100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

История создания кондиционера.

История кондиционера. Создание и развитие отрасли

Сегодня широкое разнообразие кондиционеров на рынке не удивляет никого. Эта климатическая техника имеется практически в каждом доме и люди уже не представляют себе, как обходились без нее раньше. Но для того, чтобы подобное стало реальностью, понадобилось немало времени.

Первые попытки создать кондиционер

История создания кондиционера берет свое начало в Персии. Именно в этой стране первыми пробовали кондиционировать воздух. За основу были взяты знания об охлаждении жидкости во время ее испарения. Тогдашняя техника (если можно ее так назвать) представляла собой огромную шахту, в которой протекала вода из источника или были установлены специальные сосуды с жидкостью. Она охлаждала и насыщала влагой воздух, а затем подавала его внутрь шахты. Подобное решение подходило только для регионов с жарким климатом. И было абсолютно бесполезным для местности с высоким уровнем влаги.

Первые попытки создать кондиционер

Попытки создать такую технику предпринимались и в Индии. Из комнаты убрали входную дверь и вместо нее установили каркас, который затем обвили кокосовой пальмой. Далее над ним поставили емкость, постепенно заполняющуюся водой за счет капиллярного эффекта. Когда набиралось много жидкости, емкость переворачивалась и орошала каркас водой. Затем она занимала первоначальное положение и процесс повторялся по новой.

Появление первых прототипов в США

Официально термин «кондиционер» озвучили в 1815 году. Придумал его француз Жанн Шабаннес. Правда, все его наработки были одной сплошной теорией. Реализацию этих идей на практике ждали почти целое столетие. Знаменательное событие случилось в 1902 году. Именно тогда Уиллис Кэрриер – инженер из США – создал первый холодильный агрегат промышленного типа (чиллер). Примечательно, что он был разработан для типографии, чтобы снизить уровень влаги, из-за которой сильно ухудшалось качество печати. О создании оптимального для сотрудников микроклимата тогда речи и не шло.

Официально термин «кондиционер» озвучили в 1815 году

Этот агрегат мог охлаждать воздух до конкретного значения и осушать его до 55%. В 1915 году Уиллис со своими коллегами создали фирму Carrier, которая сегодня является одним из ведущих игроков на мировом рынке климатической техники.

В 1915 году Уиллис со своими коллегами создали фирму Carrierявляется одним из ведущих игроков на мировом рынке климатической техники

В 1929 году появилась первая комнатная модель от General Motors. Именно она считается прародителем современных сплит-систем. Компрессор и конденсатор устанавливались снаружи, поскольку для охлаждения воздуха тогда применялся вредный аммиак. Но уже в 1931 году удалось синтезировать безопасный фреон, и все узлы климатической техники были собраны в едином корпусе. Так появилась оконная модель, улучшенные версии которой существуют и сейчас.

Конкуренция между японскими производителями

После изобретения кондиционера в Америке местные компании долго держали за собой лидерство. Но в начале 60-х годов XX столетия в игру включились японцы. Именно им обязаны нынешние кондиционеры: история создания была значительно переписана благодаря двум корпорациям из страны восходящего солнца.

Конкуренция между японскими производителями

В 1958 году производитель Daikin создал тепловой насос. Так техника научилась подавать и холодный, и теплый воздух.

А 1961-ый год порадовал наиболее масштабным для рынка климатической техники событием – японская корпорация Toshiba, которая разделила устройство на 2 блока. Компрессор устанавливался снаружи, что позволило значительно уменьшить шумность в помещении. А внутренний блок монтировался внутри – причем где угодно, а не только в оконном проеме (что тогда считалось весомым преимуществом). В принципе, это уже была сплит-система в том виде, какой она дошла до нас. Японские потребители охотно приняли такие настенные кондиционеры и их популярность начала расти с огромной скоростью.

Где и когда появился первый кондиционер

История устройств, охлаждающих воздух, насчитывает не одно тысячелетие. В жару использовались опахала, лед, сосуды с испаряющейся водой. Понятие «кондиционирование воздуха» появилось в 1815 г. Француз Жан Шабаннес запатентовал систему вентиляции помещений. Благодаря ему в лексиконе появилось слово «кондиционер», которое обозначало устройство, поддерживающее комфортную температуру в комнате.

