История кондиционеров

 

Первые попытки охладить воздух и создать себе комфортные условия были еще в Персии тысячи лет назад. Типичный кондиционер тех дней представлял собой специальную шахту, улавливающую дуновение ветра, в которой размещались пористые сосуды с водой или протекала вода из источника. После охлаждения и насыщения влагой в шахте воздух поступал в помещение. Это был очень эффективный способ охлаждения воздуха для сухого и жаркого климата, но в условиях высокой относительной влажности он был абсолютно бесполезен!

Развитие техники породило множество проектов систем вентиляции и охлаждения — сначала дворцов знати, а затем и общественных зданий. В XVI веке Леонардо да Винчи разработал систему подачи холодного воздуха от близлежащего горного ручья во дворец правителя, приводимую в действие 4-х метровым водяным колесом.

Но не монархи и аристократы предъявляли жесткие требования к параметрам воздуха, а бурно развивающаяся промышленность! Что бы было прохладнее пекарни и кондитерские цеха располагались в подвале. Из-за сырости и плохого проветривания рабочие часто болели. Текстильное производство нуждалось в поддержании определенной влажности, производству табака, напротив, влажность только вредила. В типографии от большой влажности снижалось качество печати, краска на бумаги смазывалась.

Первый вентилятор, представлявший собой все то же опахало, но приводившееся в движение при помощи парового двигателя, установили в Британии, в помещении, где заседал тогдашний парламент. Состоялось это в далеком 1735 году. Спустя еще три четверти века снова в Британии, а точнее в Лондоне, воплотили в жизнь идею о создании системы естественной вентиляции. Идея оказалась настолько удачной, что спустя пять лет, в 1815 году предприимчивый француз Жан Шабаннес, впечатлившийся увиденным, получил патент на создание подобных систем. Именно с его легкой руки метод получил привычное для нас название «кондиционирование», означавшее «приведение условий пребывания к определенным нормам и требованиям».

Примерно в это же время выдающийся английский ученый Майкл Фарадей, проводивший опыты по переходу химических веществ из одного агрегатного состояния в другое, обнаружил, что аммиак при переходе из жидкого в газообразное состояние поглощает некоторое количество тепла. Развивая идею далее, ученый установил: испарение аммиака сопровождается поглощением тепла, а его конденсация – выделением тепла. Именно это открытие легло впоследствии в основу принципа работы холодильников и кондиционеров. Но Фарадей не занимался практической реализацией своего открытия.

Первое устройство, которое стало способно охлаждать воздух в помещении, было разработано неким Джоном Горри. Работая практикующим врачом в больнице одного из городков в штате Флорида, США, Горри искал способ облегчить страдания своих больных, в том числе причиняемые жарким климатом. Доктор, оказавшийся талантливым изобретателем, разработал устройство, в котором сжатый воздух при помощи компрессора прогонялся через змеевик, попеременно меняя свое агрегатное состояние, что сопровождалось изменением температуры окружающего устройство воздуха. В 1851 году Джон Горри получил патент на собственноручно разработанную машину для изготовления льда, а человечество до сих пор использует его изобретение, которое легло в основу работы всех холодильных установок и кондиционеров. Впрочем, несмотря на изобретение, Горри оказался более врачом, нежели предпринимателем, и всю свою жизнь оставался практикующим доктором.

Электрический способ кондиционирования воздуха был изобретён Уиллисом Кэррьером примерно в 1902 году. Он же разработал первую систему кондиционирования воздуха для типографии в Бруклине. Летом, при процессе печатания, постоянное изменение температуры и влажности не позволяло добиться качественной цветопередачи.

Уиллис Кэрриер (Willis Haviland Carrier) - изобретатель кондиционера. Основатель первого предприятия индустрии кондиционирования воздуха - Carrier Engineering Corporation.

Уиллис Кэрриер (Willis Haviland Carrier) - изобретатель кондиционера. Основатель первого предприятия индустрии кондиционирования воздуха - Carrier Engineering Corporation.

