым арсеналом этих модных аксессуаров. Екатерина Медичи, например, имела более 900 таких «игрушек», и каждая была настоящим произведением искусства! Веер стоил так дорого, что одна из знатнейших дам того времени, герцогиня Мантуанская, при нужде в деньгах просто отдавала свое опахало под залог в банк…

Шли годы. Человечество по-прежнему обмахивалось веерами. И делало бы это и впредь, не зашагай по свету широкой поступью научно-техническая революция. Были изобретены такие замечательные вещи как паровоз и автомобиль…

Однако оставим одного на рельсах, а другого на трассах, и обратим взор на устройство, принесшее намного больше пользы в деле создания адекватного климата. В 1735 году закончилась эпоха мальчиков-пажей, чей рабский труд безжалостно использовали разнообразные дамы и господа, заставляя беспрестанно обмахивать себя опахалами. В тот памятный год в здании английского парламента установили первое в истории механическое опахало, приводимое в движение паровым двигателем. Никаких мальчиков устройство не требовало: только воды и угля. Неудивительно, что вскоре оно стало широко использоваться не только в Англии, но и по всей Европе. Устройство назвали вентилятором.

Свой вклад в исследование вентиляции внесла и Россия. Вернее, гениальный русский ученый Михаил Ломоносов. В своем труде «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном», вышедшем в1763 году, он изложил «теорию естественного движения воздуха под влиянием погоды и времен года». На родине труд Ломоносова остался незамеченным, но им с радостью воспользовалась Европа, подуставшая от грохота паровых вентиляторов. В 1810 году в одной из лондонских больниц впервые была применена научно рассчитанная система естественной вентиляции. Скоро (в 1815 году) эта система была запатентована. Но сделали это отчего-то не англичане, а находчивый француз Жан Шабаннес. Свой метод естественной вентиляции он назвал «кондиционированием зданий». Так в лексикон вошло слово «кондиционировать», означающие «приводить что-либо в соответствие с определенными требованиями или нормами». Правда в наши дни, употребляя словосочетание «кондиционированное помещение», мы скорее думаем о прохладе, а не требованиях или нормах.

Пока во Франции оформляли патенты и делили шкуру неубитого медведя, в Англии вовсю кипела научная мысль. В её авангарде находился великий британский физик, химик и изобретатель Майкл Фарадей. Изучая состояния вещества, он переводил жидкости в газообразное состояние, и обратно. Экспериментируя с аммиаком, ученый убедился: это вещество, испаряясь, поглощает тепло. Стоило ли столь значимое открытие пары отмороженных пальцев, неизвестно. Но принцип работы кондиционера и холодильника был открыт: в одной части двусторонней системы, вещество, испаряясь, поглощает тепло. В другой же, возвращаясь в жидкое состояние, выделяет его в окружающую среду.

Осталось только собрать работающий агрегат. По всему миру начались эксперименты. В США их проводил некто Джон Горри, практикующий врач. Доктор пытался охладить воздух в больничных палатах и облегчить тем самым страдания больных желтой лихорадкой. Некоторых успехов он добился, создав в 1844 году машину для изготовления искусственного льда. Лед из машины Горри можно было использовать для охлаждения помещений, но кондиционером в сегодняшнем понимании это изобретение, конечно же, не являлось.

Лишь в 1902 году инженер Уиллис Карриер изготовил первый образец охлаждающей воздух машины. Это чудо техники было установлено в одной из бруклинских типографий. Если вы думаете, что сердобольный владелец печатни так решил позаботиться о своих работниках и улучшить условия их труда, -- вы ошибаетесь. Охлаждающий воздух агрегат был смонтирован, чтобы уменьшить влажность воздуха (на влажной бумаге краска сохнет очень медленно). А влажность, как известно, уменьшается при снижении температуры. Но прохлада, о которой меньше всего думал типографский делец, обернулась для него дополнительной прибылью. Рабочие, печатавшие в комфортных условиях, стали меньше уставать, тиражи значительно выросли.

И пошло-поехало… Уже через год подобный аппарат был установлен в Кельнском театре, где посетители стали сопереживать страстям на сцене в прохладе и комфорте. Не отставал и Новый свет. В 1924 году кондиционер установили в детройтском универмаге. Народ повалил туда толпой; система кондиционирования еле справлялась, но благодаря приятной прохладе оборот заведения вырос за несколько дней чуть ли не в три раза! Примеру универмага последовали банки, кинотеатры, общественные туалеты…

В 1928 году было кондиционирован американский Конгресс, а в 1929-м и Сенат США.

Поначалу люди просто наблюдали за всем этим кондиционированным великолепием, посещая точки общепита и кинопросмотра. Но вскоре кое-кому захотелось иметь кондиционер у себя дома. А когда есть спрос -- предложение появится. В 1929 году компанией General Electric был выпущен первый комнатный кондиционер, предок современных агрегатов. В принципе, эта машина была прообразом сплит-системы -- её компрессор и конденсатор крепились на улице. Сделано это было ради безопасности. В изделии General Electric использовался аммиак, весьма опасный для человека, поэтому содержащие его элементы устройства были вынесены подальше от людей. Увы, такое решение не всегда помогало. За недолгое время использования аммиачных кондиционеров было зафиксировано несколько случаев со смертельным исходом -- аммиак взрывался. Слава прогрессу, длилась эта вакханалия недолго. В 1931 году решением проблемы стал новый хладагент -- фреон. Он не взрывался, не был токсичным, и необходимость выносить содержащие фреон элементы кондиционера на безопасное расстояние отпала. Поэтому все части агрегата были тотчас собраны в одном блоке. Так появился оконный кондиционер, быстро завоевавший популярность в Америке.