Первые шаги к изобретению

Система вентилирования зданий, созданная по научным расчетам, появилась в 1810 г. в одной из лондонских больниц. В Англии было много ученых, работавших над решением проблемы охлаждения воздуха в домах. Майкл Фарадей активно экспериментировал с аммиаком, изучая изменение его свойств при переходе в различные агрегатные состояния. Британский химик установил, что вещество при испарении поглощает тепло, а при конденсации выделяет в окружающую среду. Холодильный агент был найден, оставалось только собрать аппарат, в котором будут применяться его свойства.

В США врач Джон Горри в поисках способов лечения тропической лихорадки решал проблему понижения температуры и влажности воздуха в палатах больницы. Его изобретением стала машина, производящая сухой лед. Горри сконструировал компрессор, сжимающий воздух с целью охлаждения. Принцип его работы применяется во всех системах холодильной и климатической техники. Дальше создания искусственного льда изобретатаель не продвинулся.

Появление первого кондиционера

От момента устройства первой системы естественной вентиляции до изобретения кондиционера прошло почти 100 лет. Появлением аппарата человечество обязано американскому инженеру Уиллису Карриеру. С детства он увлекался разработкой систем вентиляции на родительской ферме.

Читайте так же:
Хронофобия: боязнь времени

После окончания университета одаренный юноша занялся практическими разработками устройств, изменяющих параметры воздуха.

В 1902 году появился первый кондиционер в мире.

Машина была создана для бруклинской типографии. Аппарат должен был уменьшать влажность воздуха, препятствующую высыханию краски. Вместе с ожидаемой сухостью в помещении стало прохладней. В комфортных условиях увеличилась производительность рабочих. Новость о холодильной машине стала сенсацией и распространилась по всему миру.

Спустя год кондиционер установили в зале Кельнского театра. Публика массово шла не на представление, а за необычными ощущениями прохладного зала.

Патент на свое изобретение Карриер получил в 1906 году, еще раньше организовал собственную компанию Carrier Corportion. Его первые клиенты требовали от аппаратов только уменьшения влажности. Такие машины устанавливались на текстильных фабриках.

С момента изобретения Карриером центробежного чиллера была решена проблема оборудования климатическими системами помещений большой площади.

После установки кондиционера в универмаге Детройта выручка магазина увеличилась втрое. Вскоре многочисленные коммерческие заведения и правительственное здание оборудовали климатической техникой. К концу 20-х годов системы кондиционирования появились в Сенате и Конгрессе США. Продукцией компании Carrier были оснащены 300 американских театров.

Несколько лет насладится прохладой в знойный день можно было только в общественном месте, пока компания General Electric не представила первую бытовую сплит-систему. Карриер изобрел кондиционер, где в роли хладагента использовался аммиак. Вредное вещество хорошо справлялось с отведением тепла, но являлось угрозой жизни людей. В связи с этим кондиционер изготовили из двух блоков, часть с компрессором и конденсатором размещалась на улице.

Изобретение фреона

Использование токсичных веществ в холодильных установках не однократно приводило к смертельным отравлениям.

В 1928 году Томасу Миджли, сотруднику американской компании «Дженерал Моторс» удалось получить химическое соединение, позднее названное фреоном.

Хлорфторуглеродная комбинация отличалась инертностью, негорючестью и безопасностью для здоровья человека. Появился термин «хладагент». Фирма DuPon предложила обозначение R (Refrigerant). Числа и буквы в названии определяют молекулярную формулу соединения. Первый хладагент получил обозначение фреон 12 или R12.

Корпорация Carrier в короткий срок изменила конструкцию своей продукции. Ее кондиционеры стали моноблочными, появилась оконная модель. Использование в качестве холодильного агента безопасного фреона не требовало разделения блоков. Оконные модели до сих пор актуальны в Африканских странах и в Индии. Они отличаются доступной ценой, просты в монтаже и обслуживании.