Кэрриер разработал аппарат, который охлаждал воздух до постоянной температуры и осушал его до 55%. Своё устройство он назвал «аппаратом для обработки воздуха». В 1915 году он и еще шесть коллег-инженеров основали собственную компанию «Garner Engineering Co.», впоследствии переименованную в «Carrier» («Кэрриер»). Сегодня компания Carrier — один из ведущих производителей кондиционеров, ей принадлежит 12% мирового объёма производства кондиционеров.

Сам термин кондиционирование воздуха впервые был предложен в 1906 году Стюардом Крамером, который связывал это понятие с получением кондиционного товара.

Позже дорогие системы кондиционирования воздуха начали применяться для улучшения производительности труда на рабочих местах. Затем сфера применения кондиционирования была расширена для улучшения комфорта в домах и автомобилях.

В 1903 году подобным агрегатом снабдили театр в Кельне, а успех мероприятия способствовал тому, что идея использования подобных устройств распространилась по всему миру. В 1924 году Детройский универмаг оборудовали агрегатом, охлаждавшим воздух в помещении. За короткое время оборот магазина вырос в несколько раз, и идею реализовали владельцы кинотеатров, банков и других учреждений. К 1928 году кондиционер добрался сначала до Конгресса США, а спустя год – и до американского Сената.

Уиллис Кэрриер (Willis Haviland Carrier) рядом с первой в мире холодильной машиной (ЧИЛЛЕРОМ).

Уиллис Кэрриер (Willis Haviland Carrier) рядом с первой в мире холодильной машиной (ЧИЛЛЕРОМ).

Первые кондиционеры и холодильники использовали токсичные газы, такие как аммиак и метилхлорид, которые были далеко небезопасны для жизни, когда они просачивались. В 1930-х годах по соображениям безопасности фирма Дженерал Электрик выпустила кондиционер, компрессорно-конденсаторный агрегат которого располагался с внешней стороны здания. Это была первая сплит-система.

Томас Мидглей младший первым предложил в качестве хладагента использовать дифтормонохлорметан, названный потом фреоном в 1928 году. Этот хладагент оказался намного более безопасным для людей, но не для озонового слоя атмосферы.

Фреон — торговая марка компании Дюпон для всех CFC, HCFC или HFC хладагентов, название каждого включает число, указывающее на молекулярный состав (R-11, R-12, R-22, R-134). Наиболее часто используется смесь HCFC, или R-22, но уже отказались от неё в производстве новых приборов в 2010 году, и планируют совсем избавиться от неё до 2020 года. R-11 и R-12 больше не изготовляются, единственный способ купить их — это очистить газ, находящийся в старых кондиционерах. В наши дни набирает популярность хладагент R-410A, безопасный для озонового слоя Земли, невоспламеняющийся, нетоксичный и в высшей степени энергосберегающий.

Использование фреона позволило конструкторам создать кондиционер, узлы и агрегаты которого размещались в одном корпусе. К тому же, стоимость такого кондиционера была вдвое дешевле, чем его аналога с разделенными блоками.

За 30-е годы американцы приобрели около 50 000 кондиционеров, а за один 1941 год – 33 000 единиц.

Практически до начала 60-х годов прошлого века американские компании были мировыми лидерами в области передовых разработок по кондиционированию и вентиляции воздуха. Однако всё громче стали заявлять о себе японские разработчики и производители кондиционеров. Так в 1958 году компания «Daikin» разработала тепловой насос, использование которого позволяло подавать в помещение как холодный, так и тёплый воздух.

В 1961 году японская компания «Toshiba» стала серийно производить кондиционер с разделёнными блоками. Благодаря тому, что компрессор устанавливался на улице, кондиционер работал намного тише, чем обычный, в то время оконник.

В 1969 году компания «Daikin» произвела кондиционер, который состоял из одного внешнего блока и нескольких внутренних блоков. Это время рождения мультисплит-системы.

