Алюминиевая революция
Для того чтобы нагрев помещения происходил эффективней, площадь соприкосновения радиатора с воздухом стараются сделать максимальной. Но большая площадь – это большой вес изделия. Поэтому конструкторы постоянно искали новые материалы для изготовления приборов. Сталь, при всех достоинствах, имела теплоотдачу ниже, чем у чугуна, кроме того, ее сложно обрабатывать.
Точную дату изобретения алюминиевого радиатора сегодня вряд ли кто сможет назвать. По одной из версий, методику отливки радиаторов из алюминия разработал в середине 1960‑х годов итальянец Гаэтано Группьони. По другим сведениям, впервые использовал алюминий в качестве материала отопительных батарей некто Коррадини, основатель компании FARAL.
Алюминиевые устройства – легкие, имеющие прекрасную теплоотдачу, – произвели подлинную революцию в деле отопления домов. Однако у этого металла есть один существенный недостаток. Дело в том, что теплоноситель в трубах системы теплоснабжения иногда находится под очень высоким давлением и прочности алюминиевых радиаторов недостаточно для использования в таких условиях. Кроме того, находящиеся в технической горячей воде присадки, призванные бороться с накипью в подводящих трубах, быстро разрушают внутреннюю поверхность батарей.
Поэтому алюминиевые радиаторы используют только в автономных системах низкого давления, использующих специальный неагрессивный теплоноситель, подобный автомобильному тосолу.
Отопление жилищ на Руси – истоки развития
Отопление жилищ на Руси – истоки развития
Со времен, когда человек смог покорить стихию огня, начался длительный и полный противоречий путь к цивилизованному обществу. Вместе с необходимостью добывать и готовить пищу, еще первобытные люди ощутили потребность обогревать свои жилища, обеспечивая себе комфортные условия для существования. В разных уголках планеты развитие отопительных систем имело собственные особенности, в зависимости от условий окружающей среды, традиций и верований. Краткая история систем для обогрева домов На обширной территории современной России археологам удалось обнаружить разнообразные приспособления для обогрева помещений, которые использовались народами на протяжении тысячелетий. Первые прототипы печек попросту складывались древними племенами из булыжников без применения связующего раствора. А вот городские жители Древней Руси уже активно использовали ставшую уже классической печь, причем в южных регионах она изготавливалась из глины, а в северных – вытесывалась з камня.
Приблизительно в 16-17 веке наиболее богатые боярские древнерусские хоромы имели достаточно развитую отопительную систему, тепло поступало в комнаты благодаря изразцовым печам, а продукты горения и дым выводили по специально проложенным трубам, которые зачастую вели так, чтоб дополнительно обогреть помещения. Если температура в комнатах не поднималась до желанной отметки, части жилища дополнительно оборудовались каминами. Главными центрами развития традиционного русского печного искусства считались Москва и другие крупные городские образования, именно здесь существовали специальные школы, зарождались новые оригинальные конструкции. Действительно хорошие мастера печных дел ценились на вес золота. Последствия технического прогресса Благодаря инновациям, активно внедряемым Петром I, на Руси широко развивалось кирпичное производство, тесно связанное с созданием печей, также началась продажа чугунных и стальных нетеплоемких печей, что стало настоящим прорывом в те времена. Вскоре началась борьба против возведения в городах печей с деревянными трубами и курных печей, так как они часто становились причинами страшных пожаров. Получила распространение профессия трубочиста – произошло это после выхода в 1721 году приказа об обязательном ежемесячном очищении печных труб. Затем началась совершенно новая эра с использованием пара и горячей воды в качестве теплоносителей, именно в России была изобретена первая в мире полноценная батарея. Современные жители России не испытывают сложностей и неудобств с отоплением собственных домов и квартир, ведь существует огромное количество доступных приборов (радиаторов, конвекторов и т.д.)
Наша компания рекомендует обратить внимание на напольные, настенные и внутрипольные конвекторы Jaga – ведь именно эти качественные и долговечные системы отопления бельгийского производства гарантируют максимальную эффективность работы при минимальных затратах денег и энергии
Безопасность превыше всего
Основным минусом отопления печами была значительная угроза пожаров. Потому истопникам приходилось внимательно следить за работой каминов и дымоходов. Так, от несовершенства системы отопления пострадал Зимний дворец. В 1837 году тут произошел такой сильный пожар, который длился 30 часов, что его пришлось восстанавливать 2 года. При этом оформление 2 и 3 этажей вообще было безвозвратно потеряно.
