в каком году изобрели сплит систему
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).
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.
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
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).
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.
Полезно знать о климатическом оборудовании
Кто, где и в каком году изобрел кондиционер
История создания кондиционера и развитие технологий в климатической отрасли
28 апреля 1914 года, 100 лет назад, в Америке был запатентован воздушный кондиционер. Хотя, надо сказать, что впервые запатентовал именно способ охлаждения воздуха и регулирования воздушного потока французский ученый Жанн Шабаннес. Но вот применить идею на практике удалось лишь инженеру Уиллису Керрьер (в настоящее время его именем названа марка кондиционеров Carrier).
Где изобрели кондиционер? В 1902 году в США инженер-изобретатель Уиллис Керриер первым придумал и собрал промышленную холодильную машину для типографии в Нью-Йорке. Интересно, что машина использовалась не для охлаждения воздуха, а для понижения влажности в промышленном цехе, из-за повышенного уровня которой нарушался процесс печати, смещались печатные листы.
Впервые за пределами США кондиционер был установлен в 1907 году на шелкопрядильном производстве в японском городе Иокогама. Затем кондиционеры воздуха стали использовать производители бритвенных лезвий и целлулоидных пленок, фармацевтических капсул, табачные компании и упаковщики мясных продуктов, производители мыла и военного снаряжения.
Впервые для комфорта человека кондиционер был установлен в 1924 году в американском универмаге в штате Детройт. Продажи на первом этаже магазина, где всегда было жарко резко выросли и кондиционеры были установлены и на других этажах.
Кондиционеры на основе центрифугной технологии особенно были востребованы в кинотеатрах и других публичных местах. Так, в 1925 году компания Керрьера получила заказ на установку кондиционеров воздуха в знаменитом театре Риволи в Нью-Йорке. В день запуска нового оборудования помещения кинотеатра были заполнены посетителями, желающими на себе почувствовать разрекламированный «Прохладный комфорт», хотя многие прихватили с собой бумажные веера просто на всякий случай. Уже к 1930 году более трехсот кинотеатров по всей Америке имели кондиционеры и. много посетителей в жаркое время года.
В 20-е годы другие промышленные предприятия стали работать над охлаждающими машинами меньшей мощности.
Один из первых бытовых комнатных кондиционеров был выпущен в 1929 году компанией General Electric и работал он на аммиаке. Для того, чтобы избежать отравлений в помещении, источник хранения был вынесен за пределы комнаты.
Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов японские компании стали завоевывать рынок и определять его тенденции.
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.
Ну и, наконец, последний из наиболее популярных в мире типов кондиционеров — VRV — системы были предложены 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 (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.
Благодаря целому ряду уникальных достоинств VRV системы составили серьезную конкуренцию традиционным центральным системам кондиционирования воздуха, а в ряде стран, например в Японии, практически полностью вытеснили их с рынка. Процесс совершенствования климатического оборудования продолжается. Появляются новшества как в дизайне, так и в функциональных возможностях.
Наверное, нет такого человека, который бы не знал, что представляет собой такое оборудование, как кондиционер. Но лишь единицы знают, кто действительно придумал кондиционер, а главное когда. Ведь эта техника, особенно в наше время, играет достаточно важную роль для комфортной и уютной жизни. Давайте попробуем разобраться, кто изобрёл кондиционер и когда.
Удивителен тот факт, что наши предки, которые жили около тысячи лет тому назад, знали, как именно бороться с утомительным зноем. Одним их первых холодильщиков с уверенность можно считать неандертальца, который обнаружил, что в таком месте, как пещера, всегда царите приятная прохлада, даже в самые жаркие дни.
В скалах Долины Царей, которые расположились в Египте, есть вырубленные в скалах очень узкие коридоры, в которых проходят туристы, пригнув свои головы. Все они в результате попадают в специальную погребальную камеру для фараонов, здесь, посетителей от духоты подземелья спасает небольшой кусок картона, он заранее выдаётся служителем при входе этого подземного музея. Удивителен тот факт, что от удушья ещё больше страдали строители этих самых гробниц, так как для них, источником света служили масляные лампы. В связи с такой духотой, над входом в гробницы фараонов очень часто изображали богиню Матт, её крылья по легенде должны приносить древнеегипетскому царю дуновение ветра. И такое изображение порой называют рисунком самых первых кондиционеров.