В 1981 году компания «Toshiba» разработала новый способ управления компрессором, заключающийся в изменении частоты тока электропитания компрессора и названный впоследствии инвертором. Их отличие от традиционных моделей заключается в возможности плавно регулировать мощность. В обычной сплит-системе двигатель компрессора имеет только два режима: включен и выключен. Такие кондиционеры работают короткими импульсами: впрягаются на полную мощность, доводят температуру до оптимальной и засыпают. Несколько иначе действует инвертор: после того, как воздух приобрел приятную прохладу, кондиционер не выключается, а снижает обороты и поддерживает температуру на заданном уровне. В результате отсутствуют постоянные включения/выключения компрессора, что благотворно сказывается на его долговечности.

Инверторное управление питанием позволяет сократить потребление электроэнергии кондиционером на 30%.

В России же главным стимулом для покупки инверторного кондиционера является не экономия, а больший комфорт. Он быстрее доводит температуру до заданной и точнее поддерживает ее на необходимом уровне. Правда, форсировать выход кондиционера на нужный режим можно и без помощи инвертора. Компании Daikin, Daewoo, Hyundai, LG и Samsung решили эту задачу, внедрив специальную функцию. Называется она по разному: «Powerful Mode», «Turbo», «Jet Cool», но суть одна: при включении кондиционер выдает 110 процентов от номинальной мощности, благодаря чему время выхода на режим сокращается примерно на 30 процентов. А в Mitsubishi Heavy форсированный старт происходит автоматически, правда, только в режиме обогрева. Еще один плюс инвертора — отсутствие периодических включений вентилятора внутреннего блока на полную мощность, связанных с резким изменением уровня шума.

В 1982 году компания «Daikin» внедрила в производство уникальный тип системы центрального кондиционирования - систему VRV. В состав данной системы с переменным расходом фреона входят наружные и внутренние блоки. Располагаться они могут на расстоянии до 100 метров друг от друга. По вертикали расстояние может достигать 50 метров. Монтаж VRV-систем довольно прост. Его можно вести при уже выполненных отделочных работах, без ущерба для внешнего вида помещения. В Японии в настоящее время данная система кондиционирования практически вытеснила все остальные.

История появления кондиционеров в России

В странах западного мира производство кондиционеров берет начало в 20-х и 30-х годах XX века. Хотя первые аппараты позволяющие охлаждать воздух появились раньше, настоящее развитие этого оборудования началось именно с 1920-х годов. В СССР в то время была сложная политическая и гражданская обстановка, поэтому заниматься изучением кондиционеров было некому.

Первый серьезный анализ систем кондиционирования в Советском Союзе, начался в 40-х годах. Примечательно, что видные ученые, всерьез заинтересовавшиеся этим оборудованием, подверглись резкой критике со стороны партийного руководства страны. Дело в том, что кондиционеры были типично западной, "капиталистической" техникой, которую коммунистические идеологи не хотели не то что бы хвалить, но даже и писать о ней. Именно из-за этого первые советские исследователи кондиционеров попали под горячую руку партии.

Однако через время, несмотря на отрицательное отношение управляющих страной партийных начальников, в нашей стране начали проводиться собственные исследования и разработки систем кондиционирования. Мало кто знает, но в 60-80 годах XX века, СССР начал экспортировать большие партии кондиционеров, причем качество этой техники было на высоте.

В 1975 году в Баку наладили производство бытовых оконных кондиционеров серии БК, которые выпускались по лицензии японской фирмы Hitachi. Первые оконные кондиционеры БК были очень шумными, тяжелыми и чрезвычайно дорогими, но, несмотря на это, пользовались повышенным спросом и были дефицитом. При всех своих недостатках БК оказались очень неприхотливыми, выносливыми и несложными в обслуживании, поэтому благополучно дожили во многих учреждениях до начала двадцать первого века.

Основными производителями кондиционеров в Союзе были: Москва, Харьков, Николаев, Баку. Один только Баку, выпускал порядка 380-500 тысяч кондиционеров в год. Все оборудование шло на экспорт.

