Открытие Одифрена: первый бытовой холодильник

В начале XX века, а точнее в 1910 году, в США был изобретен первый домашний холодильник, имевший машинное охлаждение. Целый год после создания этой машины открытие совершенствовалось и подвергалось различным модификациям. Именно тогда, год спустя, в 1911 году успешная американская компания «Дженерал Электрик» рискнула первой запустить в производство холодильный агрегат под названием «Одифрен», который предназначался для применения как в домашних условиях, так и в торговле. Эта холодильная машина получила имя ее создателя, французского физика Марселя Одифрена, и отличалась довольно оригинальной конструкцией. Но это еще не все достоинства новейшего агрегата. Машина, изобретенная французским физиком, впервые работала на автоматике!  Ее конструкцию Одифрен разработал и запатентовал еще в 1895 году. К достоинствам революционной холодильной машины относились отличный теплообмен, отсутствие клапанов, сальников и легкость в обслуживании. Менять приводные ремни и смазывать подшипники приходилось всего лишь один-два раза в год. Компания «Дженерал Электрик» вполне успешно выпускала такие холодильные установки в течение семнадцати лет, вплоть до 1928 года.

Между тем, не только «Дженерал Электрик» занималась выпуском холодильных машин. Еще один домашний холодильник с автоматическим регулированием разработал и создал ученый-инженер Копеланд, и уже в 1918 году компания «Кельвинейтор», не теряя времени, запустила этот агрегат в производство. В течение года фирмой было изготовлено шестьдесят семь таких холодильников.

И производство стартовало…

Время шло, и в 1925 году в США стали постоянно выпускать холодильные агрегаты, имеющие машинное охлаждение. В течение года с конвейера сошло 64 тысячи холодильных машин, что дало точку отсчета быстрому росту производства в этой области, который, правда, несколько замедлился в 30-х годах – по вине экономического кризиса.
Первый холодильник с машинным охлаждением был громоздким сооружением: объем его примерно в пять раз превышал емкость камеры для хранения продуктов, а занимал он около квадратного метра пола. Для изготовления шкафа применялось дерева, а теплоизоляция обеспечивалась пробкой. Стенки первого холодильника были толще, чем броня у танков тех времен: толщина из достигала 140 мм. В качестве хладагента применялся аммиак или сернистый ангидрид – нетрудно догадаться, что его утечка была чревата серьезными проблемами. Сам холодильный агрегат монтировался сверху или снизу, а вращение компрессора обеспечивалось отдельным электродвигателем с ременной передачей. Подшипники полагалось смазывать как минимум раз в неделю.
К 1922 г. в этой области удалось достичь существенных успехов: на один холодильник в среднем приходилось 2,5 посещения обслуживающего персонала в год; к 1924 г. число посещений сократилось до 1,5, а электродвигатель достаточно было смазать один раз в год.

Абсолютно герметичная машина

Для того чтобы внедрить в производство и в быт компрессионные холодильники, необходимо было что-то кардинально поменять в конструкции компрессора. Так, в 1926 году датский инженер Стинструп предложил компании «Дженерал Электрик» совершенно новую конструкцию холодильника – абсолютно герметичную машину, которая вскоре получила название «МОНИТОР ТОП».

Вторым важным усовершенствованием конца 20-х годов, позволившим организовать крупносерийное изготовление холодильников на конвейерных линиях, явился цельнометаллический шкаф, состоящий из двух вставленных один в другой сварных стальных корпусов, между стенками которых укладывалась тепловая изоляция.

И конструкция, и внешний вид холодильника претерпели серьезные изменения, когда шкаф стал цельнометаллическим, холодильный агрегат приобрел компактность и герметичность, а для термоизоляции стала использоваться минеральная вата. Потолком холодильной камеры служила плита, к которой крепилась сама холодильная машина; всё это вставлялось в шкаф сверху. В результате холодильник напоминал своей формой и габаритами изящный платяной шкаф.

Путь холодильника по Европе и Японии

Европа старалась не отставать от Америки, и выпуск домашних холодильников, имеющих машинное охлаждение, стартовал там с 1926 года. Первые холодильники выпустила компания под названием «А-Тевес», а немногим позже, в 1928 году, на ярмарке в  Лейпциге было представлено уже около восьми компаний, изготавливающих компрессионные холодильники емкостью около 150-550 литров.