Made in USA: один из первых оконных кондиционеров

США долгое время лидировали и в производстве кондиционеров. После Второй мировой войны производство этих машин в США особенно разрослось. Увеличился экспорт в Европу (там, на разоренных второй мировой войной территориях, выпускать кондиционеры было просто негде). Воспользовавшись доминирующим положением, американские монополисты быстро взвинтили цены, их кондиционеры стали удовольствием недешевым. И тут на рынок Европы вышла возрождающаяся Япония. Изделия японских фирм Toshiba и Daikin, оказались дешевле, и совершенней американских. Более того, японцы сделали свои агрегаты еще доступнее, построив свои заводы в Европе (например, завод Daikin, в Бельгийском Остенде). Постепенно это привело к тому, к чему и должно было привести -- увеличению спроса на японскую продукцию и смене лидера. Вытеснив Америку, японские производители стали конкурировать на рынке кондиционеров между собою, попутно совершенствуя свои изделия. На ближайшие десятилетия вся история развития кондиционеров практически свелась к борьбе двух азиатских титанов.

2. Уиллис Хэвилэнд Кэрриер (Willis Haviland Carrier) - отец кондиционирования

Уиллис Хэвилэнд Кэрриер родился 26 ноября 1876 года под Нью-Йорком (Lake Erie in Angola, New York). Он был единственным ребёнком в семье Кэрриеров. Его родители принадлежали к религиозной общине квакеров, чья суровая мораль отвергает присягу, военную службу, роскошь и даже развлечения. Поэтому учебники и умные книги стали чуть ли не единственным дозволенным развлечением Уиллиса. Неудивительно, что Уиллис блестяще окончил среднюю школу, и как вундеркинд, подающий большие надежды, на льготных условиях был принят в Корнельский университет в Итаке, штат Нью-Йорк.

В то время мир был просто переполнен многочисленными новыми технологическими изобретениями, это был золотой век инженерии. 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 вдохновленных инженеров, которые мечтали перевернуть мир, был и Уиллис Кэрриер.

В 1901 году Кэрриер получил степень магистра (доктора) инженерных наук и устроился в копанию Buffalo Forge, в только что созданный отдел экспериментальной инженерии.

Там Кэрриер познакомился со своим будущим другом и партнёром по бизнесу - Ирвином Лайлом. Именно Лайл рассказал Кэрриеру о том, что некий бруклинский предприниматель по фамилии Сакетт, владелец типографии Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company, приобрёл самое современное полиграфическое оборудование, а хорошего качества печати на бумаге добиться не может. От повышенной влажности, стоящей летом в типографии разбухает бумага, краски плывут, формы тоже. "Не проблема!" - заявил Кэрриер и засел за чертежи. Вскоре он показал Лайлу принципиальную схему агрегата, позволяющего контролировать влажность и температуру воздуха. Пока Уиллис дорабатывал конструкцию и готовил опытный образец, Лайл уже продал новое чудо технической мысли. Называлось оно так: "Аппарат для обработки воздуха", а, по сути, это и было уже хорошо знакомым нам первым в мире кондиционером. Вслед за бруклинским печатником к Кэрриеру потянулись и другие клиенты.

В 1902 году, через год, после того как Уиллис Хэвилэнд Кэрриер окончил Университет Корнелл (Cornell University), начала работать первая система кондиционирования воздуха (регулируя температуру и влажность), радуя хозяина Бруклинской типографии. Колебания температуры и влажности в его типографии вызывали небольшие изменения размеров печатной бумаги, что приводило к смещению цветов при печати. Новая машина для кондиционирования воздуха создавала стабильную атмосферу и делала возможной четырехцветную печать. Все это стало возможным благодаря новому работнику компании Buffalo Forge, начальная зарплата которого составляла лишь 10 долларов в неделю.

Патент на “Аппарат для обработки воздуха” (патент США # 808897), выданный в 1906 году, был первым из нескольких патентов, выданных Уиллису Хэвилэнду Кэрриеру. Кэрриер является признанным “отцом кондиционирования”, но термин “кондиционирование воздуха” был изначально придуман инженером текстильной промышленности Стюартом Крамером (Stuart Cramer). Этот термин он использовал в 1906 году в патентной заявке на прибор, который добавляет водяной пар в воздух на текстильных фабриках для создания определенных условий для пряжи.