В 1842-1843 годах под парадными залами реанимированного дворца установили новые сооружения. Они представляли собой пневматические печи, созданные инженером Аммосовым. В первый раз такая система отопления использовалась в Академии художеств. После чего она получила распространение в домах состоятельных людей столицы. На протяжении нескольких лет ученый единственный пользовался правом на конструирование подобных печей. Однако впоследствии его система попала в другие страны и стала называться русской.
Аммосовские печи устанавливали в подвальных помещениях. При этом в стенах здания размещали каналы, которые отличались по предназначению и делились на несколько разновидностей – жаровые, вентиляционные и дымовые.
Так, с помощью жаровых каналов в помещение поступал горячий воздух. Вентиляционные каналы использовались для его выведения. При этом дымовые элементы помогали удалять дым из топок печей и каминов. Благодаря этому отопительная система становилась значительно безопаснее. Тем не менее, аммосовская система обладала и рядом минусов. Люди преимущественно жаловались на повышенную сухость воздуха и шум. Нужно сказать, что при дожде и ветре в домах слышался страшный вой.
В 1875 году инженер Войницкий предложил новый проект водо-воздушной отопительной системы. Его тут же испытали на маленьком участке Зимнего дворца. Через 15 лет эта система была внедрена во всей северо-западной части здания. При этом горячая вода подводилась из котельной, а разогретый воздух через жаровые каналы попадал в жилые помещения.
Эта новинка позволила с легкостью влиять на температурные параметры воздуха, регулируя интенсивность воздушного потока и меняя затраты горячей воды, которая проходила по калориферам. В итоге помещения дворца были хорошо защищены от перегревания. К тому же в них не чувствовались продукты сгорания топлива.
Разновидности схемы
Схему отопления постоянно совершенствуют, делают её безопаснее, удобнее в использовании. В магистраль пар подаётся под определённым давлением. Для промышленных производств, если того требует технологический процесс, может быть использован обогрев с использование высокого давления пара.
Предусматривают закрытую систему: она полностью герметична. Давление на выходе из котла 0,59 МПа. Допустимы параметры от 170 до 600 кг/м2.
Для обогрева жилых помещений предусматривают паровое отопление с низким давлением, от 100 до 170 кг/м2. Паровой котёл устанавливают в отдельно стоящей постройке.
При монтаже используют открытую схему, при которой обустраивают бак для конденсата и насос, который нагнетает его из бака в котёл. Данный вид парового отопления устанавливают в частном доме, в теплице, в гараже.
Для эффективного использования теплоносителя энергетики создали вакуум-паровые системы отопления. Давление в них приближено к показателю 1 кг/м2.
Система замкнутая, снабжена капиллярным устройством, которое предназначено для сбора конденсата и отвода его в котёл. Из магистрали выкачивают воздух. Для создания определённого разрежения используют специальные устройства. Специалисты отмечают, что вакуум-паровые системы имеют высокий КПД. Они безопасны в использовании.
Схема парового отопления может быть однотрубной или двухтрубной. При однотрубной системе обогрева конденсат и пар проходят по одной трубе. Для установки выбирают трубы с большим диаметром и толстой стенкой.
Если использовать данную схему, то отрегулировать температуру будет затруднительно. Делают это, уменьшая или увеличивая мощность котла. При этом температура воздуха в отдельных помещениях дома может быть сильно снижена или завышена.
Для регулирования температуры в радиаторах устанавливают вентили. При этом производительность котла будет постоянной, все комнаты в доме будут отапливаться равномерно.
Для обогрева котла используют твёрдое, жидкое топливо или газ. Устанавливают газотрубные или водотрубные котлы. Водотрубное оборудование характеризуется как более безопасное.
Котёл представляет собой цилиндр, вдоль которого находятся трубки. Они заполняются водой. Нагрев происходит за счёт горелки. Температура воды в трубках повышается, образуется пар, который выводится в отопительную систему.
Газотрубное оборудование менее востребовано. В трубках вместо воды находится газ или продукты горения. В самом цилиндре циркулирует вода. Газ нагревает воду, происходит испарение. Пар выводится по патрубкам в систему труб и радиаторов.
Для монтажа магистрали выбирают стальные оцинкованные или медные трубы. Пластиковый материал использовать нельзя, несмотря на то, что производитель декларирует устойчивость к высоким температурам.
