Июль выдался жарким. И хотя по меркам метеорологов настоящая жара начинается от +35 °C, в такую погоду все способы охладиться хороши, а кондиционер становится настоящим «другом». Но, само собой, у наших предков такой возможности не было. Как спасались от градусов и духоты до появления кондиционера, и кто придумал это чудесное изобретение – читайте в нашем материале.
Секреты древних
Наклонные шахты пирамиды Хеопса.
Наши предки были весьма изобретательны. Первые системы вентилирования появились еще в Древнем Египте. Уже тогда египтяне знали, как создать циркуляцию воздуха в помещении. К примеру, в пирамиде Хеопса были расположены специальные воздуховоды, которые прекрасно перемещали воздух многие тысячелетия, пока туристов не стало столько, что пришлось встроить дополнительные средства вентиляции.
В Древнем Риме люди заворачивались в мокрую ткань, то же самое делали с кувшинами. Таким образом испаряющаяся влага остужала напитки.
В богатых домах небольшие бассейны располагались прямо по центру жилища, а горожане со скромным достатком ходили в общественные термы, чтобы охладиться. Индусы смачивали водой травяные циновки и клали их на подоконники. На Руси старались проводить жаркие часы вблизи водоемов, например, за стиркой белья. В богатые дома дворян доставляли большие куски льда, которые медленно таяли и охлаждали помещение.
В Китае достаточно рано появились веера, которые считались предметом роскоши и индикатором достатка.
Веер.
Существовал даже специальный кодекс, определявший, кто на какой веер имеет право. Семье императора полагалось опахало, украшенное золотом и нефритом. Сановники владели серебряными или из слоновой кости. Для простых людей был придуман неказистый веер из вощеной бумаги. В середине XVI века португальские купцы привезли заморский товар в страны Старого света. Новинка пришлась по вкусу благородным дамам. Хорошо известна коллекция Екатерины Медичи, в которой насчитывается более 900 вееров искусной работы. Опахала аристократов были так роскошны, что в случае нехватки денег их можно было даже заложить в банк.
Научный подход
Основательно систему естественного движения воздуха в каналах и трубах удалось описать Михаилу Васильевичу Ломоносову в труде «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном». В дополнение к теории была создана первая конструкция прибора, регистрировавшего скорость и направление движения воздушного потока. В 1735 году в здании английского парламента установили первое в истории механическое опахало, приводимое в движение паровым двигателем. Это гигантское и неповоротливое изобретение было названо вентилятором. В 1795 году В.X. Фрибе изложил научные положения об интенсивности воздухообмена в отапливаемом помещении сквозь двери и окна, положив этим начало учению о нейтральной зоне.
Гонка изобретений
Когда научная основа была минимально описана, изобретатели принялись за работу. В 1810 году в одной из лондонских больниц впервые была применена система вентиляции. Спустя пять лет ее запатентовал предприимчивый француз Жан Шабаннес, назвав метод «кондиционирование зданий». Значение слова «кондиционировать» тогда было несколько иным и означало «приводить в соответствие». Пока французы оформляли бумаги, англичане думали, как улучшить аппарат.
В это время британский физик Майкл Фарадей сделал важное открытие: во время работы с аммиаком ученый выяснил, что это вещество при испарении поглощает тепло. Так был открыт принцип охлаждения, который лег в основу всех холодильников и кондиционеров нашего времени. Двусторонняя система была устроена следующим образом: в одной части вещество испаряется и поглощает тепло, в другой – возвращается в жидкое состояние и отдает тепло окружающей среде. Вот такие вот научные эксперименты с превращениями.
Когда первые шаги в создании механического вентилирующего устройства были предприняты, ученые начали охотно экспериментировать в попытках доработать установку. В 1830 году американец Джеймс Барон получил патент на механическое опахало, приводимое в движение гирей. Еще один изобретатель из США, практикующий врач Джон Горри, решил охладить больничные палаты, и в 1844 году создал машину для изготовления искусственного льда. Однако до кондиционера было еще далеко.
Российские первопроходцы
Первый успешно работавший центробежный вентилятор (всем известный вентилятор в форме улитки) был придуман в Российской империи в 1832 году военным инженером А.А. Саблуковым. В 1835 году модель была применена для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Вентиляторы Саблукова также пользовались популярностью на сахарных и кожевенных заводах. Изобретатель предложил их и для трюмов кораблей, чтобы ускорить сушку и испарение. Однако современный вид осевые вентиляторы приобрели лишь в 1906 году, после создания Н.Е. Жуковским вихревой теории крыла, согласно которой подъемная сила крыла возникает вследствие наложения присоединенного вихря на основной поток.