В 1911 году Уиллис Кэрриер открыл свою основную рациональную психометрическую формулу в докладе Американскому обществу инженеров-механиков (American Society of Mechanical Engineers). До сегодняшнего дня эта формула стоит в основе всех основных расчетов в отрасли кондиционирования воздуха. По словам Кэрриера “озарение” нашло на него, когда он ждал поезда одним туманным вечером и обдумывал проблему контроля температуры и влажности. Пока приехал поезд, Кэрриер понял связь между температурой, влажностью и точкой росы.

3. История компании Carrier

3.1 Первое предприятие индустрии кондиционирования воздуха - Carrier Engineering Corporation

Вместе с историей компании Carrier началась и вся история кондиционирования. Потому что, именно основатель этой компании, изобретатель Уиллис Кэрриер, в 1902 году создал первое в мире устройство для кондиционирования воздуха.

Свое первое изобретение Уиллис Кэрриер разработал для Нью-Йоркского полиграфиста, который не мог качественно распечатать цветное изображение из-за постоянно изменяющейся температуры и влажности воздуха в типографии. Заказчик Уиллиса Карриера (Dr. Willis H. Carrier), придумавшего свой первый кондиционер в 1902 году, разочарованный печатник Бруклин Н. У., не мог печатать цветные изображения, т.к. колебания температуры и влажности изменяли свойства бумаги и качество цветных чернил.

Изобретение Карриера, которые позволяли контролировать температуру и влажность воздуха в жилых помещениях, использовались для обслуживания аппаратуры и промышленных процессов, около 20 лет. И только в 1906 году, при поддержке "Буфало Компани", он смог запатентовать свое первое устройство - "Аппарат для обработки воздуха". Первыми пользователями новой системы бвли текстильные фабрики Южных штатов. Система Карриера регулировала и стабилизировала уровень влажности во избежание рыхлости. Она проветривала нити. Первый экспорт системы Карриера - фабрика шелка в Иокогаму, в Японии в 1907 году.

Бритвенные лезвия, целлулоидный фильм, капсулы для фармацевтики, технология производства табака, хлебопечение, упаковочная тара для пищи, мыловарение, снабжение армии и т.д. - вот перечень ветвей промышленного производства, нуждающихся в приборах по кондиционированию воздуха.

История бренда началась когда компания Buffalo Forge распустила инженерный отдел, и Уиллис Кэрриер с 6 товарищами собрали 32000$ и, в 1915 году в Нью-Йорке, основали Carrier Corporation (А United Technologies Company), продукция которой была гарантией достижения того уровня температуры и влажности, которой требовался клиенту. Carrier Corporation начала выпускать продукцию в 1922 году, после того, как было изобретено важнейшее устройство в промышленной истории - холодильник.

В 1921 году Уиллис Кэрриер запатентовал холодильную машину с центробежным компрессором. “Чиллер с центробежным компрессором” стал первым практическим способом кондиционирования больших площадей. Предыдущие холодильные машины использовали поршневые компрессоры для перекачки хладагента (зачастую токсичного и огнеопасного аммиака) по системе. Кэрриер разработал центробежный компрессор подобный поворотным лопастям водяного насоса. В результате получился безопасный и более эффективный чиллер. С этого времени решена проблема кондиционирования больших помещений. Сам инженер уже был весьма известен и в США, где на текстильных производствах стояли его машины, и в Азии (в 1907 году продана первая установка для шёлковой фабрики в г. Йокогама, Япония). Первым крупным клиентом компании становится кинотеатр Metropolitan Theater в Лос-Анджелесе, штат Калифорния. В нём была установлена система кондиционирования воздуха с воздухораздачей, рециркуляцией, охлаждением, увлажнением и автоматическим контролем параметров.

Владельцы малого бизнеса захотели конкурировать с более крупными владельцами. Поэтому в 20-ых годах Карриер начал разрабатывать небольшие модели своего оборудования. В 1928 году был сделан еще один шаг к развитию кондиционирования - аппарат для очистки, охлаждения, циркуляции воздуха в домах.

После этого достижения следуют одно за другим. Системы кондиционирования и вентиляции марки Carrier появляются (впервые в мире!) в офисных и административных зданиях, магазинах и театрах. Универмаг Хадсона в Детройте, здания Конгресса и Сената США, Белого Дома и Верховного Суда США, Madison Square Garden… В 20-х годах кондиционеры появляются везде - и это кондиционеры Carrier. Надпись "REFRIGERATING PLANT" становится одним из мощнейших рекламных ходов, привлекающих толпы клиентов.

Охлаждение для комфорта человека, а не для промышленных нужд началось в 1924 году, когда три центробежных чиллера Carrier были установлены в J.L. Hudson Department Store в Детройте, штат Мичиган. Покупатели ринулись в магазин с кондиционированием воздуха. Этот бум распространился из магазинов в кинотеатры, наиболее известный из которых театр Rivoli в Нью-Йорке, где летом бизнес значительно улучшился после широкого рекламирования кондиционирования. Далее возрос спрос на системы меньших размеров.

Сам Уиллис Кэрриер считал, что поворотным моментом и главным испытанием стал заказ на установку для The Rivoli Theater в Нью-Йорке. После этого продукция Carrier была широко разрекламирована и за 6 лет (1925 - 1930) более 300 американских театров оборудованы системами кондиционирования.

Страницы: 1, 2