Кондиционер. История появления.

Веера, опахала различных видов издревле служили для хоть малейшей искусственного притока воздуха.



Первый вентилятор был встроен в стену изобретателем Леонардо Да Винчи. Он проветривал будуар жены патрона великого изобретателя того времени. Бурное развитие принудительных вентиляционных систем началось с середины восьмидесятых годов девятнадцатого века вместе с активным применением в механизмах пара и электричества. Первые паровые вентиляторы были весьма сильными, но они и весили несколько тонн. 
Изобретение Тесла электрического вентилятора в 1882 году стало главным новшеством, которое применялось для избавления человека от мучительной жары. Однако возможности вентилятора в понижении температуры сильно ограничены, поэтому, чтобы эффективно и быстро охладить комнату, многие клали перед вентилятором лед. Врачи использовали приведенные в действие паром вентиляторы. Для того чтобы охладить спальню американского президента Джеймса A. Гарфилда летом 1881 года использовалось более чем 20 тонн льда.

Впервые попытались кондиционировать воздух в Персии тысячи лет назад. Охлаждение воздуха 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.

А 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».

В Англии также 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. 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. В США изобретательством занимался некто Джон Горри, практикующий врач. Согласно свидетельствам историков, Горри работал в клинике города Апалачикола, штат Флорида, где изучал тропические болезни. Климат во Флориде был довольно жарким, а потому причинял немалые страдания больным. Желая помочь своим пациентам, Джон Горри начал разработку агрегата, способного охлаждать воздух. В результате изобретатель создал первый в мире компрессор, сжимающий воздух, который, проходя через змеевик, расширялся и охлаждался.
Им был построен аппарат охлаждения воздуха для ухода за больными желтой лихорадкой.




Этот принцип и по сей день применяется во всех холодильных агрегатах и кондиционерах. На основе своего изобретения Джон Горри построил машину для производства льда, на которую в 1851 году получил патент N 8080. Первый холодильник не принес богатства своему создателю - Джон Горри вернулся к медицинской практике и до конца своей жизни работал врачом. 



И лишь в 1902 году инженер Уиллис Карриер изготовил первый образец охлаждающей воздух машины. Это чудо техники было установлено в одной из бруклинских типографий. 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.




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, и даже общественные туалеты…

В 1928 году было кондиционирован американский Конгресс, а в 1929-м и Сенат США.

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, т.к. в качестве хладогента использовался вредный аммиак. , к тому же он мог взрываться




В 1931 году решением проблемы стал новый хладагент — фреон. Все части кондиционера были тотчас собраны в одном блоке. Так появился оконный кондиционер, быстро завоевавший популярность в Америке.

Устройство кондиционера



1 — конденсатор
2 — терморегулирующий вентиль
3 — испаритель
4 — компрессор

Принцип работы

Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, ТРВ и др.) и испаритель соединены тонкостенными медными трубками (в последнее время иногда и алюминиевыми) и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент. (Традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла, однако в соответствии с международными соглашениями производство и использование старых сортов, разрушающих озоновый слой, постепенно прекращается.)

В процессе работы кондиционера происходит следующее. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3 — 5 атмосфер и температурой 10 — 20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15 — 25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до 70 — 90 °C, после чего поступает в конденсатор (на примере R22).

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.

В середине 50-х японские производители вытеснилои с рынка американских низкими ценами и стали конкурировать на рынке кондиционеров между собою. 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.

А еще через три года начался массовый выпуск сплит-систем. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера — компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях оборудованных сплит-системами намного тише, чем в комнатах, где работают оконники. Интенсивность звука уменьшена на порядок. Второй огромный плюс — это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте.




Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок — кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна — различные типы внутренних блоков позволяют создавать наиболее оптимальное распределение охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения. А в 1968 году на рынке появился кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до девяти внутренних блоков различных типов.