Температура пара, которая подаётся в магистраль, превышает 170 0С. Есть риск деформации и разрыва труб. В чём заключаются преимущества и недостатки парового отопления?
Проблема циркуляции
К концу XIX века водяные системы отопления с гравитационной схемой циркуляции теплоносителя получили широкое распространение. Но уже в то время были видны все их недостатки – неэффективность распределения тепла, ограничения на отапливаемую площадь, инертность и высокая стоимость. Поэтому усилия инженеров привели к созданию систем с искусственным побуждением. Для этого пробовали использовать перегретый пар или воздух, но наиболее рациональным оказалось применение насосов. Именно водяное отопление с насосным побуждением впоследствии прижилось повсеместно благодаря его универсальности и эффективности.
В России новый тип отопления был впервые осуществлен в 1909 году в здании петербургского Михайловского театра. Автором проекта стал инженер Н. Мельников. После этого удачного опыта насосно-водяное отопление сразу же нашло применение и во многих других крупных зданиях Петербурга: в Мариинском театре, в здании Эрмитажа, в новых корпусах Института инженеров путей сообщения, в корпусах Орудийного завода и др.
Поскольку для работы насосов требовалось электричество, распространение систем отопления с насосным побуждением тормозилось недостаточной электрификацией страны. По сути, только с приходом советской власти и началом реализации плана ГОЭЛРО в 1920 году стало возможным развитие подобных систем. С 1920‑х годов началась и история отечественного централизованного теплоснабжения. Строились первые ТЭЦ, где использовался метод когенерации тепла и электричества как наиболее экономически оправданный, прокладывались первые теплотрассы. И к началу 1940‑х чугунные радиаторы-гармошки, подключенные к системам централизованного теплоснабжения, появились не только в госучреждениях, но и во многих жилых домах.
Камин: роскошь или необходимость
В дворцах и домах состоятельных людей печи часто дополняли каминами. Такие конструкции служили источником тепла только в тот момент, когда в них горело пламя. В большей степени они представляли собой подтверждение статуса своего обладателя
Однако еще Пушкин подчеркивал важность камина в помещении. Это и неудивительно, поскольку даже минимальная помощь затопленным печам в прохладном и сыром климате была весьма кстати
До появления парового отопления печи и камины преимущественно растапливали преимущественно дровами, поскольку уголь был очень дорогим. Это привело к тому, что в конце восемнадцатого века леса в столичных окрестностях сильно поредели. В результате топливо начали везти из Карелии и Финляндии. Во времена царствования Николая I был внедрен новый пост – «комиссары по дровяной должности». Они отвечали за поставку сырья для отопления.
В дворцовых же помещениях работали «дровотаски». Они помещали заготовки в особые ящики и контролировали наличие лопат и каминных щипцов. Стоит отметить, что по рангу эти люди уступали даже истопникам, которые могли построить при дворе отличную карьеру. Так, на гербе дворян Милютиных присутствуют печные вьюшки. Они служат напоминанием о том, что один из их предков был истопником и работал во времена правления Петра Первого. Примечательно, что истопники работали при каждом дворе – и императорском, и великокняжеском.
Новые материалы
Решающим моментом для водяного отопления стало изобретение в 1928 году известным немецким инженером Вильгельмом Оплендером первого циркуляционного насоса с мокрым ротором. Эти агрегаты быстро стали незаменимым элементом централизованных и автономных систем теплоснабжения, позволяя максимально эффективно использовать тепло, вырабатываемое отопительным котлом. Для таких систем чугунные радиаторы уже не казались оптимальным решением – здесь стала проявляться высокая тепловая инерционность чугуна, затруднявшая регуляцию теплоотдачи.
Так что если с момента своего изобретения в середине XIX века чугунный радиатор занимал практически монопольное положение, то ближе к середине XX века ему пришлось потесниться. Развитие систем отопления с применением циркуляционных насосов стало стимулом к разработке радиаторов из новых материалов. Тремя десятилетиями позже начались попытки использовать в конструкции приборов отопления алюминий, который обладает гораздо большей теплопроводностью, чем сталь.
Характеристика обогрева
Несмотря на то, что первую систему парового отопления создали в Европе, русский инженеры подхватили эту идею. В 1816 г, в Петербурге оборудовали обогрев теплицы паром. К 1900 г большинство элитных и доходных домов имели централизованное отопление, водяное или паровое.