Если говорить о жителях древней Индии, то они клали на подоконник своего дома специальные травяные циновки, они смачивались водой. Во время испарения, вода охлаждала воздух, поступающий в комнату. Поэтому, с уверенностью можно говорить о том, что ещё задолго до того, как появилась бытовая техника, человек, сумел найти способ для улучшения комфорта в собственном доме.
Очень удивителен тот факт, что в основе любого кондиционера лежит принцип охлаждения воздуха благодаря испарению влаги, именно этот принцип были реализован самой природой. А совсем недавно установили тот факт, что самым настоящим, «живым кондиционером» можно считать верблюда. У него в носу вырабатывается слизь, именно она насыщает сухой воздух влагой, который поступает в лёгкие. Но при выдохе верблюда, в отличие от человеческого организма, влага заново фильтруется в его носу, при этом остаётся в организме. Интересно то, что тот воздух, который выдыхает верблюд, зачастую ниже на девять градусов Цельсия окружающего воздуха и это в то время, когда у человека при выдохе температура равна температуре тела. И для того, чтобы спасаться от сильной жары, многочисленнее правители в древние времена окружали собственные дворцы водоёмами и тенистыми садами, также наполняли свои подвалы льдом, а слуги вооружались опахалами, тем самым создавая освежающую среду, с помощью движения воздуха. Практически до середины восемнадцатого века, ничего не было придумано лучше, чем «мальчика арапа».
Через год европейские аристократы, во время посещения Кельна, решили посетить здешний театр. При этом, главным интересом многочисленной публики была вовсе не игра выступающей труппы, а тот приятный холодок, который царил в зрительном заде даже в сильно жаркие месяца. А когда в 1924 году, целую систему кондиционирования установили в местном универмаге Детройта, тут появилось огромное количество любопытных зевак.
Предком современным сплит-систем можно считать, самый первый кондиционер для комнат, который выпустила в 1929 году известная на то время компания General Electric. В таком устройстве, в качестве хладагента применялся аммиак, так как его пары могут нанести вред человеческому здоровью, было принято решение конденсатор и компрессор кондиционера выносить на улицу. В принципе, данное устройство всё-таки являлось сплит-системой. В 1931 году был синтезирован действительно безопасный для человека фреон, после чего профессиональные конструкторы решили собрать все агрегаты, узлы кондиционера в едином корпусе. Помимо этого, во многих странах мира оконники пользуются большой популярностью, и это не удивительно, так как причины преимуществ очевидные: они намного дешевле подобных по мощности сплит-систем, а монтаж кондиционера не потребует специального опыта, знаний и дорогих инструментов. А это достаточно весомые аргументов, которые позволят установить оборудование в дали цивилизации.
На протяжении долгих лет новыми разработками в сфере кондиционирования и вентиляции занимались американские компании, хотя вначале шестидесятых инициатива перешла к японцам. В будущем, именно они стали лидерами современной индустрии климатических систем. В 1958 году Daikin – японская компания занялась разработкой первого теплового насоса, благодаря чему кондиционеры стали работать, выделяя тепло.
Последний, из самых популярных во всём мире типов кондиционеров –VRV. Он был разработан компанией Daikin в 1982 году.
Давайте немного окунёмся в историю, и узнаем, как изобрели кондиционер.
1734 год.
Самый первые в истории осевой вентилятор установили в одном из помещений английского парламента. Он начинал работать с помощью парового двигателя, и что самое удивительное, он проработал более восьмидесяти лет без ремонта.
1754 год.
В этом году была разработана первая теория вентилятора, которая была основой расчёта всех современных систем вентиляции. Разработчиком был Леонард Эйлер.
1763 год.
Был, опубликовал труд «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном» Михаила Ломоносова. Эти идеи стали основой расчёта систем, относящихся в естественной вентиляции.
1810 год.
Установили первую рассчитанную систему естественной вентиляции, в больнице пригорода Лондона, в Дерби.
1815 год.
Жаном Шабаннесе был получен британский патент на такой метод, как «кондиционирование воздуха, а также регулировку температуры в различных помещениях, в том числе и жилых…»
1852 год.