Развитие технологии

Первопроходцами в развитии климатической и холодильной техники долгое время оставались американские конструкторы, пока в конце 50-х годов японские компании не перехватили инициативу. Фирма Daikin представила покупателям кондиционер с тепловым насосом. Такая техника получила дополнительный режим обогрева. С 1061 года начался массовый выпуск сплит-систем.

Компания Toshiba показала новый уровень комфорта при использовании климатического оборудования. В один из блоков ее кондиционеров помещались наиболее шумные механизмы и выносились за пределы помещения. Компрессор, вибрирующий и гудящий в процессе эксплуатации, монтировался на крыше или наружной стене. В комнате оставалась часть с испарителем, работающая в комфортном звуковом диапазоне. Разница с оконными моделями оказалась разительной. К тому же новую модель можно было разместить в удобном месте.

Через 7 лет японская компания сумела создать мультисплит-систему, в которой к одному внешнему блоку подключалось несколько внутренних.

Устройство и принцип работы

Основные элементы конструкции климатической техники не изменились с тех пор, как придумали кондиционер и начали его серийное производство. Появились новые материалы, виды фильтров, электронные блоки управления, но устройство осталось прежним.

  • компрессор — агрегат, сжимающий хладагент для увеличения давления до 15-25 атмосфер;
  • конденсатор — устройство внешнего блока, где газ переходит в жидкую фазу;
  • испаритель — часть внутреннего блока, в которой фреон превращается в газ;
  • вентиляторы — детали, создающие поток воздуха;
  • медная магистраль — трубопровод, связывающий две части сплит системы, служит трассой для циркуляции фреона.

В моноблочных моделях все элементы помещались в один корпус, не было необходимости в монтаже соединительных труб. Принцип работы кондиционера один для всех моделей и типов техники. Компрессор сжимает фреон, провоцируя повышение давления и температуры. Хладагент попадает в конденсатор, где остывает и превращается в жидкость. Далее через капиллярную трубку поступает в испаритель. Находясь в радиаторе переходит в газообразную фазу, поглощая тепло. Из испарителя поступает снова в компрессор, цикл повторяется. Вентиляторы создают поток воздуха, охлаждающийся при обдуве испарителя.

Благодаря развитию технологии появился блок, контролирующий работу двигателя компрессора.

Первая сплит-система с инверторным управлением была создана японской компанией Toshiba в 1980 году.

Модель с плавной регулировкой отличалась низким уровнем шума и высокой эффективностью. Через год после разработки коммерческого кондиционера появилась версия для бытового применения. Инверторное оборудование получило ощутимые преимущества: уменьшился износ деталей, потребление электричества, увеличился срок службы. Через 7 лет на долю новинки приходилось 95% продаж.

Развитие и совершенствование климатической техники продолжается. Появляются модели с интеллектуальным управлениями, автоматическими датчиками, не требующими вмешательства человека. Оборудование способно точно контролировать любые параметры воздуха.

Читайте так же:
Как собирают Ил-76 и Ту-204

История кондиционера: от пальмовой ветви до наших дней

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.

Традиционное китайское опахало из вощеной бумаги

Традиционное китайское опахало из вощеной бумаги

Из Китая вееры 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…

Не веер, а произведение искусства! (На фото: декор французского веера XVIII века)

Не веер, а произведение искусства! (На фото: декор французского веера XVIII века)

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.

Великий русский ученый и просветитель Михаил Васильевич Ломоносов

Великий русский ученый и просветитель Михаил Васильевич Ломоносов

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.

Схематичное изображение охлаждающей машины Горри

Схематичное изображение охлаждающей машины Горри

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.

Читайте так же:
Как создавали печенье «Счастливый билет»

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.

Изобретатель Уиллис Хевиленд Карриер позирует рядом со своим детищем, первым кондиционером

Изобретатель Уиллис Хевиленд Карриер позирует рядом со своим детищем, первым кондиционером

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

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.

Так, в конце 50-х японская компания Daikin выпустила на рынок бытовой кондиционер, оснащенный тепловым насосом. Это устройство не только охлаждало, воздух, но и могло обогреть помещение.