В современных многоэтажных домах практикуется водяное отопление. В системе циркулирует горячая вода. Что такое обогрев паром? Каковы принципы работы системы?
Паровое отопление подразумевает обогрев помещения с помощью пара. Он заменяет в трубах и радиаторах воду. Этот обогрев используют в частных домах, на предприятиях, для обогрева теплиц, гаражей. Принципиальная схема парового отопления заключается в следующем:
- В котле находится вода. Она подогревается с помощью горелки.
- При закипании образуется пар, который нагнетается в трубы и в радиаторы помещения.
- Отдавая тепло, пар охлаждается, преобразуясь в конденсат.
- Конденсат оседает на нижней стенке трубы.
- Трубу устанавливают под небольшим наклоном к котлу, чтобы конденсат вновь попал в котёл.
- Процесс повторяется.
- Вода, которая оседает в трубах, имеет высокую температуру. Её можно использовать для технических нужд или для обогрева небольших комнат, хозяйственных построек.
- Если конденсат возвращается в котёл под действием гравитации, то схема является закрытой.
- В некоторых случаях воду, которая скапливается в трубах, отводят в отдельный котёл принудительно. Для этого используют насос. Данная система имеет открытую схему.
Самостоятельно устанавливать подобного вида обогрев не рекомендуют. Необходимо изучить, схему парового отопления, как оно работает. Тщательно продумывают все соединительные узлы и оборудование, которое призвано контролировать все процессы системы.
От воздуха к воде
В середине пятидесятых годов девятнадцатого века промышленник Франц Карлович Сан-Галли придумал совершенно новое по тем временам сооружение – радиатор водяного отопления. К тому же именно он ввел знакомое каждому человеку слово – «батарея».
Изначально радиаторы делали на чугунолитейном заводе Сан-Галли. Они в буквальном смысле покорили Петербург, а затем – получили широкое распространение во всем мире. Спустя 20 лет в российской столице впервые появилась квартира, которая обладала отдельной системой водяного отопления. Она стала первой в Европе. В отличие от пара, жидкость обладала более низкой температурой. Благодаря этому данный вид отопления считался безопаснее.
В конце девятнадцатого века в России начали появляться дома с центральным отоплением. Примерно 30 % из них вообще отказались от применения дров. В подвальных помещениях таких зданий ставили котел, который нагревал воду. При помощи насоса она распределялась по комнатам. Аналогичным принципом работы отличаются и современные системы отопления.
На тот момент позволить себе такую роскошь мог не каждый. Даже обеспеченные люди проводили такое отопление только непосредственно в квартиры. При этом для обогрева мансард и хозяйственных помещений они по-прежнему применяли печи.
Тем не менее, водная отопительная система постепенно становилась все более популярной и доступной. В 1917 году не только дворцы и частные помещения, но и отдельные доходные дома стали оснащать водными или паровыми отопительными системами. При этом большинство городских строений и обычных сельских жилищ все еще пользовалось дровяными печами. Такое положение вещей изменилось только при советской власти. Первые намерения по этому поводу были обозначены во время обсуждения плана ГОЭЛРО.
Внедрение отопительной системы в России стало происходить во времена Петра Первого. До этого для отопления использовали печи. За время своего существования она пережила много изменений и усовершенствований. Благодаря этому удалось создать эффективную и безопасную систему.
На пути к совершенству
В наши дни, когда, казалось бы, все уже изобретено, приборы отопления продолжают развиваться. 
Например, чтобы повысить коррозионную стойкость радиаторов, разрабатываются все новые, более долговечные покрытия. Так, специалистами концерна Zehnder Group был выпущен первый алюминиевый радиатор с циркониевой защитой внутренней поверхности.
Последним ноу-хау в борьбе с коррозией стал выпуск анодных радиаторов, изготовленных из алюминия высочайшей степени очистки (98 процентов). Анодные радиаторы отопления алюминиевые полностью защищены от любого вида коррозии, блуждающих токов и образования водорода. Соответственно, они значительно менее требовательны к качеству теплоносителя.
С 1970‑х годов велись также разработки двухканальных алюминиевых радиаторов. Но в то время технологии не позволяли наладить выпуск таких приборов. И только недавно удалось создать литой алюминиевый радиатор двухканальной конструкции. Благодаря такому строению удалось добиться впечатляющей прочности: давление на разрыв этого прибора составляет более 60 атм.!