Лордом Кельвина была разработана основа применения холодильной машины для того, чтобы обогревать помещение, а точнее тепловой насос. И через четыре года эта идея была всё-таки реализована австрийцем Риттенгером.
1902 год.
Уиллисом Карриером – американский инженер, было впервые разработана промышленная установка для того, чтобы кондиционировать воздух.
1929 год.
General Electric – компания США разработала самый первый комнатный кондиционер.
1931 год.
Изобрели фреон – безопасный хладагент для человеческого здоровья. Это помогло произвести революцию в стремительном развитии всей климатической техники.
1958 год.
Компания Daikin изобрела самый первый кондиционер, который смог работать не только для выделения холода, но и тепла.
1961 год.
Toshiba – это крупная компания, которая самой первой начала выпускать промышленные кондиционеры, разделенные на два блока, теперь они имеют название сплит-системы.
1966 год.
Hitachi з первая в мире компания, которая предложила использование оконных кондиционеров со специальной функцией осушения. И спустя четыре года она сумела первой внедрить данную функцию в сплит-систему.
1968 год.
Компания Daikin решила предложить кондиционер, имеющий два внутренних блока и один наружный. Благодаря такой новации и появились первые мультисплит-системы.
1977 год.
Компания Toshiba самой первой в мире стала выпускать кондиционер, которым можно было бы управлять с помощью микропроцессора.
1981 год.
Компанией Toshiba разработала компрессор, в котором регулировалась частота вращения. В этом году появились инверторные кондиционеры, в которых присутствовала такая регулировка.
1982 год.
Компания Daikin в этом году не только разработала, но ещё и внедрила в производственный процесс, новейший тип центральный систем кондиционирования – VRF. Благодаря этому типу можно решать вопросы вентиляции и кондиционирования в комплексе.
1995 год.
Было принято решение – отказаться от применения хладагентов, которые могут быть опасными для озонового слоя. И в Европе их производство приказали прекратить к 2014 году.
2002 год.
Компанией Haier было предложено использование бытового кондиционера, который способен увеличивать концентрацию кислорода в помещении.
И ещё несколько строк из истории…
При Советском союзе считалось, что купить кондиционер могли позволить только богатые люди, так как данное оборудование было настоящей роскошью, которое отвлекало пролетариат от постоянной классовой борьбы. В 1940 году журнал под названием «Отопление и вентиляция» был полностью разгромлен, за материал о кондиционировании воздуха, так как данные статьи приняли за «пропаганду буржуазных взглядов на существующую технику», до 1955 года данная тема была под так называемым «негласным запретом».
Выпускать кондиционеры на территории Советского Союза начали в семидесятых годах, после того, как в Баку был возведён завод, он работал по лицензии Hitachi – японской фирмы. В восьмидесятых годах, этот завод производил около 500 000 кондиционеров в год, и более 120 000 шло на экспорт.
В наше время многие ругают БК за достаточно большие габариты, а также высочайший уровень шума, но нельзя не согласиться с тем, что устройства стали долговечными и неприхотливыми. И некоторые аппараты работают по сегодняшний день. Помимо этого, приятно радовали цены, особенно фермеров в Австрии.
А ведь ни один кондиционер корейского, японского, израильского или американского производства не отличался своей прочностью и длительным сроком эксплуатации. Да и сервисное обслуживание кондиционеров было менее дорогим, и более оперативным. Но концепция долговечности существенно поменялась в восьмидесятых годах. Ведь, если раньше старались сделать на долгие годы, то теперь срок службы измеряется в моральном старении. И при современных темпах развития технологий, это не больше, чем десять лет.
Ещё одним значительным советским проектом, в наше время оно почти забыто, были кондиционеры под маркой «Нева», их маленькая партия была произведена в Ленинграде.
Сегодня кондиционеры выпускают многие, так что о происхождение кондиционера вряд ли кто знает. Существует множество марок и моделей, с различной функциональностью, все номера кондиционеров разные, а также отличается такая техника в зависимости от своих возможностей, цены. Тут каждый выбирает то, что соответствует его требованиям и потребностям.
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.
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.
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 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.
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.