В Toshiba тоже не дремали. В 1961-м концерн реанимировал уже подзабытую сплит-систему. «Раздельные кондиционеры» оказались значительно тише своих одноблочных собратьев. Шумный компрессор в такой системе вынесен на улицу. Еще одним несомненным удобством сплит-системы стала возможность установки внутреннего блока в любом месте, а не только в оконном проеме.

Сплит-система от Toshiba: современный вариант

Сплит-система от Toshiba: современный вариант

В 1969 году от Daikin последовал, как сейчас модно говорить, ассиметричный ответ. На рынке появился кондиционер, в котором с одним внешним блоком могло работать сразу несколько внутренних — мультисплит-система. Сперва внутренних модуля было всего два, но шли годы… Теперь их может быть и 3 и 4 и даже 6!

Стоит ли говорить, что гордая Toshiba не смогла просто снести неожиданную пощечину от конкурентов? В стерильных цехах под сенью сакуры гении научно-технической мысли снова взялись за разработку новых моделей кондиционеров…

Давайте временно оставим их за работой, и перенесемся на просторы нашей, в прошлом советской, Родины. Как ни удивительно, кондиционеры нужны были и в СССР — темпы строительства коммунизма требовали некоторого охлаждения пыла народных масс. В 1975 году, с помощью японской фирмы Hitachi в столице советского Азербайджана, городе Баку было налажено производство бытовых кондиционеров. Выпускались эти кондиционеры, названные «БК» (Бытовой Кондиционер), лишь в одном варианте, оконном, но он был глотком свежего воздуха для советских граждан, мучимых жарою. Громоздкий, шумный и дорогой (стоил 350 рублей!), этот кондиционер пользовался в СССР бешеной популярностью — других просто не было. «БК» можно было встретить не только в Советском Союзе. Изделия из Баку экспортировались в страны соцлагеря, на Кубу, и даже в Австралию! До сих пор на многих окнах висят кондиционеры с берегов Каспия, и кажется, что даже время над ними не властно. Но, как это не печально, бакинский завод не оставил глубокого следа в деле мирового кондиционеросторения.

Читайте так же:
Как работает судоходный шлюз?

Сделано в СССР: бытовой кондиционер «БК-2000»

Сделано в СССР: бытовой кондиционер «БК-2000»

Впрочем, не только в СССР, но и в Америке и Европе тоже особо не утруждали себя высокими технологиями. Поэтому мы снова возвращаемся в Японию. В 1977 году Toshiba представила широкой общественности кондиционер с микропроцессорной системой управления. Однако это, пожалуй, была лишь артподготовка. Четыре года спустя эта же фирма вышла на рынок с предложением, от которого невозможно было отказаться. Был запущен в серию аппарат с регулируемой частотой вращения компрессора. Другими словами, это означало появление инверторного кондиционера. В отличие от традиционного, где двигатель компрессора имеет два режима работы — «вкл.» и «выкл.», у инвертора, после того, как воздух в помещении приобрел необходимую температуру, мотор внешнего блока не выключается. Он просто снижает обороты и поддерживает температуру на требуемом уровне. Это существенно экономит электроэнергию, до 45 процентов, в зависимости от модели кондиционера.

В Daikin удар выдержали. В 1982 году эта фирма устроила премьеру принципиально нового типа кондиционера — VRV (Variation Refrigerant Volume, изменяемый уровень хладагента). Эта система кардинально отличалась от инверторной. С достижением заданной температуры воздуха, кондиционеры от Daikin снижали не обороты двигателя, а регулировали количество фреона, поступающего в охлаждающий контур. Идею подхватили и другие производители, но, поскольку название VRV было запатентовано Daikin, стали наименовать её VRF (Variation Refrigerant Flow, изменяемое течение хладагента).

