Історія виникнення та розвитку холодильника

Холодильне обладнання

На початку XX століття, а точніше в 1910 році, в США був винайдений перший домашній холодильник, що мав машинне охолоджування. Цілий рік після створення цієї машини відкриття удосконалювалося і піддавалося різним модифікаціям. Саме тоді, рік потому, в 1911 році успішна американська компанія «Дженерал Електрик» ризикнула першою запустити у виробництво холодильний агрегат під назвою «Одіфрен», який призначався для вживання як в домашніх умовах, так і в торгівлі. Ця холодильна машина отримала ім’я її творця, французького фізика Марселя Одіфрена, і відрізнялася досить оригінальною конструкцією. Але це ще не всі достоїнства нового агрегату. Машина, винайдена французьким фізиком, вперше працювала на автоматиці! Її конструкцію Одіфрен розробив і запатентував ще в 1895 році. До достоїнств революційної холодильної машини відносилися відмінний теплообмін, відсутність клапанів, сальників і легкість в обслуговуванні. Міняти приводні паси і змащувати підшипники доводилося всього лише один-два рази в рік. Компанія «Дженерал Електрик» цілком успішно випускала такі холодильні установки протягом сімнадцяти років, аж до 1928 року.

Тим часом, не лише «Дженерал Електрик» займалася випуском холодильних машин. Ще один домашній холодильник з автоматичним регулюванням розробив і створив учений-інженер Копеланд, і вже в 1918 році компанія «Кельвінейтор», не втрачаючи часу, запустила цей агрегат у виробництво. Протягом року фірмою було виготовлено шістдесят сім таких холодильників.

І виробництво стартувало.

Час йшов, і в 1925 році в США почали постійно випускати холодильні агрегати, що мають машинне охолоджування. Протягом року з конвеєра зійшли 64 тисячі холодильних машин, що дало точку відліку швидкому зростанню виробництва в цій області, який, правда, дещо сповільнився в 30-х роках – з вини економічної кризи.

Перший холодильник з машинним охолоджуванням був громіздкою спорудою: об’єм його приблизно в п’ять разів перевищував ємкість камери для зберігання продуктів, а займав він біля квадратного метра підлоги. Для виготовлення шафи застосовувалося дерево, а теплоізоляція забезпечувалася пробкою. Стінки першого холодильника були товщі, ніж броня танків тих часів: товщина досягала 140 мм. Як холодильний агент застосовувався аміак або сірчистий ангідрид – неважко здогадатися, що його витік був чреватий серйозними проблемами. Сам холодильний агрегат вмонтовувався зверху або знизу, а обертання компресора забезпечувалося окремим електродвигуном з ремінною передачею. Підшипники належало змащувати як мінімум раз на тиждень.

До 1922 р. в цій області удалося досягти істотних успіхів: на один холодильник в середньому доводилося 2,5 викликів обслуговуючого персоналу в рік; до 1924 р. число викликів скоротилося до 1,5, а електродвигун досить було змастити один раз в рік.

Для того, щоб впровадити у виробництво і в побут компресійні холодильники, необхідне було щось кардинально поміняти в конструкції компресора. Так, в 1926 році датський інженер Стінструп запропонував компанії «Дженерал Електрик» абсолютно нову конструкцію холодильника – абсолютно герметичну машину, яка незабаром отримала назву «Монітор Топ».

Другим важливим удосконаленням кінця 20-х років, що дозволило організувати великосерійне виготовлення холодильників на конвеєрних лініях, з’явилася суцільнометалева шафа, що складається з двох вставлених один в іншій зварних сталевих корпусів, між стінками яких укладалася теплова ізоляція.

І конструкція, і зовнішній вигляд холодильника зазнали серйозні зміни, коли шафа стала суцільнометалевою, холодильний агрегат придбав компактність і герметичність, а для термоізоляції почала використовуватися мінеральна вата. Стелею холодильної камери служила плита, до якої кріпилася сама холодильна машина; все це вставлялося в шафу зверху. В результаті холодильник нагадував своєю формою і габаритами витончену платтяну шафу.

Європа прагнула не відставати від Америки, і випуск домашніх холодильників, що мають машинне охолоджування, стартував там з 1926 року. Перші холодильники випустила компанія під назвою «А-тевес», а дещо пізніше, в 1928 році, на ярмарку в Лейпцигу було представлено вже близько восьми компаній, що виготовляють компресійні холодильники ємкістю близько 150-550 літрів.

