Когда появилось центральное отопление?

Когда появилось центральное отопление?

Отопительные приспособления относятся к числу самых ранних изобретений человека. Этнографы обнаружили у одного из первобытных племен Замбии приспособление, которое является прообразом современных отопительных систем. Оно представляет собой воздухонепроницаемый ящик, сложенный из камней или кирпича и примыкающий к стене дома. В стене имеются два отверстия.

В нижнее отверстие вдвигается зажженная жаровня, а верхнее плотно закрывается. Примерно через час ящик нагревается, и жаровню удаляют. Нижнее отверстие закрывают, и ящик отдает свое тепло воздуху, находящемуся в доме.

Ближайший аналог этой системы применялся много веков назад в Древнем Риме, где его называли гипокаустом. Считают, что он был изобретен еще древними греками, которые встраивали в стены баки с горячей водой, обогревавшие помещения.

В Древнем Риме этот способ отопления усовершенствовали. С I века до нашей эры в домах стали устраивать каналы для прохождения нагретого в центральной топке воздуха. По системе отверстий и труб он пропускался под полом и в стенах зданий. В качестве топлива использовался малодымящий древесный уголь.

Изобретателем гипокауста считается Сергий Ората (80 год до нашей эры), который использовал его для обогрева аквариумов при разведении рыб.

Однако гипокаусты были достаточно небезопасны: даже небольшая трещина могла привести к тяжелым отравлениям угарным газом. Вот почему довольно быстро на их основе был изобретен калорифер. В нем тепло к комнатам передавалось посредством нагревания воздуха, движущегося за счет разности температур.

Пламя разогревало систему из тонких труб, по которым проходил воздух. Нагретый до высокой температуры, он поднимался к жилым комнатам. Эта система применяется и поныне для отопления больших помещений.

Заменив воздух нагретой водой, а каналы – трубами, инженеры пришли к современной системе центрального отопления.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Как давно появилось водяное отопление?

Как давно появилось водяное отопление? Водяное отопление впервые устроил в 1716 году в теплице для растений Мартин Тривальд, надзиратель угольных копей в Швеции. С 1820 года такое отопление стали использовать для жилых домов в Англии, затем в других

Когда появилось искусство гобелена?

Когда появилось искусство гобелена? Интерьеры старинных замков украшались коврами-картинами. Шелковые или шерстяные, они могли быть вытканными на станке либо вышитыми вручную. Сюжеты для ковровых изображений выполнялись профессиональными художниками.Искусство

Когда появилось искусство гобелена?

Когда появилось искусство гобелена? Интерьеры старинных замков украшались коврами-картинами. Шелковые или шерстяные, они могли быть вытканными на станке либо вышитыми вручную. Сюжеты для ковровых изображений выполнялись профессиональными художниками.Искусство

Когда появилось огнестрельное оружие?

Когда появилось огнестрельное оружие? Слово «оружие» означает предмет для защиты или нападения, поэтому мы можем утверждать, что некоторые животные обладают оружием: у ежа есть иголки, у черепахи – панцирь, у хамелеона – меняющаяся окраска. Пещерные люди защищались

Когда появилось шампанское?

Когда появилось шампанское? Создателем шампанского считают Пьера Периньона, виноградаря из бенедиктинского монастыря Отвильер в французской провинции Шампань. Из-за особенностей климата виноград в Шампани имеет меньшее содержание сахара, чем на юге страны. Поэтому

Как и когда появилось слово «роман»

Как и когда появилось слово «роман» Но одновременно с тонкой провансальской поэзией развивался и еще один популярнейший литературный жанр, которому выпала более счастливая доля — рыцарский роман, поначалу всегда стихотворный, а затем и прозаический. Кстати, и само

Как и когда появилось слово «роман»

Как и когда появилось слово «роман» Но одновременно с тонкой провансальской поэзией развивался и еще один популярнейший литературный жанр, которому выпала более счастливая доля — рыцарский роман, поначалу всегда стихотворный, а затем и прозаический. Кстати, и само

Когда впервые появилось вино?

Когда впервые появилось вино? Вино — перебродивший сок винограда. Тысячи летчеловек наслаждался его вкусом. Возможно, первыми, кто начал делать вино, были персидские крестьяне, жившие у Каспийского моря. Египтяне переняли от них искусство делать вино в 3000 году до нашей

Когда появилось «пупоискание»?

Когда появилось «пупоискание»? Возможно, популярность Говерлы возросла еще вот с каким событием. В конце прошлого века австрийский географ задался целью определить центр Европы. Высоты гор и истоки рек к тому времени были зафиксированы – «белых пятен» на материке не

Глава 4. ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ: РАБОТА, НЕИСПРАВНОСТИ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Глава 4. ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ: РАБОТА, НЕИСПРАВНОСТИ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ Неисправности системы и их устранение Система отопления должна обеспечивать расчетную (требуемую по нормам) температуру воздуха в квартире. Расчетная температура воздуха в квартире должна

Как давно появилось водяное отопление?

Как давно появилось водяное отопление? Водяное отопление впервые устроил в 1716 году в теплице для растений Мартин Тривальд, надзиратель угольных копей в Швеции. С 1820 года такое отопление стали использовать для жилых домов в Англии, затем в других

История отопления

Здраствуйте, уважаемые друзья! Сегодня решил открыть новую рубрику на своем сайте — «История теплотехники». В этой рубрике я буду писать про историю открытий в теплотехнике, про становление и развитие отопительной техники. А также про ярких, неординарных личностей, которые совершали открытия и изобретения, и остались в памяти людей. И сегодня первая статья про историю отопления.