Кондиционеры в СССР

В Советском Союзе кондиционер долгое время считался непозволительной роскошью, отвлекающей пролетариат от классовой борьбы. Так в 1940 за публикацию ряда материалов о кондиционировании воздуха был разгромлен журнал "Отопление и вентиляция". Эти статьи были восприняты как "пропаганда буржуазных взглядов в технике", и вплоть до 1955 года, (когда выяснилось, что советские корабли абсолютно не приспособлены к плаванию в тропиках) эта тема оставалась под негласным запретом. 

Несколько позже в 1963-65 годах в подмосковном городе Домодедово был налажен выпуск кондиционеров для узлов связи и пунктов управления ракетным оружием, завод "Экватор" в г. Николаев стал выпускать судовые кондиционеры, и, наконец, несколько предприятий приступило к выпуску климатического оборудования для авиации. 

Производство кондиционеров для промышленных предприятий было освоено в Харькове, а в меньших масштабах и на ряде отраслевых предприятий.

Выпуск бытовых кондиционеров на территории Советского Союза началось только в 70-ых годах, после того, как построенный в Баку завод начал производство продукции по лицензии японской фирмы Hitachi.
Выпускались эти кондиционеры, названные «БК» (Бытовой Кондиционер), лишь в трех варианттах по мощности 1500, 2000, 2500 ватт, что примерно соответствовало современным 5-ке, 7-ке и 9-ке. Громоздкий, шумный и дорогой (модель1500 стоила около 350 рублей!), этот кондиционер был в СССР бешеным дефицитом. Во первых других просто не было, а во вторых ставили его прежде всего в учереждения. Считалось, что Советскому человеку кондиционер "без надобности"...



Устройство кондиционера БК 1500.



Рис. 2 Кондиционер БК-1500, схема функционирования

  7 — соединительный шнур; 8 — конденсатор; 9 — компрессор; 10 — расширитель; 11 — фильтр-осушитель; 12 — капиллярная трубка; 13 — пульт управления; 14 — перегородка; 15 — фильтр воздушный; 16 — испаритель; 17 — вентилятор центробежный; 18 — заслонка вентиляторная; 19 — электродвигатель вентиляторов; 20 — вентилятор осевой.




В свои лучшие годы, которые пришлись на середину 80-х, Бакинский завод выдавал 400.000 - 500.000 кондиционеров в год, из которых порядка 120.000-150.000 шло на экспорт. Больше всего советских оконников было продано на Кубу – порядка 700.000 штук. Крупными импортерами были Китай, Иран, Египет и Австралия. Причем в иные годы на зеленый континент отправлялось более 10.000 аппаратов. 

Сейчас модно ругать БК, за большие габариты и высокий уровень шума, но нельзя не признать, что они оказались на редкость неприхотливыми и долговечными. В той же Австралии некоторые аппараты работают до сих пор! К тому же советские цены так приятно радовали местных фермеров, что на родине кенгуру эту продукцию до сих пор вспоминают добрым словом.

Ни один кондиционер японского, американского, израильского или корейского производства не отличался такой долговечностью. Возможно, дело в том, что во всем мире концепция долговечности выпускаемой техники претерпела существенные изменения уже на рубеже 70-80 годов. Если ранее старались сделать на века, то теперь срок службы не превышает времени морального старения. При нынешних темпах развития техники – это не более 10 лет.

Кстати о качестве БК выпущенных в 70-80-ых годах говорит хотя бы такой факт. Завод по производству компрессоров (рассчитанный на 1.000.000 штук в год) половину продукции отправлял на экспорт, выполняя заказ компании Toshiba.

После распада СССР и отъезда лучших специалистов производство кондиционеров в Баку пошло на убыль и к 1997-98 году окончательно развалилось. Из былых 6,000 рабочих на предприятии осталось не более 500 человек, занятых ремонтом и обслуживанием техники. Эра БК закончилась.

Еще одним советским проектом, в настоящее время практически забытом, были кондиционеры "Нева", небольшая партия которых была сделана в Ленинграде.




Надо правда отдать должное их неприхотливости, дуракоустойчивости и ремонтопригодности...Как правило они не ломались, а забивались грязью и пылью после чего тепловой контур терял эффективность и их списывали, а потом выбрасывали. Именно таким кондиционером я впервые разжился в 1988 году. После промывки он проработал вплоть до дефолта...