Некоторые любят похолоднее
Человечество довольно быстро научилось обогреваться ради выживания, превращая холод в тепло, но многие сотни лет не могло довести до ума технологию создания комфортной прохлады за счет превращения тепла в холод. Но все-таки дело сдвинулось с мертвой точки усилиями инженеров и бизнесменов. Вершиной этих изысканий стал кондиционер.
Сегодня кондиционерами оснащают не только офисы. производственные помещения, жилища, но и, например, автобусные остановки в жарком Дубае. Даже конструкторы танков думают о вариантах размещения в них не только экипажей и снарядов, но и кондиционеров, которые помогают людям выживать в бронированных коробках. Но сначала был веер.
Махайте на меня, махайте!
Существует множество версий его происхождения. Например, есть легенда, что прародительница Ева после грехопадения и осознания своей наготы, смущенная пристальным взглядом Адама, сорвала с дерева ветку и стала обмахиваться ею. Это, мол, и подтолкнуло людей к созданию веера.
Как бы там ни было, но первые рисунки веера можно найти на памятниках изобразительного искусства Древнего Востока. Античный веер мало напоминал современный. Речь, скорее, шла об опахале из перьев, пальмовых или лотосовых листьев, закрепленных на длинной ручке. Данным предметом, кстати, с удовольствием пользовались и знать, и рабы – последние с помощью опахал спасались от жары во время возведения тех же пирамид в Древнем Египте. Со временем опахала совершенствовались: к ручке стали прикреплять специально натянутые овальные или круглые полотна из специальной тонкой бумаги, куски шелка, украшенные вышивкой и каллиграфией. Особенно преуспели в этом японские мастера, в конечном итоге и создавшие веер, которым мы пользуемся до сих пор: он выглядел как несколько деревянных обструганных полукругом дощечек, складывавшихся в гармошку и обтянутых специальной прочной бумагой.
Подлинный расцвет вееров пришелся на эпоху барокко, когда французская и итальянская знать считала их предметом роскоши. Дошло даже до того, что во Франции дозволялось расписывать веер, используя ограниченное количество сюжетов. Этим незамедлительно воспользовались итальянцы, которые бесконечно варьировали изображения на веерах и в конце концов подорвали французский бизнес. Для изготовления вееров в ход шли различные материалы – кожа, шелк, пергамент, бумага. Нередко ручки делались из перламутра, что резко повышало стоимость изделия. Из-за любви дам к этому аксессуару в XIX в. чуть не исчезла популяция страусов, перья которых массово шли на изготовление вееров.
Существовали сотни разновидностей вееров: от вееров-меню и вееров – пригласительных билетов до боевых вееров, которые широко применялись в качестве оружия в Японии, Китае и Корее. Ими отражали стрелы и дротики. Правда, они изготавливались из железа и твердого дерева и весили намного больше своих гражданских аналогов.
Но при всем многообразии образцов и вариантов использования веер оставался индивидуальным средством борьбы с жарой и не мог помочь в охлаждении, например, жилых помещений. Частично эта проблема была решена с помощью вентилятора – устройства, посредством которого охлажденные вращающимися лопастями воздушные массы подавались в помещения и удаляли из них спертый воздух.
Вращательный момент
Считается, что вентилятор был изобретен английским физиологом и химиком Стивеном Гейлсом, изучавшим роль воздуха и воды в поддержании жизни растений и животных. Он доказал вред дыхания спертым воздухом и в 1740 г. описал специальное устройство по закачиванию свежего воздуха на нижние палубы кораблей королевского военно-морского флота. Через год по его чертежам такой агрегат был создан и применялся в первую очередь в тюрьмах и больницах, а также для сохранения пищевых продуктов и сушки зерна. Приводился в действие первый вентилятор, напоминавший, скорее, кузнечные меха, с помощью мускульной силы. Заключенным и военным морякам приходилось попотеть, чтобы насладиться глотком свежего воздуха
Первенство в изобретении вентилятора оспаривается немцами, утверждающими, что еще в XVI в. механик из Нюрнберга Георг Агрикола внедрил вентилятор, который был составной частью системы принудительной закачки и удаления воздуха, применявшейся на шахтах. Но никаких доказательств, подтверждающих эту гипотезу, при этом не приводится.
По неизвестным причинам дальнейшее развитие устройство Гейлса не получило, и к его идеям вернулись лишь в XIX в., когда в Индии в трюмах кораблей начали устанавливать гигантские полукруглые веера, которые приводились в движение с помощью канатов. Воздух колебался, но воздушная струя не возникала. В 1830 г. американец Джеймс Барон запатентовал механическое опахало. Это замысловатое устройство представляло собой пластину, расположенную над головой человека и совершавшую возвратно-поступательные движения, пока на барабане разматывался трос с прикрепленной гирей, которая, по сути дела, и являлась движущей силой механического опахала.
