Уоррен С. Джонсон

Уоррен С. Джонсон (англ. Warren S. Johnson) — американский инженер, изобретатель и предприниматель, наиболее известный как создатель первого электрического комнатного термостата и основатель компании Johnson Controls (ныне — Johnson Controls International plc, один из крупнейших мировых производителей систем отопления, вентиляции, кондиционирования и автоматизации зданий). Его изобретения и инженерные решения заложили основы современной климатической техники и систем управления микроклиматом.

Биография

Ранние годы и образование

Уоррен С. Джонсон родился 6 ноября 1847 года в городе Лестер (штат Вермонт, США). Точных сведений о его родителях и раннем детстве сохранилось мало. Известно, что он получил начальное образование в местной школе, а затем поступил в колледж, который окончил в 1869 году. В 1871 году он переехал в город Милуоки (штат Висконсин), где начал свою профессиональную карьеру.

Начало карьеры

Первоначально Джонсон работал учителем в школе, а затем стал директором школы в городе Уайтуотер (штат Висконсин). Параллельно он проявлял интерес к механике и электротехнике, самостоятельно изучая принципы работы электрических цепей и устройств. В 1870-х годах он начал экспериментировать с электрическими системами управления, что впоследствии привело к его главному изобретению.

Изобретение термостата

В 1883 году, работая в школе, Джонсон столкнулся с проблемой нестабильной температуры в помещениях. Угольные печи, которыми отапливались здания, требовали постоянного ручного регулирования, что было неудобно и неэффективно. Джонсон разработал устройство, которое автоматически включало и выключало подачу тепла в зависимости от температуры воздуха. 8 января 1884 года он получил патент США № 281 884 на «электрический термостат». Это был первый в мире электрический термостат, работающий на принципе биметаллической пластины, которая замыкала или размыкала электрическую цепь при изменении температуры.

Основание компании

В 1885 году Джонсон основал компанию Johnson Electric Service Company (позже переименованную в Johnson Controls) для коммерциализации своего изобретения. Первоначально компания занималась производством и установкой термостатов, а также систем автоматического управления отоплением. В 1890-х годах ассортимент продукции расширился: компания начала выпускать электрические звонки, системы сигнализации и другие устройства для автоматизации зданий.

Поздние годы и смерть

Уоррен С. Джонсон продолжал руководить компанией до своей смерти. Он также занимался другими изобретениями, включая усовершенствования в области электрических аккумуляторов и систем освещения. Умер 5 декабря 1911 года в Милуоки (штат Висконсин). После его смерти компания Johnson Controls продолжила развитие и стала одной из ведущих корпораций в мире.

Изобретения и технические достижения

Электрический термостат

Основное изобретение Джонсона — электрический термостат — представлял собой устройство, состоящее из биметаллической пластины, контактов и электромагнита. При повышении температуры пластина изгибалась, размыкая контакты и отключая подачу топлива (например, угля или газа) в печь. При понижении температуры пластина возвращалась в исходное положение, замыкая контакты и возобновляя подачу тепла. Это изобретение позволило автоматизировать процесс отопления, значительно повысив комфорт и энергоэффективность.

Системы автоматизации зданий

Помимо термостата, Джонсон разработал и запатентовал ряд устройств для автоматизации зданий, включая:

• Электрические системы сигнализации — для оповещения о пожаре или проникновении.
• Системы управления освещением — автоматическое включение и выключение света в зависимости от времени суток или присутствия людей.
• Устройства для управления вентиляцией — регулировка подачи свежего воздуха в зависимости от температуры и влажности.

Вклад в развитие электротехники

Джонсон также внёс вклад в развитие электротехники, в частности в области электрических аккумуляторов и систем электропитания. Он экспериментировал с различными типами батарей, стремясь повысить их ёмкость и срок службы. Некоторые из его разработок в этой области были использованы в ранних электрических автомобилях и системах резервного питания.

Компания Johnson Controls

История и развитие

Компания Johnson Electric Service Company, основанная в 1885 году, первоначально занималась только установкой и обслуживанием термостатов. В 1890-х годах она начала производить собственные компоненты, а в 1900-х годах вышла на рынок систем автоматизации зданий. В 1978 году компания сменила название на Johnson Controls, Inc. В 2016 году Johnson Controls объединилась с Tyco International, образовав Johnson Controls International plc (JCI).

Современная деятельность

На сегодняшний день Johnson Controls International plc (штаб-квартира — Корк, Ирландия) является одной из крупнейших компаний мира по производству систем отопления, вентиляции, кондиционирования, автоматизации зданий и систем безопасности. Компания работает в более чем 150 странах, её годовая выручка превышает 20 миллиардов долларов США. Johnson Controls поставляет продукцию для жилых, коммерческих и промышленных зданий, а также для объектов инфраструктуры.

Влияние на отрасль

Изобретения Уоррена С. Джонсона и созданная им компания оказали значительное влияние на развитие климатической техники и систем управления зданиями. Термостат стал основой для современных систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC), а принципы автоматизации, заложенные Джонсоном, используются в современных системах «умного дома» и автоматизации зданий (BMS).

Применение изобретений

В жилых зданиях

Электрический термостат Джонсона стал стандартным элементом систем отопления в жилых домах. Современные термостаты, хотя и значительно усовершенствованы (программируемые, с Wi-Fi-управлением), по-прежнему основаны на том же принципе — автоматическом регулировании температуры.

В коммерческих и промышленных зданиях

Системы автоматизации зданий, разработанные на основе идей Джонсона, используются в офисах, торговых центрах, больницах, школах и на заводах. Они позволяют экономить энергию, повышать комфорт и обеспечивать безопасность.

В транспортных средствах

Принципы, заложенные Джонсоном, применяются в системах климат-контроля автомобилей, поездов, самолётов и кораблей. Автоматические регуляторы температуры и влажности стали неотъемлемой частью современного транспорта.

Интересные факты

• Первый термостат Джонсона был установлен в здании школы в Уайтуотере, где он работал директором. Система работала от угольной печи и электрического звонка, который оповещал кочегара о необходимости добавить угля.
• Патент на термостат был получен Джонсоном в 1884 году, но первые коммерческие продажи начались только в 1885 году, когда была основана компания.
• В 1890-х годах Johnson Controls начала производить электрические звонки и системы сигнализации, которые использовались в отелях и больницах.
• В 1900-х годах компания разработала одну из первых систем автоматического управления освещением, которая включала и выключала свет в зависимости от времени суток.
• Уоррен С. Джонсон был не только инженером, но и предпринимателем. Он лично участвовал в переговорах с клиентами и продвигал свои изобретения на рынке.

Критика и наследие

Изобретения Джонсона не подвергались серьёзной критике, однако некоторые историки отмечают, что его термостат был не единственным в своём роде. В 1880-х годах над аналогичными устройствами работали и другие изобретатели, например, Альберт Бутц (США) и Уильям Х. Уолкер (Великобритания). Тем не менее, именно Джонсону удалось коммерциализировать своё изобретение и создать компанию, которая стала мировым лидером в своей области.

Наследие Уоррена С. Джонсона заключается в том, что он заложил основы современной климатической техники и систем автоматизации зданий. Его изобретения продолжают использоваться миллионами людей по всему миру, а компания Johnson Controls остаётся одним из ключевых игроков на рынке HVAC и автоматизации.

Источники

• Патент США № 281 884 «Electric Thermostat» (1884)
• История компании Johnson Controls (официальный сайт)
• Биографические данные из архивов штата Висконсин
• Энциклопедия изобретений и технологий (издание 1990 года)
• Статьи в журналах «IEEE History Center» и «ASHRAE Journal»