Информация взята с сайта: www.eprussia.ru
Гений архитектора Львова
Во время эпохи Просвещения в России стали появляться новые конструкционные решения. В 1795 и 1799 годах была создана работа «Русская пиростатика». Она вышла в двух частях. Этот труд придумал архитектор Николай Львов. Работа посвящалась отопительно-вентиляционным конструкциям.
Согласно задумке ученого, воздушные печи требовалось применять не только для прогревания помещения, но и с целью его проветривания. Этот эффект достигался за счет особых каналов, которые проводили уличный воздух внутрь.
Конструкционные особенности печей Львова позволяли сильнее нагревать помещение в холодную погоду. Ключевым плюсом новинки стало то, что она помогала жителям дома справиться с духотой.
Чугунный век
В начале XX века производство чугунных радиаторов наладили и в других странах. Они уже имели форму современных и украшались литьем. И только через полвека чугунные радиаторы отопления стали теснить конкуренты – алюминиевые, стальные и биметаллические батареи, а также конвекторы.
Впрочем, до сих пор немалая часть продаж приходится именно на чугунные радиаторы. Все дело в их уникальных свойствах. Они отличаются значительной тепловой мощностью на единицу длины прибора (компактностью) и стойкостью против коррозии, а также практически невосприимчивы к плохому качеству теплоносителя. Это и определяет позитивное к ним отношение. А учитывая, что такие радиаторы зачастую имеют, при относительно невысокой цене, высокое качество литья и оригинальный дизайн – можно рассчитывать на интерес к ним и в будущем.
Однако чугунные батареи имеют и свои недостатки. Это, в первую очередь, большая масса и связанные с ней трудности при монтаже и обслуживании, ненадежность межсекционных прокладок, пористая внутренняя поверхность (что приводит к ускоренному образованию внутреннего налета и падению теплоотдачи), «ржавление» и необходимость постоянной окраски. Тепло таких приборов отводится излучением, конвекцией и теплопроводностью. Любопытно, что при окраске в темный цвет часть тепла, отводимая излучением, увеличивается.
Плюсы и минусы
Паровой обогрев является эффективным как для больших, так и для малогабаритных помещений. Температура воздуха в комнате повышается очень быстро. Это является несомненным достоинством. Схему магистрали можно не усложнять установкой радиаторов: достаточно будет труб, по которым идёт горячий пар.
- Паровое отопление можно устанавливать в дачных и зимних домиках. Если нет необходимости в обогреве, то котёл просто отключают. Магистраль не разморозится.
- Привлекает стоимость установки обогрева, простота в обслуживании и эксплуатации.
- Если есть возможность подключиться к центральной газовой магистрали, то приобретают газовый котёл, что сэкономит финансы хозяина дома.
Несмотря на преимущества, которые присущи паровому отоплению, у него имеются и недостатки. Всегда присутствует риск аварийной ситуации. Если подобрать неправильное оборудование или некачественно провести монтаж магистрали, то пар под давлением может прорвать трубу или радиатор.
Домочадцы или животные могут получить сильные ожоги. Для установки оборудования всегда обращаются к специалистам, чтобы миновать внештатных ситуаций.
Петровские инновации
Пожалуй, нет человека, который бы не знал, кто такой Петр Первый. Однако далеко не каждому известно, что именно он изобрел первую в России отопительную систему. В течение длительного периода времени главным источником тепла на Руси были печи, которые изготавливались в самых разных вариациях. В период с пятнадцатого по восемнадцатые века их делали из глины, кирпича, чугуна и стали. Последние выпускал Тульский завод. Во дворцах и жилищах обеспеченных людей встречались изразцовые печи, которые можно было считать произведениями искусства.
При этом в 1706 году Петр Первый издал указ. В соответствии с этим документом, требовалось изготовить первый десяток более дешевых изразцовых печей. Они оформлялись голубым узором на белом фоне. Такие изделия стали называть шведскими. Они имели достаточно компактные размеры и использовались для прогревания одновременно нескольких помещений. К тому же эти конструкции можно было применять для приготовления пищи.
Такие печи отличались конструктивными особенностями и быстро стали необыкновенно популярными. В тридцатых годах восемнадцатого века стали появляться сооружения, которые обладали горизонтальным змеевиком дымохода. В период правления Елизаветы начали появляться конструкции с вертикальным элементом. Они получили название печей с колодцами.