Первые системы отопления, которые можно назвать таковыми, появились в Древнем Риме. Называлась она «гипокауст». Это значит «снизу согретый». Это можно сказать, аналог современных «теплых полов» и «теплых стен». Воздух с улицы поступал в здание и прогревался в особых каналах. Каналы располагались в полу и стенах здания и прогревались от печи, которая располагалась в подвале здания. Но такое отопление в основном было в богатых домах. У людей победнее отопление осуществлялось с помощью обычных печей, которые топились по «черному», то есть без отвода печных дымовых газов. И такая картина наблюдалась в течение многих веков.

Лишь в XV веке, впервые кстати в России, печь стали топить по «белому», то есть появились дополнительные трубы, которые отводили уходящие дымовые газы в атмосферу. Эта система получила в Европе название «русской» и действовала вкратце так: холодный наружный воздух подводился к находящейся чаще в подвальном помещении печи, нагревался от нее, отапливал помещения здания и удалялся через через вытяжные каналы. Циркуляция происходила естественным путем, за счет разности плотностей холодного и теплого воздуха. Дымовые же газы в этой системе, как я уже писал выше, удалялись наружу через дымовую трубу, и не попадали в помещение. Такая система совмещала отопление с вентиляцией и была революционной для того времени.

В XVIII веке появилось паровое и водяное отопление (в Англии и Франции). В России интенсивнее стало развиваться водяное отопление (паровое использовалось преимущественно для производства, промышленности). В 90х г.г. XIX века появилось центральное водяное отопление. В качестве нагревательных приборов использовались чугунные радиаторы, которые были соединены трубами с котлом. В котле топливом служил уголь, циркулирующая вода нагревалась и самотеком поступала к чугунным радиаторам. После отдачи тепла через стенки радиатора, вода вновь направлялась в котел для последующего нагрева.

В 1903 году произошло знаковое для последующей истории отопления в России событие, профессором В.М.Чаплиным был запатентован водоструйный насос для систем отопления, получивший название гидравлического элеватора. Элеваторная схема подключения внутренних систем отопления очень широко использовалась в советское время при строительстве многоквартирных домов.

После Октябрьской революции, в советское время, теплоснабжение стало развиваться в сторону применения систем отопления с насосным побуждением циркуляции воды. Также повсеместно строились крупные источники теплоснабжение — ТЭЦ (теплоэлектроцентрали). Где то до середины XX века в строительстве при монтаже внутренних систем отопления применялась в основном двухтрубная система отопления.

С развитием массового крупнопанельного строительства в основном стала применяться вертикальная однотрубная система. За счет этого обеспечивалась высокая степень механизации работ, снижение трудозатрат при монтаже отопления. Тогда это было оправдано. И такая вертикальная однотрубная система (чаще с нижней разводкой) досталась современной стране от советских времен. Сейчас теплоснабжение в основном развивается в сторону все большего применения всевозможных методов автоматизации и регулирования расхода теплопотребления.

Буду рад комментариям к статье.

Кто изобрел систему отопления

100 лет теплофикации и централизованному
теплоснабжению в России
Сборник статей под редакцией В.Г.Семенова
Издательство «Новости теплоснабжения» Москва 2 003

Современные теплофикация и теплоснабжение, как и совре менное учение о теплоте, самым тесным образом связаны с разви тием русской научной и инженерной мысли. Благодаря трудам российских ученых и инженеров складывался самостоятельный путь развития теплоснабжения в России, отличный от Западной Европы.

Цель настоящего сборника — показать развитие теплотехники в России от курных печей до первых централизованных систем теплоснабжения и широкого внедрения теплофикации.

Изложенный в статьях настоящего сборника научно-техничес кий прогресс систем теплоснабжения и теплофикации, который неразрывно связан с историей России, позволяет оглянуться на ис торию важнейшей отрасли нашей северной страны, сделавшей тепловой комфорт в домах, квартирах и общественных зданиях столь привычным и доступным.

Именно история позволяет оценить тенденции формирования теплофикации и централизованного теплоснабжения и быть уве ренными, что за ними — будущее, и перспективы их развития на ба зе современных разработок отражены на страницах настоящего сборника. Издательство «Новости теплоснабжения» выражает огромную благодарность Александру Сергеевичу Чистовичу, Михаилу Альбертовичу Лапиру, Сергею Алексеевичу Михайлову и Александру Владимировичу Гинзбургу, инициировавших празд нование столь знаменательной даты и оказавших незаменимую по мощь в подготовке к столетнему юбилею теплофикации и централизованного теплоснабжения в России и в составлении настоящего сборника.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ.
Мировая история развития теплоснабжения и теплофикации.
Глава «Исторический обзор развития техники отопления*»

*По материалам книги Б.М. Аше «Отопление и вентиляция» т 1, Госстройиздсщ 1939 г

У нас нет каких-либо документальных данных о том, когда именно человек стал переходить к сколько-нибудь организован ным методам отопления своего жилища и возникавших уже тех или иных общественных зданий.

Указания и вещественные доказательства более совершенных способов отопления относятся к сравнительно близким нам эпохам.

Этими доказательствами являются найденные в довольно зна чительном числе и в самых разнообразных странах древесно- угольные жаровни. Не имея, конечно, никакого представления о химических реакциях горения и о химическом составе продуктов сгорания, древний человек чисто опытным путем убедился в безвредности сжигания древесного угля непосредственно в отапливаемом помещении с выпуском продуктов сгорания прямо в это по следнее.

И действительно, как мы это знаем теперь достоверно, при рав номерном притоке воздуха к тонкому слою тлеющих, хорошо предварительно выжженных, древесных углей продуктом сгора ния является только относительно безвредный и не обладающий запахом угольный ангидрид (углекислота, СО₂). Крайне любопыт но то, что этот, с нашей точки зрения, первобытный способ отоп ления имел такой коэффициент полезного действия, о котором мы в наших современных системах отопления можем только мечтать, ибо у древесно-угольной жаровни, в которой полностью использо валась вся теплотворная способность угля, КПД был равен 1, — в отношении, конечно, древесного угля, а не того дерева, из которо го этот уголь был получен.

