История отопления

Отопле́ние — обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и(или) требованиям заказчика.

(по материалам Википедии)

В наше время уже невозможно представить себе комфортного существования без сложных отопительных приборов, обогревающих наши дома и рабочие места в прохладную погоду.

Первичные «отопительные системы» появились еще и в каменном веке. Древние люди разводили в своих жилищах костры, которые согревали их в непогоду (а заодно и служили «плитой» для приготовления пищиJ )

С развитием человеческого общества эволюционировали и приспособления для обеспечения его комфортного существования. Так примерно за пару веков до нашей эры появились первые отопительные печи с дымовыми трубами для отвода продуктов горения. Эти печи используются и по сей день, претерпевая различные усовершенствования, направленные на увеличение их эффективности. К примеру, классическая двухъярусная русская печь имела самый высокий КПД среди своих «сестер» — 60-80%, то есть была близка по КПД к современным котлам.

Большой вклад в «отопительную историю» человечества внесли инженеры Древнего Рима. Там имелись свои аналоги «теплого» пола — сети специальных каналов, проходящая в стенах и под полом, через которые пропускались горения от печи.

Так же именно римляне придумали центральное отопление. Они не стали строить печки в каждом помещении, а сделали в отдельном, специализированном помещении, печь, от которой и пускали сеть каналов. К слову сказать, это было настоящим прорывом и важным этапом в истории отопления. Сейчас, конечно, эта система, имеющая звучное название «гипокауст», утрачена в Европе (в Испании она называлась «глория» и сохранялась вплоть до ХХ века).

Интересно, что именно в Древнем Риме приобрел свой современный вид и камин (от лат. Caminus — открытый очаг), который устанавливался в центре помещения и максимально окружался теплоаккумулирующими материалами (каменный портал, каменный дымоход, каменная противоположная стена), что предотвращало как перегрев во время топки, так и быстрое потухание огня. Камин имел и еще одну немаловажную функцию — вентиляционную, она осуществлялась за счет тяги в дымоходе.

Своеобразную революцию произвело изобретение огневоздушной системы отопления, получившей название, безусловно, ласкающее слух всем русским людям, «русская система». Смысл ее был в том, что холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к печи, нагревался, касаясь ее раскаленной поверхности, и по вертикальным и горизонтальным воздухораспределяющим каналам проходил в обогреваемые помещения. Оттуда отдавший теплоту воздух по вытяжным каналам отдавался обратно в атмосферу. В этой системе циркуляция воздуха была естественной благодаря разности плотности горячего и холодного. Эта система так же помимо обогрева помещения осуществляла его вентиляцию.

В XV-XVIII веках были распространены глиняные и кирпичные печи, в богатых домах, правда, можно было встретить изразцовые, считавшиеся большой роскошью, а на Тульском заводе изготавливали чугунные и стальные нетеплоемкие печи.

Первые «шведские» печи (они представляли собой печь, оснащенную вытяжной камерой и «кухонной плитой») с более доступными изразцами были изготовлены по указу Петра I в 1706 году, они, кстати, имеют несколько видов конструкций и популярны до сих пор. Широкое распространение в Петербурге в 30х годах того времени получили «дровосберегающие» печи с горизонтальным змеевиком дымохода, однако уже после 1742 года люди отдали свое предпочтение печи с «колодцами» (вертикальным змеевиком).

Наряду с огневоздушным отоплением, которое применялось в вышеназванных печах, в XVIII веке стало развиваться и водяное отопление. В 1777 году была изобретена водная система отопления с естественной циркуляцией. Свою новаторскую идею французский инженер М. Боннеман применил для обогрева инкубаторов. Здесь следует отметить, что в дальнейшем основные принципы и инженерные решения этой системы нашли свое применения в отоплении жилых помещений и используются и в наши дни.