Внешний блок VRV-системы от Daikin

Внешний блок VRV-системы от Daikin

Но тут неожиданно выяснилось, что благодаря фреону, жизнь на Земле оказалось под угрозой. Ученые обнаружили в атмосфере озоновые дыры и пришли к выводу, что виновником этих катастрофических прорех является используемый в кондиционерах и холодильниках хладагент фреон. Во имя спасения всего живого, в 1987 году наиболее экономически развитыми странами был подписан Монреальский протокол. Он предусматривал поэтапную замену фреона на безопасные для атмосферы Земли хладагенты. Производителям кондиционеров пришлось переходить на новые вещества, постепенно заменяя ими привычный фреон. Но окончательно от него планируется избавиться лишь к 2014 году…

Впрочем, развитие науки сейчас происходит такими темпами, что за ним не успевают сами научные работники. Даже им трудно себе представить, какими станут привычные для нас вещи через семь лет. Хочется верить, что недалек тот час, когда кондиционеры будут размером с пуговицу, да и стоить будут не дороже. Будем надеяться, что жить в эту пору прекрасную нам все же придется.

История кондиционирования воздуха. Принцип работы кондиционера

С самого начало истории человечества люди хотели жить в комфортных условиях: спать по ночам и не просыпаться от невыносимой жары или не стучать зубами, закутавшись в шкуру мамонта. Современные условия жизни дают такую возможность. И во многом этим мы обязаны кондиционерам.

В данной статье я бы хотел рассказать вам историю создания бытового кондиционера, принцип его работы и поделиться интересными фактами. И быть может, утром, придя на работу и налив себе свежего горячего кофе, вы отвлечетесь от рутинных дел и найдете для себя что-то новое и интересное в этой статье.

Перед тем как начать, дорогой читатель, я хотел бы представиться. Меня зовут Роман, и я работаю техническим специалистом в области кондиционирования воздуха. Я не претендую на звание эксперта, а просто хочу поделиться информацией. Возможно, вы дополните меня и поделитесь своим опытом и знаниями. Это моя первая статья на ХАБР, и я буду рад любой обратной связи

Кондиционирование воздуха в Персии

Бадгир представляет из себя башню, проходящую через всё здание от самых нижних помещений и возвышающуюся высоко над крышей. Внутренняя часть бадгира разделена двумя перпендикулярными и параллельными стенками. Бадгиры бывают разных видов: одно-, двух-, четырех- и восьминаправленные. Могут иметь в своём составе ёмкости с водой или каналы, в которых она протекает. Конструкция бадгира зависит от местности и направления движения ветра.

Но все конструкции имеют один тип работы: ветер попадает в верхние отверстия, которые идут внутрь здания. Под давлением ветра с наветренной стороны поток воздуха опускается в комнаты и вытесняет нагретый в этих помещениях воздух. Появляется постоянная естественная циркуляция воздуха, и она помогает создать более комфортные условия даже в условиях знойной пустыни. Отверстия в верхней части бадгира могут закрываться, когда температура днем становится невыносимой или надвигается песчаная буря.

В Египте её ещё называют «малькаф», а в ОАЭ — «барджиль».

Первые попытки создания кондиционера

Многие люди пытались создать устройство, которое бы охлаждало воздух в помещении. Например, Джон Горри, американский врач, изучавший тропические болезни, охлаждал больничные комнаты при помощи таза со льдом, подвешенного к потолку. Тяжелый холодный воздух направлялся в низ комнаты, к пациенту, а затем уходил через отверстие возле пола. Так изучали влияние воздуха на человека. Дело в том, что в то время существовала гипотеза, что причиной малярии является «плохой» воздух (от итальянского mala aria – «плохой воздух»). Джон Горри использовал труды Оливера Эванса, который работал с паровыми двигателями и заметил, что газ, расширяясь, «охлаждается». В то же время Джейкоб Перкинс продолжил совершенствовать эту идею и, улучшив конструкцию двигателя, получил патент на «Аппарат и средства для производства льда и охлаждающих жидкостей» в 1835 году. Поэтому Джон Горри смог получить патент на «улучшенную технологию производства искусственного льда» в 1851 году (https://patents.google.com/patent/US8080).