Этот метод отопления помещений получил весьма широкое и крайне длительно удержавшееся распространение, охватив, видимо, весь европейский материк и далекую Азию с Китаем и Японией. По крайней мере, найденные в этих странах угольные жаровни свидетельствуют об этом.

Являясь внутрикомнатным прибором отопления, отапливая, ко нечно, и помещения богатых сановников и вельмож, эти жаровни достигли высокой степени художественного совершенства: изго товлялись они из лучшей бронзы. Об этом свидетельствуют брон зовые жаровни, найденные в Помпее. Так, римской бронзовой тре ножной жаровней, имеющей диаметр 500 мм, глубину 120 мм и высоту 1000 мм можно было отапливать помещение с теплопоте рями около 10 ккал/ч, т.е. кубатурой примерно в 1000 м 3 .

Насколько прочно удерживался этот способ отопления, свиде тельствует тот факт, что, зародившись, видимо, задолго до нашей эры, — он встречался в Англии еще в ХУШ в. Где в 1790 г. парла ментские залы в Лондоне отапливались угольными жаровнями, т.е. тогда, когда уже существовали довольно совершенные воздушные и паровые централизованные системы отопления, колыбелью последней из которых была та же самая Англия.

Первые признаки более организованного отопления зданий мы встречаем примерно за 2200 лет назад, т.е. в последних столетиях до нашей эры.

Археологические раскопки на территориях современных Ита лии, Франции, Швейцарии, Германии и Англии открывают перед нами картину довольно значительных в те времена достижений в области отопления, и даже вентилирования зданий. Это — огневые системы отопления подпольными камерами, изобретенные, несомненно, римлянами за несколько столетий до нашей эры. Несмот ря на римское изобретение, эти системы отопления носят греческое название «хюпокаустум», обозначающее «снизу согретый».

Об этой системе отопления очень подробно пишет в своем сочинении «Об архитектуре» ( de Archictura ) военный инженер вре мен римских императоров Цезаря и Августа знаменитый Марк Ви трувий Поллио (конец 1 века до н.э.).

Остатки такой системы отопления найдены в бывшей римской колонии, в нынешней Германии (Тюрингии), в городе Заальбурге. Как по описаниям Витрувия, так и при раскопках было видно, что отапливаемое «хюпокаустами» помещение имело подполье, перекрытое по столбикам из камня или гончарных труб гончарными же плитами толщиной 50 мм, поверх которых сделана сплошная смаз ка толщиной 150 мм. В этой конструкции был лаз, очевидно для прочистки и ремонта, закрывавшийся песчаниковой плитой. Под полье это служило сплошным дымоходом для очага, находившего ся вне здания в углублении в грунте. В стенке этого углубления по мещалась топка для сжигания древесного угля. Подземный канал, подводивший горячие продукты сгорания угля в подполье, выходил в последнее до первого ряда кирпичных столбиков. Форма этого ка нала в плане своеобразна, так как она имеет последовательно рас положенные два расширения и сужения. В первом из них, ближай шем к топочному углублению, очевидно, сжигался уголь. Есть ос нования полагать, что такой формой канала римляне стремились оградить от лучистой теплоты подпольную конструкцию, оберегая ее этим от разрушения. Продукты сгорания угля, омыв и обогрев перекрытие, столбики и стенки подполья, выходили наружу по гон чарным вертикальным дымоходам. По прекращении горения угля, эти дымоходы перекрывались, видимо, глиняными плитками, а от верстия открывались снятием с них таких же плиток. Наружный воздух проходил по тому же пути, по которому раньше шли про дукты горения, но выходил, согревшись в подполье, в отапливаемое помещение. Последнее и объясняет необходимость пользования древесным углем как топливом, в целях сохранения в возможной чистоте поверхностей конструкции подполья. При сжигании в топ ке дров они покрывались бы налетом сажи и смол, что портило бы качество выпускаемого в помещение воздуха.

Для регулировки интенсивности прогрева подполья и обогрева самого отапливаемого помещения служило наружное воздухозаборное отверстие. Наружный воздух проходил через него в подпольное помещение и отсюда через отверстие в самый хюпокаустум. Здесь он отклонялся отбоем в целях, очевидно, лучшего сме шения с горячими газами, приходящими из угольной топки. Отвер стие заслонялось глиняной плитой в целях регулировки притока наружного воздуха. Это же устройство совместно с каминообразным хайлом и идущими от него керамическими каналами, выходившими, видимо (стена сохранилась лишь на высоту 1 м), сверх кровли, служило приточно-вытяжной системой вентиляции после того, как прекращалось горение угля в топке. Подобными система ми римляне отапливали как на своей родине, так и в более северных странах, своих колониях, как то: в теперешних Франции, Швейцарии, Германии, Англии, как жилые, гражданские, так и раз ного рода военные постройки своих военных поселений и крепос тей («кастеллум»).

Археологические раскопки древнего города Геркуланеум (у подножия горы Везувия, в 7,5 км от современного Неаполя) по казали, что хюпокаусты применялись даже для отопления двух этажных зданий. Так, в одной вилле, открытой в Геркуланеум, най дена такая установка, подводившая согретый воздух из подполья по гончарным трубам в кладке стен в комнату второго этажа. Выходные душниковые отверстия в этой комнате обработаны льви ными головами, в пастях которых были затворы.

В дальнейшем, и видимо параллельно с продолжением сущест вования системы отопления хюпокаустами, эта система развилась в систему отопления подпольными, уложенными в грунте канала ми, обогревавшимися также продуктами сгорания древесного угля, сжигавшегося аналогично с хюпокаустами во вне домовых заглуб ленных в землю топках.

От этой топки подземный канал подводил горячие продукты го рения угля к центру отапливаемого помещения. Здесь канал закан чивался небольшим расширени ем, от которого шли также под польно два канала к двум уда ленным углам помещения, где продукты сгорания переходили в два угловых вертикальных ды мохода. Очевидно, эти дымохо ды и работали поочередно, так как при одновременной их рабо те трудно было ожидать, чтобы в одном из них не устанавлива лась обратная тяга. От той же центральной камеры шли к двум углам помещения два других ка нала, переходившие в этих углах также в вертикальные, но закан чивавшиеся на высоте человеческого роста и здесь закрывавши еся глиняными плитками. Под земные каналы перекрывались гончарными плитами с тонкой

смазкой поверх них. Нормально эта система отопления работала, в отличие от хюпокаустов, только теплопередачей от горячих про дуктов сгорания угля в воздух помещения через перекрытие подземных каналов. Короткие вертикальные каналы применялись для впуска в помещение наружного согретого воздуха после прекраще ния горения угля. Коэффициент полезного действия такой системы отопления был, конечно, очень низок, так как три стороны канала, прилегавшие к грунту, отдавали тепло последнему.

Римляне применяли и комбинацию систем отопления хюпокау стами, и подпольными каналами, как это было видно по найденным в Заальбурге остаткам римского кастеллума.

В системах отопления хюпокаустами и подпольными каналами, ввиду сжигания в них древесного угля, не дававшего сажевых и смолистых отложений на стенках подполий и каналов, можно уже видеть соединение системы отопления с системами освежающей вентиляции. По своему существу подпольно-канальное отопление является прародителем печного, так как здесь впервые использована тепло отдача внешней поверхности согретого дымохода, но только в дан ном случае печь зарыта в грунт лежа, а «на ноги» она встала лишь около 1000 лет спустя. Таким образом, стоячая комнатная печь возникла около 2000 лет тому назад и в усовершенствованном, конечно, виде жива поныне.

В наших сведениях о дальнейшей последовательности развития дела отопления после подпольно-канальной системы наступает весьма значительный пробел. Известно одно, что падение Римской империи привело к падению культуры и техники, и у древних гер манцев, например, мы вновь встречаем отопление открытыми дровяными очагами без отводящего дымохода, а с выпуском дыма че рез отверстие в перекрытии.

Падение культуры и техники особенно заметно в начале сред них веков. Ярким примером этого регресса может служить тот факт, что после того как римлянами несколько веков до начала нашей эры были достигнуты огромные успехи в деле, например, удаления из населенных мест сточных вод и нечистот подземными ка нализационными сооружениями, остатки которых даже в настоя щее время используются в Риме, в виде знаменитой « cloaka maksi — ma » (магистральный сточный канал), — в ранние средние века, т.е. почти через 1000 лет, нечистоты из домов выпускались прямо с фасадов зданий в открытые уличные сточные канавы. В те време на у тогдашней интеллигенции было привычной необходимостью носить всегда с собой флакон с «благовониями» для того чтобы, поднося этот флакон к носу, заглушать уличное зловоние.

Совершенно очевидно, хотя у нас и нет прямых доказательств, что и в области отопления зданий, а тем более их вентилирования, влияние средних веков было столь же пагубным, как и в области канализирования городов.

В более поздние годы средних веков (1300 г.) мы начинаем встречать признаки возрождения отопительной техники. Приме ром этого служат найденные в германских рыцарских и орденских замках и монастырях огнекаменные печи примитивного воздушно го отопления, представившие весьма ухудшенную перера ботку римского хюпокаустум.

В наилучшей сохранности такая система отопления обна ружена в руинах рыцарского замка в Марбурге в Германии.

Огнекаменная печь по сути своей очень напоминает нашу булыжную банную каменку. Здесь также надтопочное про странство наполнено по кир пичным колосникам булыжным камнем или кусками базальта. Пол отапливаемого помещения являлся и перекрытием надтопочного пространства. Через отверстия в этом перекрытии, закрывавшие ся со стороны помещения во время топки печи плитками, уклады вавшимися в углубленные четверти, внутренняя полость печи мог ла получать непосредственное соединение с отапливаемым поме щением. Продукты сгорания топлива омывали булыжную загрузку печи, раскаляли ее и затем удалялись частично подпольными и частично вертикальным внутристенным дымоходами. Печи эти отапливались дровами, после прогорания которых дымоход закры вался, а половые плитки снимались. Воздух продолжал поступать в топочное пространство, омывал раскаленные камни и согретым выходил через отверстия в перекрытии печи в отапливаемое поме щение. Мы видим здесь большое родство с римской системой отопления хюпокаустами. Но ввиду сжигания в огнекаменных пе чах не древесного угля, а дров, — отложения сажи и смолистых продуктов на каменной загрузке и стенках надтопочного простран ства образовывались, несомненно поэтому говорить о чистоплот ности и гигиеничности данной системы отопления не приходится, ибо, безусловно, в рыцарских покоях воздух своим запахом был немногим лучше, чем в курной избе.

Но, несмотря на это, огнекаменная печь средневековых герман ских замков несомненно является прародителем наших современ ных кирпичных калориферов и печей большой теплоемкости с внутренней кирпичной решеткой-насадкой.

Отопление открытым камином

Отопление открытым камином с применением дымохода суще ствовало уже в 820 г. н.э. в монастыре Санкт-Галлен (в Швейца рии), о чем свидетельствуют найденные планы этого монастыря с вышеуказанной датой.

Эпоха централизованных систем

Далее в истории развития методов и систем отопления зданий следует эпоха централизованных систем, хотя все виды до того применявшихся отопительных устройств продолжали существо вать параллельно и очень упорно не сдавали своих прочно занятых позиций. Ведь по существу отопление подпольными огнедымовы ми каналами живо еще и сейчас в виде отопления боровами в про стых теплицах и оранжереях. Между прочим, любопытно то, что все почти последовательно возникавшие централизованные систе мы отопления зарождались и в первое время существовали почти исключительно для целей отопления оранжерей и теплиц и крайне медленно проникали в жилые и общественные здания, где старуш ка — кирпичная печь, продолжая совершенствоваться и украшаться во внешности, упорно удерживала завоеванное ею место.

Зачатки водяного отопления

Первые элементы централизованного отопления нашли свое выражение в водяной системе. Вернее, это элементы не системы отопления, а принципа ее действия, легшего в основу много веков спустя изобретенной водяной системы отопления. Эти первичные элементы найдены при археологических раскопках римского горо да Помпеи, погибшего рядом с городом Геркуланеум от изверже ния Везувия. Здесь идет речь о найденном в одной из отрытых вилл циркуляционном водогрейном устройстве для столь излюб ленных римлянами горячих ванн. В этом устройстве мы встречаем все главнейшие элементы циркуляционной водяной системы.

У римлян существовали, впрочем, и водяные системы отопле ния, но построенные по совершенно иному принципу. В них ис пользовалась вода природных горячих источников, пропускавшая ся протоком по каналам из пустотелых кирпичей. Этим способом римляне отапливали, видимо, только свои бани, доказательства че го найдены как в Италии, так и в районе бывшей римской колонии в Англии. Но далее, на протяжении многих веков, мы не встречаем никаких признаков развития водяной системы отопления. Она была совершенно забыта и родилась вновь позднее воздушной и паровой систем высокого давления лишь в 1777 г. во Франции.

Дымо-трубная система отопления

Первой по времени возникновения действительно централизо ванной системой отопления была дымо-трубная система. Дата и изобретатель ее неизвестны, но все литературные источники, упоминающие о начале применения ее в разных странах Европы, ука зывают на то, что туда она была перенесена из Англии; поэтому Англия является, видимо, родиной этой дымо-трубной системы. Идея ее состоит в следующем. От обычной печи, дровяной или каменноугольной, часто чугунной, продукты горения отводились длинными, горизонтальными железными трубами, проложенными по отапливаемым помещениям, в выводящий вертикальный дымоход. Несмотря на значительную опасность этой системы в отноше нии возникновения пожара, действительно и уничтожившего, как указывают литературные источники, большое число зданий, она получила в начале XIX века весьма широкое распространение, осо бенно в Англии, где ею, согласно сведениям, напечатанным в одной лондонской газете в 1829 г., отапливалось, например, четырехэтаж ное здание ситцевой фабрики. В этой системе от одной печи, рас положенной в первом этаже, железные рукава были протянуты по следовательно зигзагообразно через все четыре этажа здания и проходили у полов отапливавшихся ими помещений. Последние упоминания об этой системе мы находим в одной немецкой газете в 1847 г ., заметка в которой говорит о том, что все же большая по жарная опасность вывела систему из употребления.

Воздушная система отопления

Следующей по времени возникновения была воздушная система отопления, отличавшаяся от тоже воздушных систем римских хю покаустов и германских огнекаменных печей тем, что здесь воздух, согреваемый и подаваемый в отапливаемые помещения, омывал внешние поверхности специальной воздухонагревательной печи, не приходя в соприкосновения с теми поверхностями печи, которые омывались продуктами горения топлива. Такая система представ ляла не только гигиенический, но и значительный технический про гресс, так как она давала возможность отапливать помещения и во время периода сжигания топлива. Но в своем прообразе эта систе ма являлась непосредственным отпрыском огнекаменных печей, так как печь воздушной системы устанавливалась тоже непосред ственно под полом отапливаемого помещения, но в окружающем ее кожухе, перекрытием которого служил пол помещения. Воздух, согревавшийся в пространстве между стенками кожуха и внешней поверхностью печи, выходил через отверстия в полу в отапливае мое помещение. Любопытно, что подвода наружного воздуха в кожух не было; мало того, не было и обратного рециркулярного под вода в кожух канала из помещения.

Иногда вместо отверстий в полу делался просто один канал из кожуха в отапливаемое помещение. В этом канале происходила очень затрудненная циркуляция воздуха и вверх, и вниз. Уроки про шлого, т.е. римские хюпокаусты и подпольно-канальные системы с притоком наружного воздуха, были, видимо, радикально забыты.

Примеры таких систем встречались в большом числе в середи не ХУЛ в. в России, и система эта в странах Западной Европы (в Германии и Австрии) называлась «русской системой». Образец ее имеется в Грановитой палате в московском Кремле. Палата эта построена в 1487-1492 гг. итальянскими зодчими. Но была ли описы ваемая воздушная система отопления сооружена одновременно со зданием — неизвестно.

Несмотря на свою крайнюю примитивность, эта система отопления была перенесена и в Западную Европу, и целый ряд значи тельных зданий в Вене (Австрия), как то: башня умалишенных, театр и ряд дворцов, распоряжением австрийского императора Иоси фа П в 1765-1790 гг. были отоплены ею.

Первая воздушная система отопления с притоком наружного воздуха была осуществлена в 1792 г. профессором Молитор в его клинике в г. Майнц в Германии. Поверхностью нагрева служила од на фарфоровая труба (к сожалению, ее диаметр и длина неизвест ны), уложенная в огневом пространстве печи. Через эту трубу про текал наружный воздух, который согревшись или вернее даже на калившись, отводился каналами в отапливаемые вышележащие помещения.

Громадная нагретая поверхность печи оставалась неиспользо ванной, а одна фарфоровая труба, хотя и раскаленная, как гово рится в литературном источнике, должна была через свои стенки передавать тепло для целой клиники. Результат, как и следовало, ожидать, был неудовлетворительный.

Далее воздушные системы с притоком наружного воздуха появ ляются в Англии, Франции, причем их огневые печи, уже и тогда называемые калориферами, имели подчас чрезвычайно сложную, хитро, но нерационально придуманную конструкцию с применени ем железных сферических поверхностей нагрева, разных циркуляционных трубок и других мало помогавших делу теплопередачи устройств.

Но во Франции в 1797 г. возник сконструированный Курандо вполне удовлетворительный калорифер, хотя его прообразом и был неудачный калорифер профессора Молитора с его единствен ной фарфоровой трубой. Курандо проложил в огневом простран стве печи пучок трубок, и не фарфоровых, а медных, и не горизон тально, а наклонно. Получилась конструкция огневоздушного калорифера, и теперь применяемая. Такой системой Курандо вполне удачно отопил в 1797 г. фарфоровую фабрику в Париже.

Гигиенический недостаток таких огневых с накаленными воз душными трубками калориферов, состоящий в пригорании в труб ках пыли, оседающей из воздуха, был осознан уже в конце Х VIII века, когда в 1793 г. некий Джон Гойль взял патент на нагрев воздуха паровыми нагревательными приборами.

Несмотря на весьма широкое распространение в конце XVIII века во многих странах Европы (Россия, Австрия, Герма ния, Франция и Англия) воздушной системы отопления с притоком свежего воздуха и с распределением его с помощью каналов, стро ители этих систем не имели никакого представления не только об их расчете, но даже и об истинных явлениях, происходящих в них. Физические законы, на которых базируется воздушная система отопления, были впервые осознаны известным строителем таких систем германским профессором Майснером, который выпустил в 1821 г. книгу «Об отоплении согретым воздухом», повторенную им затем еще в двух изданиях. Но и он еще не нашел правильных способов расчета, что видно из того, что в своих книгах он рекомендует делать каналы сечением 22 «туфли» (понимая, очевидно, в 22 ступни). В другом месте он говорит, что «раньше я полагал, что длинные вертикальные каналы могут пропустить воздуха меньше, чем короткие, но затем на практике я убедился в обрат ном», теперь это знает каждый школьник.

Но в том же году, в котором вышла книга проф. Майснера, не кий Вагенман из г. Берлина опубликовал способы расчета воздуш ных систем отопления, в которых сечение каналов рассчитывает ся уже по формуле, в которую входят и разность температур, и вы сота канала, и даже некоторая процентная скидка на потерю ско рости из-за трения воздуха в канале.

В это время уже знали и применяли воздушную систему отопле ния с рециркуляцией одного и того же воздуха, но в то же время у многих специалистов этого дела очень твердо существовало лож ное убеждение в том, что рециркуляционная система требует боль шего расхода топлива, нежели система, работающая на притоке на ружного воздуха.

Паровая система отопления высокого давления

В XVIII веке была изобретена в Англии паровая система отопле ния высокого давления, т.е. рабочее давление выше 0,5 атм. Ее исто рия довольно богато освещена как в периодической, так и в специ альной литературе того времени. Впервые она была предложена английским полковником Куком в 1745 г., но применена она была, ви димо, впервые только лет 10 спустя для отопления теплиц, а в 1770 г . имеются указания на отопление этой системой фабричных зданий. В 1793 г., как уже упоминалось раньше, был взят патент на паровые калориферы высокого давления для воздушной системы отопления. В начале ХГХ века паровая система высокого давления стала применяться и в жилых зданиях, но в виде исключений.

В то время в этих системах конденсат уже собирался в сборный резервуар и перекачивался оттуда насосом обратно в котел. Но впуск конденсата в резервуар осуществлялся крайне примитивно — периодическим открыванием крана, заменявшего конденсацион ный горшок. Но уже в 1821 г. ручное открывание крана было заме нено неким Фарнхамом поплавковым затвором, таким образом был изобретен прототип конденсационного горшка.

Первым, пытавшимся применить к расчету паровой системы научное обоснование, является в 1862 г. англичанин Тредгольд. Он же описывает устроенную в 1818 г. паровую систему, отапливав шую целую группу оранжерей из общей котельной, отстоявшей от наиболее удаленной оранжереи на 127 м.

В 1828 г. паровой системой высокого давления было отоплено крупное здание пражской биржи.

Наконец в 1830 г. появилась первая система парового отопле ния, использовавшая выхлопной пар паровой машины. Эту систему осуществил Альбан (в Германии, в г. Плау) на своем машиностроительном заводе.

Водяная система низкого давления

Водяная система отопления низкого давления, т.е. открыто со общающаяся с атмосферой через расширительный сосуд и с на гревом, таким образом, воды до температуры не выше 100 °С, бы ла изобретена в 1777 г. парижанином инженером физиком Боннеменом. Масштаб этой системы был очень не велик, и приме нялась она сперва Боннеменом только для обогрева инкубаторов для искусственной выводки из яиц цыплят.

Очень интересно, что при изобретении этой системы Боннемен продумал, сконструировал и осуществил большинство деталей, применяемых и сейчас, вплоть до автоматического регулятора притока воздуха в топку котла для регулирования степени нагрева в нем воды. Но интересно отметить также, что затем регулятор был забыт на целое столетие и возродился вновь лишь около 1890 г . Прошло со времени изобретения Боннеменом водяной системы отопления с гравитационной циркуляцией около 40 лет, прежде чем она стала применяться для отопления зданий. Началось это дело в Англии. В 1818 г. система Боннемена появилась в Германии, но опять начала там свое существование не в жилых и общественных зданиях, а в оранжереях и теплицах. До 1841 г. во дяные системы отопления строились без всякого расчета. Но в 1841 г . англичанин Хууд приходит к правильным воззрениям на причины возникновения циркуляции воды в водяной системе, по ложившим конец до того долго длившимся самым несуразным спо рам на эту тему. Таким образом, Хууд был первым теоретиком во дяной системы отопления. Он уже констатирует факт, что скоро сти циркуляции воды пропорциональны квадратным корням из вы сот расположения нагревательных приборов над котлом.

Но громадное затруднение представляло конструирование и из готовление регулирующей и запорной арматуры. Долго это были простейшие пробочные конусные краны без сальников, весившие несколько килограммов при проходе в 32 мм и постоянно проте кавшие.