Практически каждые год-два холодильные машины совершенствовались, качество их улучшалось, технические возможности расширялись, и вскоре немецкие инженеры и производители выпустили в производство новейший тип компрессионной холодильной машины под названием «Аутополяр» и «Аутофригор». Конструкция этих машин была еще более компактной, чем американский «МОНИТОР ТОП». Однако, по целому ряду причин, этот агрегат все же не получил широкого распространения.

В Европе внедрение компрессионных холодильников происходило еще более медленно, чем в США. В 1935 г. находилось в пользовании холодильников с машинным охлаждением (в тыс. шт.): в США 5825; в Англии 60-100; в Германии 30 (в том числе в Берлине 1,7); в Швеции около 17 (в том числе в Стокгольме 8); в Чехословакии (к концу 1933г.) 3,36; в Финляндии 2,5; в Норвегии, в Осло, приблизительно 1; в Венгрии, в Будапеште - 0,05.

Применение фреона. Промышленный «бум»

Использование фреона в холодильной промышленности совершило пусть и небольшую, но все же революцию. В самом начале 30-х годов американские компании «ВЕСТИНГАУЗ» и «ФРИДЖИДЕР» запустили в производство герметичные машины, где в качестве холодильного агента было использовано новое вещество, известное под названием фреон. Фреоны были синтезированы в 1929 г. сотрудниками «Фриджидер» Мидгли, Хэннэ и Мак-Нэри. Изготовление фреонов было освоено химической фирмой «Дюпон», которая за 9,7 млн. долларов купила патенты на право их производства у «Фриджидер». С середины 30-х годов новое соединение фтора - фреон-12 стало вытеснять хлорметил - основной холодильный агент того времени.

«Бум» в производстве холодильников породил в 30-е годы множество разнообразных по конструкции моделей. Зачатки почти всех технических решений, получивших развитие в последующие годы (даже через 20-30 лет), можно найти в холодильниках этого периода.

Очередной инновацией, подхлестнувшей развитие холодильной промышленности, стало применение в герметичных машинах капиллярной трубки в качестве регулирующего органа – пальма первенства здесь принадлежит американской компании "Сэрвал". Это позволило отказаться как от сложного и малоэффективного поплавкового вентиля с ресивером, так и от разгрузочного приспособления в компрессоре – когда компрессор останавливался, хладагент перетекал через капиллярную трубку, выравнивая тем самым давление в системе. Благодаря капиллярной трубке удалось добиться существенного упрощения конструкции агрегата и, как следствие, повышения надежности; тем не менее, окончательную победу новая технология одержала лишь в 40-х годах.

Начиная с 1933 г. фирма «Дженерал электрик», отказавшись от эмалированной стали и луженой меди, стала изготавливать испаритель из нержавеющей стали. Испаритель собирался из двух листов хромоникелевой стали, в которых были выштампованы каналы для прохода фреона и коллекторы; листы соединялись точечной сваркой. Подобная конструкция применялась вплоть до середины 50-х годов.

В модели «Лифтоп», выпущенной в 1934 г., «Дженерал электрик», стремясь удовлетворить спрос на недорогой бытовой холодильник, впервые осуществила прикрепление труб конденсатора к внутренней поверхности корпуса шкафа. Аналогичная конструкция конденсатора применяется сейчас в морозильниках.

Двухдверные гиганты и двухкамерные "младенцы"

Первый двухкамерный холодильник был поставлен на конвейер компанией "Фриджидер" в 1930 году. Как и сегодня, одна камера была предназначена для хранения замороженных продуктов, а другая – для охлаждения при плюсовой температуре. Камеры располагались рядом друг с другом. Через несколько десятков лет такая компоновка получит название "Side-by-Side" и завоюет популярность во всей Северной Америке, но первый опыт продолжения не получил.

Инженеры компании «Триколд рефрижерейшен» подошли к идее двухкамерного холодильника по-другому, разработав компоновку, широко используемую в наши времена европейскими производителями холодильников. Низкотемпературая камера располагалась снизу, а плюсовая – сверху. Охлаждение камер осуществлялось при помощи дух последовательно соединенных испарителей, по одному в каждой камере, и одного компрессора. Повсеместного признания двухиспарительной системе пришлось ждать долго: целых 25 лет.

Многие крупные холодильники, независимо от количества камер, для удобства использования имели две двери, расположенные рядом. Очередной "прорыв" произошел в середине 30-х годов: специалисты фирмы "Ленард" первыми снабдили полками дверные панели. Примерно тогда же на рынке появились и холодильники, встраиваемые в кухонную мебель. Уже к этому времени в США было изготовлено свыше 2 млн., а в Германии - около 40 тыс. компрессионных холодильников.

