Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Król chłodu - Willis Carter

Król chłodu - Willis Carter
Co łączy "czarownice z Salem" z klimatyzacją? Nie, nie jest to metoda chłodzenia ludzi na płonącym stosie, lecz osoba Willisa Carriera (1). Wynalazca ten rozłożył problem chłodzenia na elementy pierwsze i stworzył nowoczesną klimatyzację, zaś z Salem ma tyle wspólnego, że jego pra-pra-pra… itd. zginęła na stosie z powodu oskarżenia sąsiadów, z którymi toczyła spór o granicę posesji.

Willis Haviland Carrier urodził się 26 listopada 1876 r. w Angoli w stanie Nowy Jork. Tam, na farmie rodziców, spędził dzieciństwo. Rodzice poświęcali sporo uwagi jedynakowi i dbali o jego staranną edukację. "Kiedyś mama powiedziała mi, żebym przyniósł z piwnicy patelnię z jabłkami," wspominał. "Kazała mi pokroić je na połówki, ćwiartki i ósemki oraz dodawać i odejmować części. Ułamki nabrały dla mnie nowego znaczenia i czułem, że żadne problemy nie będą dla mnie zbyt trudne - po prostu podzielę je na coś prostego, by stały się łatwe do rozwiązania".

Zatem to rodzice podsycali jego intelektualne pasje i ciekawość. Robili to skutecznie, bo młody Carrier otrzymał czteroletnie stypendium na Uniwersytecie Cornell. Zaraz po ukończeniu w 1901 r. inżynierii mechanicznej i elektrycznej dostał pracę w firmie Buffalo Forge, specjalizującej się w projektowaniu oraz produkcji silników parowych i pomp.

Błyskawiczna kariera zdolnego inżyniera

Od razu mógł zmierzyć się z innowacyjnym projektem. Miał opracować system ogrzewania do suszenia tarcicy i kawy. Carrier przeprowadził własne testy i eksperymenty w celu ulepszenia konstrukcji kotłów i niezbędnych w tym procesie wentylatorów nadmuchowych, a jego wysiłki były tak udane, że po niespełna roku pracy firma awansowała go na stanowisko dyrektora inżynierii eksperymentalnej.

W 1902 roku stanął przed kolejnym wyzwaniem. Firma poligraficzna z Nowego Jorku zwróciła się do Buffalo Forge Company z problemem kontroli ciepła i wilgotności w zakładzie produkcyjnym, ponieważ oba czynniki wpływają na parametry papieru drukarskiego, a nawet tuszu, obniżając w konsekwencji jakość druku. Nowy system kontroli wilgotności, opracowany specjalnie dla drukarni, okazał się skuteczny. Była to pierwsza na świecie klimatyzacja, choć wtedy nie używano jeszcze tej nazwy.

Po tak spektakularnym sukcesie Carrier mógł kontynuować bez przeszkód swoje obliczenia oraz testy. Dzięki jego innowacjom wzrosły zyski firmy, spadła liczba reklamacji. Specjalnie dla niego powstał dział badawczy i w 1906 r. 30-letni Carrier uzyskał pierwszy patent na aparatu do obróbki powietrza, czyli komory zraszania (2). Urządzenie było napędzane przez niskociśnieniowy system odśrodkowy, który wciągał powietrze i przepuszczał je przez filtr oraz cewki wypełnione płynem chłodzącym, a następnie wypuszczał do pomieszczenia. Gorące powietrze wytwarzane przez silnik było kierowane na zewnątrz. Carrier odkrył również, że "stałe obniżenie punktu rosy zapewnia praktycznie stałą wilgotność względną".

2. Rysunki techniczne z wniosku patentowego na system klimatyzacyjny Willisa Carriera

Równocześnie inżynier pracował nad stworzeniem katalogu produktów Buffalo Forge wraz z poradnikiem dla inżynierów. W publikacji znalazło się wiele wyników jego badań, informacje z podstaw psychrometrii i wykres psychrometryczny, tzw. wykres Carriera. Opisane studium wzbudziło ogromne zainteresowanie nie tylko w USA i wpłynęło na rozpoczęcie wielu innych badań dotyczących klimatyzacji.

Osiągnięcia Amerykanina znalazły się m.in. w "Rational Psychrometric Formulae". Opracowanie, w którym wynalazca przedstawił szczegółowe wyjaśnienie jego psychrometrycznych badań oraz analizę związków między wilgotnością względną, wilgotnością bezwzględną i temperaturą punktu rosy, przetłumaczono na wiele języków.