Через несколько лет пластину разделили на крылья, и вентилятор начал понемногу приобретать современный вид. А вот проблемы привода решались довольно долго. В некоторых странах для вращения вентилятора использовался поток воды, подававшийся по трубам или специальным шлангам. Затем стали использовать энергию пара, а также поршневые двигатели, работавшие на керосине или спирте. В 1860 г. в США появляются первые потолочные вентиляторы, которые в 1882 г. Филипп Диль начал оснащать электродвигателями. Правда, как это часто бывает, патент на потолочные электровентиляторы в 1902 г. получает не он, а Джеймс Вуд, работавший инженером в компании General Electric. Этот человек, родившийся в Ирландии, известен еще и тем, что за всю жизнь получил 240 патентов на изобретения, многие из которых стали хитами продаж. Среди них, естественно, вентиляторы.
Вентиляционные устройства стремительно набирают популярность, и в 1920 г. потолочные электровентиляторы входят в стандартное оснащение продаваемых американских жилищ. Очень скоро производство вентиляторов встало на коммерческую основу. Первой это сделала американская компания Crocker & Curtis. Не отставали от американцев и немцы. В 1851 г. инженер Кристиан Шиле основал во Франкфурте первую в стране компанию по производству этих устройств. Чуть позднее на территории современной земли Баден-Вюртемберг появился кластер, в котором на базе компании Ziehl-Abegg сосредоточились разработка, производство и поставки исключительно вентиляционного оборудования.
До изобретения прототипа современного кондиционера остается не так уж и много времени. В 1865 г. доктор Перей оснастил здание парламента Великобритании специальным оборудованием, которое позволяло как понижать, так и повышать температуру в помещениях. Для охлаждения использовались специальные блоки, вырезанные изо льда, через которые с помощью мощных вентиляторов пропускался теплый воздух.
Властелин катушек
В это же время в ряды создателей кондиционеров вступил великий английский физик, химик и изобретатель Майкл Фарадей. Он провел эксперименты с аммиаком и убедился, что это вещество при испарении поглощает тепло. Принцип работы кондиционера был открыт: с одной стороны, вещество, испаряясь, поглощает тепло, с другой – преобразуясь в жидкость, выводит его наружу. Оставалось только придумать агрегат, работающий по этой схеме.
В 1902 г. первое устройство, охлаждающее воздух, было создано. Автором изобретения стал инженер Уиллис Кэрриер. Его мало кто знает. А точнее, не знает вообще никто, что поразительно, если учесть, как много он сделал для изнемогающего от жары человечества. Кэрриер вырос поблизости от Анголы – не той, что в Африке, а той, что находится в штате Нью-Йорк. В 1901 г. он окончил колледж с квалификацией инженера-механика и начал работать в компании по производству отопительных и выхлопных систем Buffalo Forge. Лето в тот год выдалось супержарким. Особенно жара и влажность донимали одну типографию: чернила засыхали, краски стекали, бумага бугрилась. Ее менеджеры и попросили Buffalo Forge о помощи. Решить задачу было поручено 25-летнему Кэрриеру.
Конечно, он начинал не на пустом месте. Еще в 1851 г. француз Фердинанд Карре сконструировал первую в истории охлаждающую машину на основе аммиака, а в США некий Джон Горри запатентовал примерно в это же время машину для производства льда. Так что технологии охлаждения были более или менее понятны. Но что делать с влажностью? Кэрриер вспомнил про основной элемент отопительных систем Buffalo Forge – катушки из проволоки – и предложил прогонять по ним не теплый воздух, а холодную воду с последующим выравниванием температуры за счет регулирования воздушного потока. Вариант оказался вполне рабочим, принес удовлетворительные результаты, так что в общем задачу можно было считать решенной. Проблема с регулированием температуры все-таки сохранялась, но и ее конструктор впоследствии устранил. Между тем он стал главой конструкторского бюро своей компании. Вот только топ-менеджеры никак не могли до конца понять, насколько ценны сделанные молодым инженером и руководителем конструкторского бюро разработки, на которые, к слову, в январе 1906 г. Кэрриер получил патентную защиту.
Недооценка охладительного агрегата руководством Buffalo Forge привела к тому, что с началом Первой мировой войны «дочка» по производству кондиционеров была закрыта. Кэрриер же дело жизни не оставил, а договорился в одним приятелем и учредил собственный бизнес. В первый год своего существования Carrier Corporation получила всего 40 заказов, но к 1929 г. у компании уже было три завода. В 1920-х Carrier Corporation оснастила своими машинами крупный универмаг J.L. Hudson в Детройте, помещения заседаний Конгресса. Но золотой шанс бизнеса оказался связан с заказом в 1925 г. от нью-йоркского кинотеатра Rivoli Theater.
Жара была для кинотеатров очень большой проблемой – при высокой температуре на улице нечего было и думать о том, чтобы заманить зрителей в кинозал. Да и в прохладную погоду в кинотеатрах все равно быстро становилось душно. Убытки были неисчислимы. Некоторые кинотеатры еще до Rivoli озаботились установкой кондиционеров, но Rivoli – бродвейский кинотеатр, и этим очень многое сказано.
Поэтому установкой своих систем общим весом в 133 т в Rivoli Кэрриер руководил лично. И не зря. После успеха в Rivoli компания оснастила своими кондиционерами около 300 кинотеатров. Дальше – больше. К концу 1930-х Кэрриер уже занимался кондиционированием офисов и небоскребов. Оставался последний рубеж – кондиционеры в домах. А вот тут у Кэрриера дело не пошло. Его отодвинули такие конкуренты, как General Electric и Westinghouse.