Адаптация под помещение
В конце 1860-х годов в США появляются первые потолочные вентиляторы, работающие на механической энергии воды. Устроено это было так: двухлопастный вентилятор подключался к системе ремней, связанных с водяным колесом. Несмотря на сложность конструкции, у нее было свое преимущество: такая система могла обеспечивать работу сразу нескольких агрегатов. Первые адаптированные под рабочее пространство вентиляторы стали очень популярны в офисах, магазинах и ресторанах. В южных штатах до сих пор можно встретить их раритетных представителей.
В 1882 году американец немецкого происхождения Филипп Диль усовершенствовал потолочный вентилятор и заменил механическое оснащение электрическим приводом. У него быстро возникли конкуренты, и идею пришлось дорабатывать. Предприимчивый изобретатель превратил потолочный вентилятор в «люстру Диля». Изобретение было сделано по принципу 2 в 1: светильники компенсировали световые изъяны во время вращения лопастей и обеспечивали дополнительное освещение. К 1920 году потолочными вентиляторами народ уже было не удивить. Продукт вышел на международный рынок.
В 1892 году французский инженер П. Мортье создал диаметральный вентилятор, главной частью которого стало колесо по типу барабана с загнутыми вперед лопатками. Вентиляторы Мортье пользовались популярностью в шахтах, однако недолго. Им на смену достаточно быстро пришли новые электрические модели, которые создал знаменитый американец Томас Эдисон.
Свежесть и прохлада
В 1902 году инженер Уиллис Карриер изготовил первый образец не только вентилирующей, но и охлаждающей воздух машины. Новинка была установлена в одной из бруклинских типографий. Целью была вовсе не забота о сотрудниках, а выгода для производства. Необходимо было уменьшить влажность воздуха, так как на мокрой бумаге краска сохла медленно. Однако прохлада сыграла на руку предпринимателю во многом: работники стали меньше утомляться, и тиражи значительно выросли. В 1924 году первый кондиционер появился в детройтском универмаге, благодаря чему оборот продукции подскочил в три раза. После таких прекрасных примеров кондиционеры установили в банках, кинотеатрах и даже общественных туалетах. В 1928 году наконец был кондиционирован американский Конгресс, а в 1929-м – Сенат США.
Контроль температуры
В этом же году компанией General Electric был выпущен первый комнатный кондиционер – прообраз современной сплит-системы. Компрессор и конденсатор крепились на улице, так как в изделии использовался аммиак. Несмотря на попытки производителей обезопасить покупателей, нередко случались несчастные случаи: аммиак взрывался. В 1931 году решением проблемы стал новый хладагент — фреон. Более того, все части изобретения собрали в одном блоке, и появился оконный кондиционер.
В конце 50-х годов конкуренцию американским изобретателям составили японцы, выпустив на международный рынок бытовые кондиционеры компании Daikin. Устройства могли не только охлаждать, но и обогревать помещение. Toshiba приняла вызов соотечественников и усовершенствовала модель: шумный компрессор вынесли на улицу, а сам аппарат можно было установить в любой части комнаты вне зависимости от расположения окон. В начале 1980-х был запущен инверторный кондиционер с возможностью поддерживать установленную температуру в помещении, что позволяло экономить электроэнергию до 45 %. В 1982 году фирма Daikin нанесла ответный удар и выпустила на рынок кондиционер нового типа — VRV с изменяемым уровнем хладагента. По достижению нужной температуры кондиционер не снижал обороты двигателя, а регулировал количество фреона. Идею подхватили другие производители, сменив уже запатентованное название на VRF (изменяемое течение хладагента).
А как у нас?
Тем временем в СССР в 1975 году в сотрудничестве с японской фирмой Hitachi в городе Баку было налажено производство бытовых кондиционеров. Назывались они лаконично «БК», что расшифровывалось предельно просто - бытовой кондиционер. Продукт не отличался высоким уровнем комфорта: громко работал, устанавливался только в оконный проем и был ужасно дорогим. Но несмотря ни на что он пользовался большой популярностью. Изделия из Баку экспортировались на Кубу и даже в Австралию. Спустя время выяснилось, что фреон непосредственно способствует образованию озоновых дыр. В 1987 году экономически развитыми странами был подписан Монреальский протокол, согласно которому производителям кондиционеров пришлось переходить на новые вещества, постепенно заменяя ими привычный фреон.
Вот такая непростая история создания кондиционера. Предмета, без которого сегодня сложно представить свою жизнь в жару.
Материал подготовлен по данным из открытых источников
Фото: Luther Yonel on Unsplash