Практично кожні рік-два холодильні машини удосконалювалися, якість їх покращувалося, технічні можливості розширювалися, і незабаром німецькі інженери і виробники випустили у виробництво новітній тип компресійної холодильної машини під назвою «Аутополяр» і «Аутофрігор». Конструкція цих машин була ще компактнішою, ніж американський «Монітор Топ». Проте, з цілого ряду причин, цей агрегат все ж не набув широкого поширення.

У Європі впровадження компресійних холодильників відбувалося ще повільніше, ніж в США. У 1935 р. знаходилося в користуванні холодильників з машинним охолоджуванням (у тис. шт.): у США 5825; у Англії 60-100; у Германії 30 (у тому числі в Берліні 1,7); у Швеції близько 17 (у тому числі в Стокгольмі 8); у Чехословакії (до кінця 1933г.) 3,36; у Фінляндії 2,5; у Норвегії, в Осло, приблизно 1; у Угорщині, в Будапешті – 0,05.

Використання фреону в холодильній промисловості зробило хай і невелику, але все таки революцію. На самому початку 30-х років американські компанії «Вестінгауз» і «Фріджидер» запустили у виробництво герметичні машини, де як холодильний агент було використано нову речовину, відому під назвою фреон. Фреони були синтезовані в 1929 р. співробітниками «Фріджидер» Мідглі, Хенне і Мак-нері. Виготовлення фреонів було освоєне хімічною фірмою «Дюпон», яка за 9,7 млн. доларів купила патенти на право їх виробництва у «Фріджидер». З середини 30-х років нове з’єднання фтору – фреон-12 почало витісняти хлор-метил – основний холодильний агент того часу.

«Бум» у виробництві холодильників породив в 30-і роки безліч різноманітних по конструкції моделей. Зачатки майже всіх технічних рішень, що отримали розвиток в подальші роки (навіть через 20-30 років), можна знайти в холодильниках цього періоду.

Черговою інновацією, що підхльоснула розвиток холодильної промисловості, стало вживання в герметичних машинах капілярної трубки як регулюючий орган – пальма першості тут належить американській компанії «Сервал». Це дозволило відмовитися як від складного і малоефективного поплавцевого вентиля з ресивером, так і від розвантажувального пристосування в компресорі – коли компресор зупинявся, холодоагент перетікав через капілярну трубку, вирівнюючи тим самим тиск в системі. Завдяки капілярній трубці удалося добитися істотного спрощення конструкції агрегату і, як наслідок, підвищення надійності; проте, остаточну перемогу нова технологія отримала лише в 40-х роках.

Починаючи з 1933 р. фірма «Дженерал електрик», відмовившись від емальованої сталі і лудженої міді, почала виготовляти випарник з неіржавіючої сталі. Випарник збирався з двох листів хромонікелевої сталі, в яких були виштампувані канали для проходу фреону і колектори; листи з’єднувалися точковою зваркою. Подібна конструкція застосовувалася аж до середини 50-х років.

У моделі «Ліфтоп», випущеній в 1934 р., «Дженерал електрик», прагнучи задовольнити попит на недорогий побутовий холодильник, вперше здійснила прикріплення труб конденсатора до внутрішньої поверхні корпусу шафи. Аналогічна конструкція конденсатора застосовується зараз в морозильниках.

Перший двокамерний холодильник був поставлений на конвеєр компанією «Фріджидер» в 1930 році. Як і сьогодні, одна камера була призначена для зберігання заморожених продуктів, а інша – для охолоджування при плюсовій температурі. Камери розташовувалися поруч одна з одною. Через декілька десятків років така компоновка отримає назву «Side-by-side» і завоює популярність у всій Північній Америці, але перший досвід продовження не отримав.

Інженери компанії «Тріколд рефріжерейшен» підійшли до ідеї двокамерного холодильника по-іншому, розробивши компоновку, широко використовувану в наші часи європейськими виробниками холодильників. Низькотемпературна камера розташовувалася знизу, а плюсова – зверху. Охолоджування камер здійснювалося при допомозі двох послідовно сполучених випарників, поодинці в кожній камері, і одного компресора. Повсюдного визнання двохвипарній системі довелося чекати довго: цілих 25 років.

Багато крупних холодильників, незалежно від кількості камер, для зручності використання мали двоє дверей, розташованих поруч. Черговий «прорив» стався в середині 30-х років: фахівці фірми «Леонард» першими забезпечили полицями дверні панелі. Приблизно тоді ж на ринку з’явилися і холодильники, що вбудовуються в кухонні меблі. Вже до цього часу в США було виготовлено понад 2 млн., а в Германії – близько 40 тис. компресійних холодильників.

З середини 30-х років почала вважатися за модну (як і в автомобілебудуванні) плавна, округла форма виробів. Щоб створити враження обтічності, радіус верхнього кута корпусу шафи був збільшений, ніжки маскувалися бічними стінками, опущеними донизу. Для декоративного оформлення почали застосовувати смужки з неіржавіючої сталі або хромовані. Вимоги ринку (зручність користування) змусили виробників перейти переважно на нижнє розташування холодильного агрегату, хоча це ускладнило його конструкцію і утруднило збірку шафи. Тенденція до «обтічності» посилилася в подальші роки, її панування продовжувалося протягом двох десятиліть.

У СРСР перший домашній холодильник був сконструйований в 1935-1937 роках. Пілотну партію холодильних машин (ХТЗ-120) випустив в 1939 році Харківський тракторний завод. Потім, через декілька років, провідні радянські інженери і розробники спроектували і налагодили випуск ще новішої, вдосконаленої моделі холодильника: на автозаводі ім. Ліхачова була створена герметична фреонова машина. Так, побутові холодильники марки ЗІЛ, які ми можемо пам’ятати ще з часів нашого дитинства, почали вироблятися в березні 1951 року. Серійне виробництво зростало, і в тому ж році в Саратові з конвеєра зійшов компресійний холодильник «Саратов» об’ємом всього 85 літрів. Виробництво невеликих (45 л) газових абсорбційних холодильників було організоване на Московському заводі домашніх холодильників (колишній «Газоапарат») ще раніше, в 1945 р.

Друга половина 50-х років принесла істотні новини. У 1954 р. американські фірми «Олін Матчесон» і «Рейнольдс алюмініум» розробили прокатно-зварний спосіб виготовлення випарників з алюмінію під назвою ролл-бонд. У 1956 р. цей метод був освоєний в Англії і ФРН, в 1958 р. – в СРСР. Технологічність і стійкість до корозії зумовили швидке поширення алюмінієвих випарників в холодильниках. Частка холодильників з алюмінієвими випарниками в спільному випуску склала: у 1957 р. в США – 75%, у ФРН – 50%; у СРСР в 1958 р. – близько 30% (холодильники ЗІЛ). З метою збільшення об’єму низькотемпературного відділення випарники почали робити у всю ширину камери.

В середині 50-х як матеріали для дверних панелей зачав застосовуватися полістирол і метод вакуумного формування. Полістрол знаходив все більш широке вживання: незабаром з нього почали виготовлятися і внутрішні камери. Для термоізоляції почав використовуватися пінополістирол і пінополіуретан; вже в 1959 році більше 5% британських холодильників теплоізолювались за допомогою цього матеріалу. У свою чергу, японські виробники все ширше застосовували надтонке (5-6 мкм) скловолокно.

Намітилася тенденція повернення до колишньої, прямокутної форми шафи. Дно холодильної камери почали розташовувати майже біля самої підлоги; це було незручно для споживача, але дозволяло максимально ефективно використовувати простір, займаний шафою. Частково тому в Європі вважали за краще вмонтовувати конденсатори на задній стінці шафи. Конструкція конденсаторів також зазнала зміни.

На початку 60-х, коли пластик все впевненіше входив в побут, в холодильній індустрії США почалося широке вживання нового виду пластмас – акріл-бутадієнового стиролу (АБС). Високі механічні властивості, а головне – стійкість по відношенню до фреону визначили хороші перспективи нового матеріалу.

Шістдесяті роки ознаменувалися широким поширенням в Европе простих у виготовленні пластмасових внутрішніх камер. У США основним конструкційним матеріалом для камер залишився метал. Це пояснюється відносно низькими цінами на нього і наявністю високопродуктивних автоматичних ліній по виготовленню металевих камер. Проте, щоб успішно конкурувати з пластмасами, необхідно було спростити процес емалювання сталевої камери або знайти новий вигляд покриттів. На початку 60-х років в США освоєна ціла низка нових процесів: одношарове емалювання, гальванічне покриття сталі, покриття металу пластмасою. Для виготовлення камер почали використовувати забарвлений алюміній.

Розвиток електроніки, поява нових матеріалів, удосконалення технологічних процесів, нарешті, новий підхід до дизайну побутової техніки – всі ці чинники зробили холодильник таким, яким ми звиклися його бачити. Але сучасні пристрої для охолоджування і заморожування продуктів, набиті найсучаснішою електронікою, здатні виконувати безліч інших функцій, включаючи самі екзотичні – тема для окремої розмови.