«Встречают по одежке…»

С середины 30-х годов стала считаться модной (как и в автомобилестроении) плавная, скругленная форма изделий. Чтобы создать впечатление обтекаемости, радиус верхнего угла корпуса шкафа был увеличен, ножки маскировались боковыми стенками, опущенными донизу. Для декоративного оформления стали применять полоски из нержавеющей стали или хромированные. Требования рынка (удобство пользования) заставили изготовителей перейти преимущественно на нижнее расположение холодильного агрегата, хотя это усложнило его конструкцию и затруднило сборку шкафа. Тенденция к "обтекаемости" усилилась в последующие годы, ее господство продолжалось в течение двух десятилетий.

Бытовой холодильник в эпоху СССР

В СССР первый домашний холодильник был сконструирован в 1935-1937 годах. Пилотную партию холодильных машин (ХТЗ-120) выпустил в 1939 году Харьковский тракторный завод. Затем, через несколько лет, ведущие советские инженеры и разработчики спроектировали и наладили выпуск еще более новой, усовершенствованной  модели холодильника: на автозаводе им. Лихачева была создана герметичная фреоновая машина. Так, бытовые холодильники марки ЗИЛ, которые мы можем помнить еще со времен нашего детства, начали производиться в марте 1951 года. Серийное производство росло, и в том же году в Саратове с конвейера сошел компрессионный холодильник «Саратов» объемом всего 85 литров. Производство небольших (45 л) газовых абсорбционных холодильников было организовано на Московском заводе домашних холодильников (бывший 'Газоаппарат') еще ранее, в 1945 г.

Технический прогресс и статистика

Вторая половина 50-х годов принесла существенные новшества. В 1954 г. американские фирмы «Олин Матчесон» и «Рейнольдс алюминиум» разработали прокатно-сварной способ изготовления испарителей из алюминия под названием ролл-бонд. В 1956 г. этот метод был освоен в Англии и ФРГ, в 1958 г. - в СССР. Технологичность и устойчивость к коррозии обусловили быстрое распространение алюминиевых испарителей в холодильниках. Доля холодильников с алюминиевыми испарителями в общем выпуске составила: в 1957 г в США - 75%, в ФРГ - 50%; в СССР в 1958 г. - около 30% (холодильники ЗИЛ). С целью увеличения объема низкотемпературного отделения испарители стали делать во всю ширину камеры.

В середине 50-х в качестве материалов для дверных панелей начал применяться полистрол и метод вакуумного формирования. Полистрол находил всё более широкое применение: вскоре из него начали изготавливаться и внутренние камеры. Для термоизоляции начал использоваться пенополистирол и пенополиуретан; уже в 1959 году более 5% британских холодильников теплоизолировались при помощи этого материала. В свою очередь, японские производители всё шире применяли сверхтонкое (5-6 мкм) стекловолокно.

Наметилась тенденция возврата к прежней, прямоугольной форме шкафа. Дно холодильной камеры стали располагать почти у самого пола; это было неудобно для потребителя, но позволяло максимально эффективно использовать пространство, занимаемое шкафом. Отчасти поэтому в Европе предпочитали монтировать конденсаторы на задней стенке шкафа. Конструкция конденсаторов также претерпела изменения.

Пластмассовый «переворот»

В начале 60-х, когда пластик всё увереннее входил в быт, в холодильной индустрии США началось широкое применение нового вода пластмасс – акрил-бутадиенового стирола (АБС). Высокие механические свойства, а главное – стойкость по отношению к фреону определили хорошие перспективы нового материала.

Шестидесятые годы ознаменовались широким распространением в Европе простых в изготовлении пластмассовых внутренних камер. В США основным конструкционным материалом для камер остался металл. Это объясняется относительно низкими ценами на него и наличием высокопроизводительных автоматических линий по изготовлению металлических камер. Однако, чтобы успешно конкурировать с пластмассами, необходимо было упростить процесс эмалирования стальной камеры либо изыскать новые виды покрытий. В начале 60-х годов в США освоен целый ряд новых процессов: однослойное эмалирование, гальваническое покрытие стали, покрытие металла пластмассой. Для изготовления камер стали использовать окрашенный алюминий.

Развитие электроники, появление новых материалов, усовершенствование технологических процессов, наконец, новый подход к дизайну бытовой техники – все эти факторы сделали холодильник таким, каким мы привыкли его видеть. Но современные устройства для охлаждения и замораживания продуктов, набитые самой современной электроникой, способные выполнять множество других функций, включая самые экзотические – тема для отдельного разговора.