Уиллис Кэрриер (1876-1950)

Уиллис Кэрриер (1876-1950) – имя, неразрывно связанное с изобретением кондиционера. Этот одаренный инженер разрабатывал индивидуальные климатические решения, которые сначала применялись в промышленности, а затем нашли свое место в магазинах, транспортных средствах и офисных зданиях. В 1930-е годы системы кондиционирования его производства были установлены в здании Конгресса США, а также в бразильской шахте, расположенной на глубине почти двух километров. Заветная мечта изобретателя осуществилась в 1950-е, когда кондиционеры Carrier стали обыденностью в миллионах домов, однако сам Кэрриер не дожил до этого триумфа.

Уиллис Кэрриер появился на свет 26 ноября 1876 года в семье фермера в небольшом американском городке Ангола, штат Нью-Йорк. Его отец, заметив техническую смекалку сына, учил его ремонтировать различную технику, конструировать холодильные установки для хранения мяса и создавать системы вентиляции для коровников.

Семья Кэрриеров принадлежала к религиозной общине квакеров, которая не одобряла праздность и развлечения. Поэтому юный Уиллис посвящал все свое свободное время чтению и решению задач, что позволило ему с успехом окончить академию в родном городе и среднюю школу в Буффало.

Заметив успехи Кэрриера, руководство школы попросило его готовить других учеников к поступлению в это учебное заведение. В дальнейшем он выиграл государственную стипендию и поступил в Корнельский университет, где изучал машиностроение.

В 1901 году, получив степень магистра инженерных наук, Кэрриер начал свою карьеру в компании Buffalo Forge. Изначально компания занималась производством портативных кузниц, оснащенных вентилятором с рычажным приводом для подачи воздуха, но позже переориентировалась на выпуск вентиляторов и оборудования для обработки воздуха. Кэрриер был принят в только что сформированный отдел экспериментальной инженерии. В течение первого года работы в Buffalo Forge он разработал проекты отопительной установки, а также сушилок для пиломатериалов и кофейных зерен.

Продажа этих устройств принесла компании 40 тысяч долларов, часть из которых была направлена на дальнейшее финансирование разработок Кэрриера. Руководство Buffalo Forge предоставило ему необходимое оборудование и разрешило проводить исследования как в рабочее, так и в свободное время.

На базе предприятия Кэрриер создал первую в мире научно-исследовательскую лабораторию, специализирующуюся на отоплении, вентиляции и кондиционировании воздуха.

Изобретение кондиционера.

В компании Кэрриер нашел не только работу, но и верного друга и будущего партнера по бизнесу – Ирвина Лайла, возглавлявшего отдел продаж. Весной 1902 года к Лайлу обратился инженер-консультант Уолтер Тиммис.

Тиммис рассказал, что его клиент, владелец типографии Sackett & Wilhelms, приобрел современное полиграфическое оборудование, но столкнулся с проблемой разбухания бумаги и расплывания чернил из-за высокой влажности в помещении. Инженер сообщил Лайлу, что у него есть несколько идей, и предложил Buffalo Forge совместно разработать техническое решение этой проблемы.

Лайл сразу подумал о Кэрриере, который уже зарекомендовал себя как перспективный инженер в Buffalo Forge и, по его мнению, мог успешно справиться с этой задачей. «Нет проблем!», – ответил Кэрриер и приступил к разработке чертежей. Вместе с Тиммисом они экспериментировали с рулоном мешковины, пропитанным раствором хлористого кальция. Эта конструкция позволяла снизить влажность воздуха, но при этом испаряла соли металлов, что было неприемлемо для процесса печати.

Тогда Кэрриер решил использовать холодную воду в нагревательных змеевиках, уравновесив температуру труб со скоростью воздушного потока, чтобы добиться снижения влажности воздуха.

Он разработал график расхода и температуры охлажденной воды, а также измерил объем воздушного потока, необходимого для прохождения через змеевик, чтобы охладить и осушить каждый кубический фут воздуха до заданной температуры и влажности.

Свой первый кондиционер Кэрриер собрал в возрасте 25 лет – 17 июля 1902 года, а к концу лета устройство было установлено в типографии Sackett & Wilhelms. Кондиционер представлял собой комплект змеевиков с вентиляторами, воздуховодами, нагревателями и перфорированными паровыми трубами для увлажнения воздуха.

Вода для змеевиков поступала из артезианской скважины. Позже устройство было дополнено аммиачным компрессором. Аппарат поддерживал в помещении постоянную влажность на уровне 55% круглый год. Заказчик остался доволен работой устройства и написал Лайлу благодарственное письмо.

После успешного запуска первого кондиционера Кэрриер продолжил совершенствовать методологию кондиционирования воздуха. Один из инженеров Buffalo Forge предложил ему разработать кондиционер для прядильной фабрики в Южной Каролине. Однако тепловая нагрузка в помещении оказалась слишком высокой, и устройство вышло из строя.

Решение проблемы пришло к Кэрриеру неожиданно – на туманной железнодорожной платформе в Питтсбурге. Он понял, что для осушения воздуха можно использовать искусственный туман.

«Я понял, что могу пропускать воздушный поток через мелкие брызги воды, создавая туман. Контролируя температуру воды, я могу контролировать температуру и влажность воздуха. Если потребуется очень влажный воздух, я нагрею воду. Если потребуется сухой воздух, я буду использовать холодную воду. Холодная струя воды будет конденсирующей поверхностью», - вспоминал Уиллис Кэрриер.

К концу 1903 года Кэрриер разработал первую в мире систему кондиционирования с распылителем, способную очищать, увлажнять и осушать воздух. Вскоре после этого он подал заявку на патент и получил его в январе 1906 года. Новое устройство получило название «Аппарат для обработки воздуха».

В 29 лет Уиллис Кэрриер возглавил инженерный отдел Buffalo Forge, где руководил исследованиями и утверждал проекты разрабатываемого оборудования. Год спустя инженер создал каталог для презентации оборудования, в котором предсказал, что в скором времени кондиционеры станут неотъемлемой частью театров, ресторанов и церквей.

В 1907 году компания начала получать заказы от фармацевтических и текстильных фабрик Мичигана. Сухой воздух вызывал статическое электричество, что приводило к распушиванию и нескручиванию хлопковых нитей. Кэрриеру удалось решить эту проблему, стабилизировав уровень влажности.

Его кондиционер успешно справился с жарой на текстильной фабрике в Южной Каролине, где работа пяти тысяч веретен одновременно повышала температуру до опасного уровня, создавая угрозу пожара.

В том же году разработка Кэрриера вышла на международный рынок: японский шелковый завод Fuji Silk Spinning Company в Йокогаме, насчитывавший 60 тысяч веретен, заказал мощный кондиционер. Несмотря на все эти достижения, зарплата Кэрриера оставалась прежней.

Открытие собственного бизнеса после Первой мировой войны.

Убедившись в высоком спросе на кондиционеры, руководство Buffalo Forge 18 апреля 1909 года зарегистрировало дочернюю компанию Carrier Air Conditioning Company of America, которую возглавил Кэрриер.

В 1911 году инженер-изобретатель обобщил все исследования и разработки компании Carrier в первом научном труде о кондиционировании воздуха под названием «Рациональные психрометрические формулы».

Его диаграмма, предназначенная для сопоставления температуры и влажности воздуха при проектировании кондиционера, вошла в учебники многих стран. На ежегодном собрании Американского общества инженеров-механиков (ASME) 8 декабря 1911 года 35-летний Кэрриер был признан лидером отрасли.

Распространение кондиционеров Carrier.

В мае 1922 года Кэрриер представил свое самое значимое изобретение – центробежную холодильную машину, известную как чиллер. Эти установки начали появляться в общественных местах, таких как универмаги, кинотеатры, офисы и жилые дома.

В 1920-е годы компания Carrier приобрела известность благодаря установке чиллера в кинотеатре Rivoli на Бродвее. Кинотеатр активно рекламировал наличие кондиционера, чтобы привлечь посетителей в жаркие летние месяцы 1925 года. В течение последующих пяти лет компания Carrier оборудовала системами кондиционирования более 300 американских театров.

В 1926 году кондиционер впервые появился в небоскребе TW Patterson Building в Калифорнии. Системы Carrier также были установлены в здании Конгресса и Сената, Белом доме и Верховном суде США, а также на спортивной арене Мэдисон-сквер-гарден.

В 1928 году компания установила два 76-тонных центробежных чиллера на золотом руднике Морро-Велью в Бразилии, чтобы облегчить тяжелый труд горняков. К концу 1920-х годов компания Carrier открыла офисы в Сиднее, Париже, Бомбее, Йоханнесбурге и Штутгарте.

В том же году компания разработала компактные кондиционеры для небольших магазинов. Carrier продвигала кондиционер Unit как возможность для владельцев небольших продуктовых лавок конкурировать с крупными розничными торговцами.

В 1929 году началась Великая депрессия, и кондиционеры стали недоступны даже крупным компаниям. Carrier предприняла попытки удешевить агрегаты, чтобы сделать их доступными для малого бизнеса.

Кэрриер также стремился осуществить свою давнюю мечту – привнести кондиционеры в дома американцев, но все его попытки оказались безуспешными. Рынок домашнего охлаждающего оборудования у Carrier отвоевала компания General Electric, выпустившая свою первую сплит-систему в 1929 году.

Несмотря на то, что устройство было далеко от идеала и использовало токсичный аммиак в качестве хладагента, что требовало вынесения компрессора и конденсатора на улицу, в 1931 году инженер-механик General Electric Томас Мидгли Младший предложил использовать безопасный фреон.

Кэрриер, будучи человеком последовательным, привык доводить любое начинание до конца. Поэтому в 1931 году компания Carrier выпустила первый домашний кондиционер Atmospheric Cabinet – прототип современных «оконников».

В 1930-е годы компания Carrier сделала ставку на свободную нишу и начала оснащать кондиционерами поезда, круизные лайнеры и медицинские учреждения.

«Театры, универмаги, рестораны, несомненно, сыграли важную роль, однако наибольший импульс к общественному признанию мы получили благодаря массовому внедрению кондиционеров на железных дорогах», - говорил Уиллис Кэрриер.

География продаж компании активно расширялась, и в июне 1933 года Carrier начала продавать свою технику через дилеров. В первый год около 30 посредников приобрели продукцию Carrier на сумму 500 тысяч долларов. К 1947 году объемы закупок выросли до 15 миллионов долларов, а в 1958 году дилеры приобрели кондиционеры Carrier на сумму 57 миллионов долларов.

Благодаря широкой дилерской сети компания поставляла кондиционеры в телевизионные студии Москвы и на газетные фабрики в Южной Африке, в правительственные здания Египта и Норвегии, а также в Ирак, Китай, Индию, Сингапур и страны Южной Америки.