W 1914 r. Carrier wydał pierwszy podręcznik dla inżynierów klimatyzacji z autorską metodą obliczania strat ciśnienia liniowego i miejscowego w przewodach wentylacyjnych. Co interesujące, wciąż jest ona wykorzystywana. Jak wspominał Carrier, na genialne pomysły wpadł, gdy czekał na pociąg we mgle, spowijającej stację kolejową.

Rewolucja w salach kinowych

Wskutek wojennych zawirowań Buffalo Forge zmieniła profil produkcji. W 1915 r. Carrier wraz z przyjacielem Irvine Lyle oraz 6 innymi inżynierami założyli własną firmę w Nowym Jorku - Carrier Engineering Corporation z kapitałem startowym niespełna 33 tys. USD. Już w pierwszym roku Carrier Corporation dostała czterdzieści kontraktów na systemy klimatyzacyjne. Stabilność firmy była niezagrożona, Carrier mógł rozwijać badania. Efektem jego pracy były kolejne innowacje np. system z wykorzystaniem zjawiska indukcji powietrza, co pozwalało zmniejszyć ilość nawiewanego powietrza i obniżyć koszty eksploatacji klimatyzacji.

W 1920 roku Carrier miał już gotowy do produkcji projekt nowego urządzenia chłodniczego (3) z kompresorem odśrodkowym z napędem bezpośrednim. W urządzeniu zrezygnowano z amoniaku, który zastąpiono nietoksyczną substancją dichloroeten C2H2Cl2. W 1921 r. firma rozpoczęła produkcję agregatów w nowej siedzibie w Newark w stanie New Jersey. Sprężarkę odśrodkową oraz środek dichloroeten C2H2Cl2 importowano z Niemiec. Urządzenie opatentowano, a w 1922 r. przedsiębiorstwo otworzyło filię w Anglii. Sukces przyniósł zlecenie na wykonanie w 1925 r. klimatyzacji dla w Rivoli Theatre w Nowym Jorku.

3. Willis Carrier obok maszyny klimatyzacyjnej którą zbudował

Firma miała już na koncie wielkie realizacje, jak klimatyzacja w domu towarowym JL Hudson w Detroit oraz instalację do mrożenia tafli lodowej w hali hokejowej w Madison Square Garden w Nowym Jorku. Jednak to reklama towarzysząca modernizacji gmachu nowojorskiego teatru, a także obecność na widowni szefa Paramount Pictures, Adolpha Zukora, przyniosły Carrier Corporation prawdziwy rozgłos i otworzyły nowy rynek - na systemy chłodzące w salach kinowych, które dotąd były latem zamykane.

Dla Carriera nowe zlecenia oznaczały też nowe pomysły i rozwiązania. W 1927 r. wynalazca opatentował nawiewki w kształcie dyszy, montowane pod sufitem, zaś w 1928 r. własny środek chłodniczy Carrier I. W 1930 roku wykonał klimatyzację na statku pasażerskim i w wagonie kolejowym (4). W 1939 r. opracował i zbudował system klimatyzacyjny - Conduit Weathermaster - dla drapaczy chmur. Wykorzystał nowe, opatentowane dopiero kilka lat później, rozwiązanie z agregatami, które instalował pod oknami. Na potrzeby armii opracował system Redgehog do zrzucania bomb głębinowych.

4. Maszyna do schładzania wnętrza pociągu Willisa Carriera

Jeden z ostatnich projektów, nad którymi pracował Carrier, obejmował wykonanie instalacji chłodzącej do tunelu aerodynamicznego o przekroju poprzecznym 180 m², gdzie badano prototypy samolotów. Prace nad tą realizacją trwały 4 lata. Wynalazca musiał opracować system, który miał schłodzić do temperatury –50°C setki tysięcy metrów sześciennych powietrza na godzinę. W momencie powstania był to największy system klimatyzacyjny. Carrier kontynuował badania i otrzymał jeszcze kilka patentów przed swoją śmiercią w 1950 r. W 1942 r. Uniwersytet Alfreda przyznał Carrierowi doktorat honoris causa, został również przyjęty do Galerii Sław Wynalazców Narodowych i Galerii Sław Muzeum Nauki w Buffalo. Firma Carrier Corporation nadal pozostaje największym producentem urządzeń klimatyzacyjnych na świecie.

Mirosław Usidus