Читайте так же:
Самые большие животные – список, размеры, описание, фото и видео

Однако все вышеперечисленные попытки большим успехом не увенчались. Настоящий прорыв произошел в 1902 году в Америке. И, как часто это бывает в жизни, создание кондиционера произошло не специально. Дело в том, что инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер в типографии Бруклина собрал машину для борьбы с влажностью воздуха. Высокая влажность воздуха в помещении отрицательно влияла на качество печати: летом бумага сохла или разбухала при изменении влажности, цветные чернила при этом расплывались, и изображение получалось размытым.

Знакомое нам слово кондиционер происходит от англ. Air conditioning («to condition» — «улучшать что-либо до желаемого состояния»). Использовал его инженер текстильной промышленности Стюарт Крэмер на съезде текстильных производителей в г. Шарлотта штата Северная Каролина в мае 1906 года по отношению к машине Уиллис Кэрриер: «Я использовал термин «кондиционирование воздуха», чтобы включить в него общие понятия в обработке воздуха — увлажнение , очистку , обогрев и вентиляцию воздуха».

1915 году Уиллис Кэрриер и шесть его друзей создали компанию Carrier Engineering, которая работает и по сей день. Они сделали настоящие первые шаги по созданию комфорта в помещениях. В 1924 году была установлена система кондиционирования воздуха в одном из крупных универмагов штата Детройта. В этом же году системы кондиционирования также были установлены в кинотеатрах г. Хьюстона в штате Техас. Поток людей в кинотеатры был просто умопомрачительным, в считанные дни оборот кинотеатров вырос более чем в три раза. В период с 1922 по 1930 год были кондиционированы уже свыше 300 кинотеатров по всей Америке.

Уиллис Кэрриер с холодильной машиной

Уиллис Кэрриер с холодильной машиной

1929 году не менее известная компания General Electric (GE), основанная Томасом Эдисоном, выпускает первую сплит-систему (Split-system от анг. Split — разделять). В этом устройстве использовался АММИАК, пары которого небезопасны для здоровья человека, вследствие чего компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу.

Сплит-система– это система кондиционирования воздуха, которая состоит из двух частей: одного внешнего и одного внутреннего блоков, соединенных между собой медными трубками, в которых находится хладагент.

Первые кондиционеры использовали токсичные газы, такие как аммиак и метилхлорид, которые были не безопасны при их утечке. Томас Мидгли Младший первым предложил в качестве хладагента использовать дифторхлорметан, названный впоследствии фреоном. К слову, FREON — это торговая марка компании Dupont для всех CFC, HCFC или HFC хладагентов. Правильнее называть хладагент R (Refrigerant — охладитель, хладагент) В те годы Томас Мидгли Младший работал в компании General Electric, поэтому первая сплит-система, работающая на фреоне, появилась в 1931 году от компании General Electric.

Давайте рассмотрим холодильный контур холодильной машины:

Данный цикл применим для каждого кондиционера

Вентиляторы – располагаются во внутреннем и внешнем блоке кондиционера, создают потоки воздуха, обдувающие конденсатор и испаритель.

Дроссель – устройство для ограничения подачи жидкости или регулирования потока рабочего материала.

Испаритель – теплообменник, в котором хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное за счет теплоты воздуха в помещении; располагается он во внутреннем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через испаритель, охлаждается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и нагревается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда испаритель становится конденсатором).

Компрессор – поддерживает движение хладагента по холодильному контуру путем его сжатия и подачи под давлением.

Конденсатор – теплообменник, в котором за счет охлаждения наружным воздухом конденсируется хладагент; располагается он во внешнем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через конденсатор, нагревается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и охлаждается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда конденсатор становится испарителем).

Хладагент — переносит тепло из помещения на улицу за счёт своих свойств.

Как это работает?

Компрессор сжимает газообразный хладагент. Далее хладагент попадает на конденсатор (теплообменник наружного блока), где, обдуваясь вентилятором, охлаждается и конденсируется. Далее жидкая фаза хладагента попадает на дросселирующее устройство, уменьшает свое давление и дозируется. Затем попадает в испаритель (теплообменник внутреннего блока), где, обдуваясь вентилятором, хладагент испаряется, поглощая тепло из воздуха. После этого уже газообразный хладагент снова попадает в компрессор, где цикл повторяется. Так работает каждый кондиционер.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию