Кондиционер – одно из важнейших изобретений XX века.
В 1914 году изобретение американским инженером Уиллисом Хэвилендом Кэрриером (Willis H. Carrier) устройства для контроля температуры и влажности навсегда изменило мир. 28 апреля 1914 года в США был выдан первый патент на воздушный кондиционер.
Впервые попытались кондиционировать воздух в Персии тысячи лет назад. Охлаждение воздушных масс в персидских устройствах происходило по принципу охлаждения воды при испарении. 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. Эффективный для жаркого и сухого климата, такой кондиционер оказался бы бесполезным в условиях высокой относительной влажности воздуха.
В Индии попытка противостоять жаркому летнему климату привела практически к созданию вечного двигателя. Установив вместо входной двери в помещение каркас, обвитый кокосовой пальмой (татти), индусы поместили над ним ёмкость, которая медленно заполнялась водой за счет капиллярного эффекта татти. Когда уровень воды достигал определённого значения, ёмкость опрокидывалась, орошая водой дверь, и возвращалась в исходное состояние. Этот процесс повторялся многократно.
В XIX веке британский изобретатель Майкл Фарадей обнаружил, что сжатие и сжижение определённого газа охлаждают воздух. Но его идеи были в значительной степени теоретическими.
До начала «эпохи кондиционеров» практиковалась доставка льда в магазины.
В 1882 году, благодаря Томасу Эдисону, в Нью-Йорке была открыта первая электростанция, дающая недорогую энергию для жилых и коммерческих зданий. К 1889 году в крупных городах появились центральные холодильные станции, позволяющие долго хранить продукты питания. Было хорошо известно, что в прохладе скоропортящиеся продукты «живут» в течение длительного времени, но к тому моменту не была установлена взаимосвязь между влажностью и теплом. И вот в 1902 году Уиллис Кэрриер предложил первый кондиционер для борьбы с влажностью внутри типографий. С этого момента в типографиях и на текстильных фабриках было положено начало «управления климатом».
Первая система управления воздухом (температурой и влажностью) была введена в эксплуатацию на печатном заводе в Бруклине лишь через год после того, как Уиллис Хэвиленд Кэрриер окончил Корнельский университет.
Первые инженерные проблемы, с которыми столкнулся Кэрриер, – это колебания температуры и влажности в типографии. Из-за них размеры бумаги для печати изменялись, что приводило к недопустимому смещению оттисков. Новое управление воздушной средой позволило создать стабильный микроклимат и повысить качество печати. Молодой инженер из Buffalo Forge Co. на тот момент работал за $ 10 в неделю.
За изобретенную систему управления воздухом Кэрриер получил патент №808897, инновационный агрегат получил название «Устройство для обработки воздуха». Это был первый из нескольких патентов, выданных Уиллису Кэрриеру. Его заслуженно называют «отцом кондиционирования». В 1915 году он и еще шесть коллег-инженеров основали собственную компанию Garner Engineering Co., впоследствии переименованную в Carrier («Кэрриер»). Сегодня Carrier – один из ведущих производителей кондиционеров, ей принадлежит 12% мирового объёма производства.
Конфетная фабрика Son’s Philadelphia в 1923 году установила чиллеры Кэрриера
Но термин «кондиционирование воздуха» был впервые введен в оборот текстильным инженером Стюартом Крамером (Stewart W. Cramer), который уже использовал слово «кондиционер» в патентной заявке, поданной на устройство добавления водяного пара в воздух на прядильных и текстильных фабриках. Стюарт Крамер и другой инженер (И.Х. Хардман) придумали термин «кондиционирование» (англ. air conditioning), когда они устанавливали системы охлаждения Кэрриера на нескольких хлопчатобумажных фабриках в Белмонте.
В 1928 году Кэрриер разработал первый «weathermaker» – кондиционер для частного использования в домашних условиях.
В автомобиль первый кондиционер был установлен в 1933 году – только через 30 лет после изобретения устройства для зданий.
В 1958 году Японская компания Daikin разработала первый тепловой насос, тем самым, кондиционеры смогли не только охлаждать, но и обогревать помещение.
Начиная с 1961 года японская компания Toshiba начала массово выпускать кондиционеры из двух блоков – сплит-системы. Они имели два важных преимущества – сниженный уровень шума за счет расположение компрессора за пределами помещения. Второе преимущество – размещение блока там, где это необходимо, без привязки к окну.
В 1969 году компания Daikin выпустила кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних – это уже мульти- сплит-системы.
В СССР кондиционеры начали выпускать лишь в 1975 году. Их собирали в Баку по лицензии японской компании Hitachi. Они были однотипными и состояли из одного блока, а отличались только мощностью и габаритами.
Первый инверторный кондиционер Toshiba
Очень важным изобретением стали инверторные кондиционеры. В 1981 году компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а уже в 1998 году инверторы заняли 95% японского рынка.
Последний из наиболее популярных в мире типов кондиционеров – VRV-системы – был предложен компанией Daikin в 1982 году. Центральные интеллектуальные системы типа VRV состоят из наружных и внутренних блоков, которые могут быть удалены друг от друга на 100 метров, причем 50 из них по вертикали. Высокотехнологичные VRV-системы (VRF-системы) более просты в монтаже, и их можно монтировать даже после проведения отделочных работ, а при острой необходимости – не прерывая работу офиса. Напротив, традиционные центральные системы кондиционирования необходимо закладывать в проект еще на стадии строительства.
В последнее время разработчики кондиционеров стали особое внимание уделять медицинским аспектам качества воздуха. В кондиционеры стали устанавливать всевозможные фильтры, генераторы ионов, обогатители кислорода и т. п. Достигается это различными техническими решениями, но принцип действия этих устройств одинаков – очистка воздуха от вредных примесей пыли и микрочастиц, насыщение воздуха отрицательными ионами, что способствует улучшению самочувствия людей, исключает всевозможные аллергические реакции и повышает работоспособность.