Паровая система отопления низкого давления

После водяной системы отопления появилась, значительно спу стя, а именно в начале XIX века, паровая система отопления низкого давления. Причина такого запоздания лежит в том упорно державшемся предубеждении, что, при наличии в котле хотя бы незначительного давления выше атмосферного, нельзя заставить конденсационную воду самотеком возвращаться в котел. Но как только это предубеждение было разбито, — паровая система отоп ления низкого давления была сконструирована и, быстро развива ясь, стала вытеснять своей дешевизной и простотой паровую сис тему высокого давления, воздушную и даже водяную системы, так как гигиенические и технические преимущества водяной системы не были еще тогда достаточно осознаны и оценены.

Водяная система отопления высокого давления

Последней по времени появилась водяная система отопления высокого давления, изобретенная и запатентованная англичанином Перкинсоном в 1831 г., когда он взял английский патент на «отопление зданий согретым воздухом» с помощью воды, находящейся под весьма значительным давлением, имеющей температуру выше 100 °С. Система Перкинса состояла из кольцевого трубопровода, в одной части которого он был согнут в змеевик и помещен в огне вую топку, а в других частях тот же трубопровод, тоже согнутый в змеевики, служил теплоотдающими нагревательными прибора ми, расположенными в отапливаемых помещениях выше огневой топки. Изобретение Перкинса, так же как и ранее изобретение Боннемена (водяная система), было настолько хорошо продумано автором в конструктивном отношении, что в течение больше по лувека почти что нечего было улучшать в этой системе. В самом тексте патента мы читаем уже о муфтах с правой и левой резьбой, об уплотнении, при котором лезвие врезается в плоскость и пр. Так как система эта была замкнутая, т.е. не сообщавшаяся с атмосфе рой (в отличие от водяной системы низкого давления), то для вос приятия усилия, происходящего от расширения нагреваемой воды, Перкинсом были применены закрытые с концов короткие отрост ки трубок от вышеупомянутого кольцевого трубопровода, частично заполненные водой и частично воздухом. Этот последний сжи мался при расширении воды и играл роль эластичных буферов.

Водяная система высокого давления тоже очень медленно про никала в жилые и общественные здания. Вначале она применялась благодаря возможности достигать очень высоких температур воды (например, 183 °С при давлении 10 ата по манометру) для различ ных промышленно-производственных целей, как, например, нагре ва медных типографских досок, выпаривания сусла и др. Но зато далее эта система стала пользоваться большим успехом как отопи тельная. Она распространилась из Англии во Францию, Данию, Германию и другие страны и в 60-х годах XIX столетия была наи более распространенной центральной системой отопления. Объяс няется это тем, что, при всех очевидных ее недостатках по сравнению с системами водяной и паровой низкого давления, — она была значительно дешевле их, и только последующее удешевление последних, благодаря развитию соответствующих отраслей индустрии, постепенно вытеснило систему Перкинса из зданий жилых и общественных.

К сознанию необходимости вентилирования своих жилищ и об щественных зданий человечество пришло значительно позднее, чем это было в отношении их отопления.

После римских хюпокаустов и подпольно-канальных систем, которые совмещали в себе как системы отопления, так и системы для ввода в помещения подогретого наружного воздуха, — дело вентилирования совершенно заглохло. Только уже в 1792 г., хотя и не удачными попытками упоминавшегося германского профессора Молитор и почти одновременно в Англии в 1793 г. Джоном Гойль, с их воздушными системами отопления, работавшими подачей на ружного подогретого воздуха и осуществившими таким образом и вентилирование, было положено вновь начало организованного вентилирования помещений. Позднее (1821 г.) Мейснер (Германия) своей усиленной пропагандой и распространением воздушной системы отопления, тоже с притоком наружного воздуха, упрочил по ложение вентиляционных устройств.

Уже в 1845-1847 гг. здание английского парламента в Лондо не (еще в 1790 г. отапливавшееся угольными жаровнями) получило организованную напорную (приточную) систему вентиля ции, работавшую с помощью нагнетающих вентиляторов и пост роенную по схеме подачи и удаления (подпором) воздуха «снизу вверх». Но вскоре эта система неприятного ощущения дутья была заменена одной вытяжной системой. В начале XX века в зале английского парламента функционировала одна из наиболее со вершенных систем вентиляции, работающая опять по схеме «снизу вверх».

Во Франции в 1843 г. была организована правительственная комиссия по сооружению и последующему испытанию вентиляцион ной системы в намеченном постройкой здании Мазасской тюрьмы в Париже. В эту комиссию входил и знаменитый французский фи зик Пекле. Эта комиссия уже тогда постановила исчислять объе мы вентиляционного воздуха для камер заключения по количеству выделяемой человеком углекислоты. По окончании сооружения этой вентиляционной системы в 1849 г. та же комиссия испытыва ла ее уже с помощью анемометров.

В вышедшем в 1860 г. 3-м томе (уже третьим изданием) своего труда « Traite de la chaleur » («Трактат о теплоте») Пекле описыва ет и приводит результаты обследования большого числа вентиляционных и отопительных систем, выполненных в залах собраний, дворцах, театрах, церквях, тюрьмах, больницах, школах, казармах и в других зданиях. В этих описаниях Пекле отмечает уже и эконо мические достижения, состоящие в том, что отработавший пар паровых машин, приводивших в движение вентиляторы вентиляци онных систем, использовался для отопления тех же зданий.

