Как и большинство важных научных прорывов, современные коммерческие и жилые технологии кондиционирования воздуха являются результатом ряда достижений ученых и изобретателей, которые бросили вызов самим себе, чтобы придумать творческие решения бытовых проблем.
От веера к первому вентилятору
Уже несколько тысячелетий существует понятие искусственного охлаждения воздуха в жарких климатических условиях. Тогда использовали такие простые приспособления, как опахала, веера, а также специально обученных в этих целях людей. Однако, механические устройства вентиляции и кондиционирования были изобретены гораздо позже. Первый вентилятор в истории представлял собой механическое опахало, работающее за счет парового двигателя; он был установлен он в 1735г. в помещении английского парламента.
В 1840-х годах врач и изобретатель д-р Джон Горри из Флориды предложил идею охлаждения городов, чтобы избавить жителей от «зла высоких температур». Горри считал, что охлаждение воздуха является ключом к предотвращению болезней, таких как малярия, и помогает пациентам чувствовать себя более комфортно, но его рудиментарная система для охлаждения больничных помещений требовала того, чтобы лед был отправлен во Флориду из замерзших озер и ручьев в северных Соединенных Штатах.
Чтобы обойти эту дорогостоящую логистическую задачу, Горри начал экспериментировать с концепцией искусственного охлаждения. Он разработал машину, которая создавала лед, используя компрессор, приводимый в движение лошадью, водой, ветровыми парусами или паром, и получил патент на нее в 1851 году. Хотя Горри не добился успеха в выпуске своей запатентованной технологии на рынок - в первую очередь из-за смерти его главного финансового спонсора - его изобретение заложило основу для современного кондиционирования воздуха и охлаждения.
Революционное решение
Коммерчески доступное приспособление для кондиционирования воздуха началось на основе необходимости охлаждения воздуха для промышленных процессов, а не для личного комфорта. Первое электрическое кондиционирование было изобретено Уиллисом Хавиландом Карьером в 1902 году. Он также был известен как Отец современного кондиционирования воздуха.
Его изобретение было разработано для улучшения процесса изготовления типографии. Контролируя температуру и влажность установки, процессы выполнялись более эффективно, так как поддерживался размер бумаги и выравнивание чернил.
Посредством серии экспериментов Карриер разработал систему, которая контролировала влажность с помощью охлаждающих катушек и обеспечила патент на его «Аппарат для обработки воздуха», который мог либо увлажнять (нагретой водой), либо осушать (охлаждающей водой) воздух. Тестируя и совершенствуя свою технологию, он также разработал и запатентовал систему автоматического управления для регулирования влажности и температуры воздуха на текстильных фабриках.
Незадолго до того, как Карриер понял, что контроль влажности и кондиционирование воздуха могут принести пользу многим другим отраслям, он в конце концов прекратил работу с Buffalo Forge, сформировав Carrier Engineering Corporation с шестью другими инженерами.
Компания Carrier Air Conditioning America of America была создана им для удовлетворения требований повышения производительности труда на рабочем месте. Сегодня Carrier Corporation является крупнейшим производителем кондиционеров и маркетинговой корпорацией в мире в области центрального кондиционирования воздуха.
Открытие фреона в 1928 году Томасом Мидгли-младшим, более безопасным хладагентом для людей по сравнению с токсичными и легковоспламеняющимися газами, такими как аммиак, пропан и искры метил хлорида, способствовало изобретению систем кондиционирования воздуха для жилых, промышленных и коммерческих применений.
К сожалению, использование хладагентов ХФУ и ГХФУ приводит к истощению озонового слоя в нашей атмосфере, что приводит к проникновению вредных лучей на нашу землю. Для замены хладагентов, таких как R-11, R-12 и R-22, были разработаны новые дружественные к озону хладагенты. Хладагент, не содержащий озона, такой как R-410a, использовался в новых системах кондиционирования воздуха.
В общественных зданиях становится прохладно
На Всемирной выставке в Сент-Луисе в 1904 году организаторы использовали механическое охлаждение, чтобы охладить правительственное здание штата Миссури. Система использовала 991 кубический метр воздуха в минуту для охлаждения аудитории на 1000 мест, ротонды и других помещений в здании штата Миссури. Это означало, что американская публика впервые столкнулась с концепцией комфортного охлаждения. Большой прорыв в технологии комфортного охлаждения воздуха появился в 1920-х годах, когда американцы сходились в кинотеатры, чтобы посмотреть на звезд Голливуда на Серебряном экране.
Ранние системы охлаждения для общественных театров были, по существу, системами отопления, модифицированными холодильным оборудованием, которое распределяло холодный воздух через вентиляционные отверстия пола, что приводило к аномальной жаре на верхних уровнях и более холодным температурам на более низких уровнях, где посетители даже иногда прибегали к тому, чтобы обматывать свои ноги газетами, чтобы сохранить их в тепле. В 1922 году Carrier Engineering Corporation установила первую хорошо спроектированную систему охлаждения для театров в Metropolitan Theatre в Лос-Анджелесе, которая подавала холодный воздух через более высокие вентиляционные отверстия для лучшего контроля влажности и комфорта во всем здании.
В мае 1922 года в Театре Риволи в Нью-Йорке Carrier публично дебютировал в новом типе системы, в которой использовался центробежный чиллер, в котором было меньше подвижных частей и ступеней компрессора, чем в ныне существующих. Прорывная система повысила надежность и снизила стоимость крупногабаритных кондиционеров, значительно расширив их использование по всей стране.
Как прохлада пришла в дом
Несмотря на успехи в технологиях охлаждения, эти системы были слишком большими и дорогими для домов. Создав технологию охлаждения, компания Frigidaire в 1929 году представила на рынке новую сплит-систему, которая была достаточно удобной для домашнего использования и имела форму шкафа для радио. Однако система была тяжелой, дорогостоящей и требовала отдельного, удаленно управляемого конденсационного блока. Фрэнк Фауст от General Electric улучшил этот дизайн, разработав автономный кулер для помещений, а компания General Electric закончила производство 32 аналогичных прототипов с 1930 по 1931 год.
Инженер Генри Галсон продолжил разработку более компактной, недорогой версии оконного кондиционера и установил производственные линии для нескольких производителей. К 1947 году было продано 43 000 из этих систем, и впервые домовладельцы могли пользоваться кондиционерами без необходимости совершать дорогие усовершенствования.
К концу 1960-х годов большинство новых домов имели центральное кондиционирование воздуха, а кондиционеры окон были более доступными, чем когда-либо, что подпитывало рост населения в таких жарких штатах, как Аризона и Флорида. Согласно данным Администрации энергетической информации, в настоящее время в кондиционировании находится почти 100 миллионов американских домов, что составляет 87 процентов всех домашних хозяйств.
Современное положение дел
Следует сказать, что за последние 10 лет обыкновенный кондиционер стал инновационным многофункциональным устройством, которое может не только охладить, но и обогреть воздух в квартире, а также очистить его или осушить.
Сейчас российских потребителей радуют такие российские и зарубежные производители климатической техники, как Panasonic, QuattroClima, Toshiba, Daikin, Tosot и многие другие. В современных моделях теперь доступны функции wi-fi управления, датчики движения и тепловидения, инновационные системы воздухоотвода, очистки воздуха от табачного дыма и других неприятных запахов и многие другие.