Советские кондиционеры вполне успешно продавались за рубежом, так как, имели серьезные достоинства. Во-первых, они были эффективные и качественные. Во-вторых, выгодно отличались от продукции западных компаний своей низкой стоимостью. Как показало время, кондиционеры, изготовленные у нас, были очень долговечны. Средний срок их службы колебался в пределах 15-25 лет. Некоторые советские кондиционеры, изготовленные в 80-х годах, продолжают эффективно работать Австралии, куда их продавали особенно много.

После распада СССР, производство кондиционеров в России практически сошло на нет. Что касается рынка продаж кондиционеров в России, то поначалу его практически не существовало. Дело в том, что продукция заграничного производства была очень дорогой, позволить себе покупку кондиционера могли единицы, поэтому, спрос на кондиционеры был очень скромный. С началом 2000-х годов, ситуация резко изменилась. Сегодня продажи кондиционеров в России растут с каждым годом, в том числе увеличивается спрос на качественную элитную продукцию.

Тишина — залог здоровья

Минимальный уровень шума последних разработок Daikin, Mitsubishi Electric, Panasonic, Sharp, Sanyo, Tadiran практически неразличим для человеческого уха. Это достигается различными способами. У Daikin и Toshiba вентилятор внутреннего блока имеет переменный шаг лопастей, что исключает возможность возникновения резонансных частот. Ряд кондиционеров имеет четвертую, пониженную скорость вентилятора внутреннего блока, позволяющую значительно сократить уровень шума. У DeLonghi и Mitsubishi Electric переключение на пониженные обороты происходит при включении функции комфортного сна, у Fujitsu General — в режиме «супер-квайт», у Chofu — в режиме «софт», а у Hyundai — при переходе на малошумную программу.

Практически все современные сплит-системы оснащены автоматическими жалюзи, способными рассеивать воздушный поток вверх-вниз. В 1998 году Fujitsu General выпустила модели, способные автоматически раздавать охлажденный воздух еще и вправо-влево. В результате — максимально равномерное распределение потока по всей кондиционируемой площади. Сегодня такие кондиционеры поставляют в Россию еще три фирмы: Daikin, Daewoo и Airwell. Кстати, компании Airwell, Daikin и Electra нашли еще один способ сделать распределение воздуха более равномерным. Они предложили внутренние блоки настенной установки, которые всасывают воздух со стороны передней панели, охлаждают и подают его вверх, вниз, вправо и влево.

Повышает комфортность и наличие функции «I Feel». Она позволяет перенести точку измерения температуры на пульт ДУ. В результате нужная температура создается непосредственно по месту дислокации хозяина. Только не стоит этим злоупотреблять — если вы сидите в самом дальнем углу комнаты и выставили +19 градусов Цельсия, люди, находящиеся в непосредственной близости от аппарата, могут просто-напросто замерзнуть. Сегодня кондиционеры c функцией «I Feel» предлагают Airwell, Electra и Mitsubishi Electric.

Война с бактериями

Не стоит на месте и технология очистки воздуха. Большинство современных моделей оснащено тройной системой фильтров. Хорошо известна разработка компании Samsung, предложившей кондиционер, все внутренности которого покрыты специальным бактерицидным составом. Различные антибактериальные покрытия вентиляторов внутреннего блока, теплообменников, фильтров и пультов управления применяют Daikin, Fujitsu General, General Electric, Panasonic, Sharp, Sanyo.

Интересную новинку предложили инженеры LG. В системе очистки воздуха, получившей название Plasma, воздушный поток пропускается через секцию с напряжением в 4800 Вольт, в результате чего все микроорганизмы и вирусы гибнут, а химические примеси и запахи разлагаются до безвредных компонентов.

Забота об экологии проявляется и в использовании новых озонобезопасных хладагентов. В последнее времямногие производители, в том числе — Daikin и Mitsubishi Electric — уже представили широкую линейку моделей, работающих на фреонах R407С и R410A. На хладагенте R407C могут работать многие модели Sanyo, поставляемые в Россию с традиционным фреоном R22.

Стоит отметить, что прогресс развития техники и технологии кондиционирования не закончился. Ведущие мировые компании, занятые производством кондиционеров, поставляют на рынок всё более совершенную продукцию.


Назад к списку статей



Холодильное оборудование