В 1856 г. француз Грасси публикует свою исследовательскую работу, посвященную сравнению двух систем отопления и вентиля ции, выполненных в больнице Ларибуазье. Далее французский артиллерийский генерал Морен, много работавший на пользу разви тия техники вентилирования, издал в 1861 г. книгу « Etudes sur la ventilation » («Исследования в области вентиляции»). В дальнейшем инициатива и импульс к совершенствованию техники вентилирова ния на научной основе переходит к Германии, где знаменитый гиги енист профессор Петтенкоффер кладет прочное начало научной и экспериментальной гигиены. Благодаря трудам Петтенкоффера, многие положения и результаты исследований которого и сейчас являются руководящими и авторитетными, дело развития и совер шенствования санитарной техники вообще, а отопительно-вентиля ционного в частности, идет быстрыми шагами вперед.

Первая групповая система отопления (паром высокого давле ния) возникла в 1818 г. в Англии для нескольких оранжерей. Но полное и ясное сознание весьма больших технических и экономи ческих выгод, проистекающих от укрупнения котельного хозяйст ва как для силовых, так и для отопительных нужд, раньше всего пробудилось в Соединенных Штатах Америки. Там, в г. Локпорт, в штате Нью-Йорк, уже в 1878 г. возникла первая районная тепло централь городского масштаба, снабжавшая по подземным трубопроводам своих абонентов паром.

Городок Локпорт насчитывал в то время всего лишь 20 тысяч жителей, и первоначальная длина паропроводов составляла 2 км. Далее такие мелкие районные теплоснабжающие станции стали возникать быстро, так как в американских городах были очень распространены мелкие электростанции, домовые и квартальные, оборудованные машинами в 150-500 кВт, работавшими на выхлоп. Этот отработавший пар и стал применяться для районного теплоснабжения. С развитием крупных электростанций положение изменилось. Чтобы парализовать мелкие электростанции, являвшиеся одновременно и теплоснабжающими центрами, этим новым крупным станциям надо было предложить своим будущим абонен там не только электрическую, но и тепловую энергию, так как только в этом случае абоненты смогли бы упразднить у себя свои котельные.

Таким образом и возникли в Америке коммерческо-принудительным порядком крупные внутригородские теплоэлектроцент рали с протяжением подземных сетей в несколько десятков километров.

В дальнейшем, с переводом электростанций далеко за черты городов, непосредственно к местам нахождения угля и других видов природного топлива (и с возникновением транспорта электроэнер гии на многие сотни километров), снабжение городов тепловой энергией от столь удаленных паросиловых станций стало невоз можным. Это дало импульс, с одной стороны, к сооружению в го родах Америки центральных мощных просто тепловых станций (паровых котельных), с другой стороны — к использованию ко тельных установок ликвидированных внутригородских электро станций для снабжения потребителей готовой тепловой энергией.

Но в то же время сам характер роста американских городов, при котором в кратчайший срок одновременно застраивались улицы и целые кварталы, давал возможность приспособлять систему районного теплоснабжения и род теплоносителя (горячая вода, пар) к по требностям потребителей. Этому делу также очень благоприятно содействовало принятое в Америке расчленение городов на зоны жилые, торгово-административные и промышленные. В первых обычно применяются водяные, а в двух последних — паровые систе мы теплоснабжения.

К 1934 г. в США и в Канаде имелось более 400 установок рай онного городского теплоснабжения, начиная от крупных городов, как Нью-Йорк, Чикаго, Детройт и др., до очень маленьких включительно, как, например, Брандон и Норд-Батлефорд в Канаде, с числом жителей всего от 5 до 10 тысяч человек.

Следующей передовой страной в области городского районно го теплоснабжения была Германия. Там, в отличие от Америки, это дело взяли в руки городские муниципалитеты.

В Германии первая районная теплоснабжающая станция воз никла в 1900 г. в городе Дрездене. Ее мощность была 15 гигакало рий в час, а теплоносителем был пар в 8 рабочих атмосфер, пода вавшийся на расстояние 1050 м к 12 потребителям. Вначале эта станция снабжала лишь правительственные здания и, как исключение, несколько попутно лежавших частных зданий. Теперь эта станция кардинально перестроена на водонасосную.

Начало возникновения в Германии городских районных тепло снабжающих систем с продажей тепловой энергии любому потре бителю относится к 1921-22 гг., когда возникли установки в Бер лине, Гамбурге, Киле и Бармене. Установки эти имеют теплоносителем частично горячую воду, частично пар, но все они возникали в связи с переоборудованием старых конденсационных электростанций в теплоэлектростанции.

В 30-х годах XX века большое число германских городов уже имеет установки районного теплоснабжения. Также во Франции, Англии, Австрии и в других странах Европы городское районное теплоснабжение получило значительное развитие.

В СССР первые шаги в области городского теплоснабжения от носятся к 1924 г. Теплоснабжение групп зданий одного хозяйства из общей котельной или даже теплоэлектроцентрали существова ло у нас значительно раньше. Так например, сооруженная по ини циативе проф. В.В. Дмитриева в 1913 г. пароводяная система отоп ления и вентиляции павильонной больницы им. Мечникова в Ле нинграде (бывш. больница Петра Великого) работала сразу по ее сооружении от своей теплоэлектроцентрали на отработавшем паре паровой турбины электрогенератора.

Первый городской теплопровод был проложен в Ленинграде в 1924 г . от 3-й гос. электрической станции для снабжения горячей водой соседних бань в Казачьем переулке и для отопления верхне го (6-го) этажа одного, тоже рядом лежащего, жилого здания. В следующем году от той же ГЭС были отоплены корпуса боль ницы им. проф. Нечаева (бывш. Обуховская больница) по другую сторону Введенского канала.

Вот в самых кратких чертах тот долгий путь, по которому шло развитие дела отопления от угольной жаровни до мощных газифи цированных теплоэлектроцентралей. Вначале примитивный быто вой прием, затем простое кустарное ремесло и, наконец, высокоразвитые на исследовательской базе наука и техника отопления и вентилирования и мощная специальная отопительно-вентиляционная индустрия.

Но и это, конечно, только этап на пути дальнейшего развития технического и научного искусства и творчества человеческого гения.