Первой оригинальной русской работой по отоплению стала книга «Русская пиростатика», написанная Н.А. Львовым в 1795 году. В ней автор раскритиковал увлечение весьма неэффективными иностранными фигурными печами и предложил изобретенные им усовершенствования отопительных установок, а так же основы конструирования и расчеты систем огневоздушного отопления. Так как в этот период распространились многоэтажные здания, появилась необходимость в централизованном отоплении. Здесь пришлась как нельзя кстати «русская система», используемая ранее для двухэтажных сооружений. В 1799 году Львов выпускает свое второе «детище» — книгу «Русская пиростатика или употребленiе испытанныхъ каминовъ и печей», в одном из разделов которой он предложил конструкцию, напоминающую калорифер, к несчастью, оказавшуюся недостаточно эффективной.

Инженерная мысль не стояла на месте, в XIX веке началось широкое распространение водяных и паровых систем отопления. Собственно, толчком для появления последних стало повсеместное использование паровых машин. Промышленные помещения было тяжело отапливать из-за их большой площади, поэтому отработанный пар пришелся как нельзя кстати.

Уже в 1802 году в прессе Российской империи появились заметки о возможности использования пара для отопления помещений, а в 1816 году в г. Петербурге уже существовала теплица, в которой данная идея была реализована.

Значительный вклад в развитие огневоздушного отопления сделал немецкий профессор Мейснер, написавший книгу «Руководство к отоплению зданий гретым воздухом»

В XIX веке появляется еще одно изобретение из разряда «огневоздушных», популярность которого вспыхнула и погасла быстро, подобно звезде — печь Уттермарка. В оригинальном своем варианте она была круглой и плотно выкладывалась особым кирпичом, сделанным по лекалам, в своей конструкции она так же имела медные трубы с коленами, проходя через которые нагревался комнатный воздух. Печь была довольно дорогостоящей, поэтому появился «удешевленный» ее вариант (кстати, именно он и вызвал ажиотаж среди потребителей): печь была сделана из обычного кирпича и имела металлическую «рубашку». Почему же люди разочаровались ней? Это произошло из-за плохих санитарно-гигиенических характеристик: контактируя с раскаленной поверхностью печки воздушная пыль пригорала и плохо пахла).

В 1834 году в России появляется первая система водяного отопления с естественной циркуляцией профессора П.Г.Соболевского, а уже в 1875 году — первая не только в России, но и в Западной Европе квартира, имевшая отдельную систему водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, которые были сделаны в виде пилястр. В этой системе вода подогревалась в небольшом нагревателе, который устанавливался в кухонном очаге.

1835 год знаменуется появлением «амоссовской» печи — первого в мире калорифера, представленного ученым Н.А. Амосовым, который для своего изобретения обобщил идеи Львова и Мейснера. Работала эта система «пневматического» отопления довольно схоже с «русской» системой — нагретый воздух под действием разности плотностей поднимался по «жаровым» металлическим каналам в помещение. Впервые это нововведение было установлено в Императорской Академии художеств. Там оно себя хорошо зарекомендовало и к 1841 году в России насчитывалось уже свыше 420 «больших и малых пневматических печей», установленных в крупнейших зданиях, таких как Эрмитаж, Зимний дворец, Придворный Манеж. Как и любая система, «амоссовская» печь помимо достоинств имела свои недостатки, многие из которых были весьма незначительны: система издавала низкий гул при топке, пересушивала воздух, а так же потрескивала во время грозы. Однако, самым крупным недостатком ее были раскаленные «жаровые» воздуховоды, перегревавшие стены, которые оказывались рядом, уничтожая драгоценные росписи, а пыль на них пригорала, издавая неприятный запах, или, что еще хуже, взлетала, покрывая сажей весь интерьер комнаты. Конечно, сам изобретатель никак не соглашался с нареканиями в адрес своего «детища» и списывал все проблемы с печью на «лень и неряшество истопников».

В XX веке появились системы отопления с принудительной циркуляцией, которая осуществлялась с помощью насосов. Это стало возможным благодаря началу промышленного выпуска электродвигателей.

Сегодняшние передовые технологии позволяют сохранять тепло наших домов без создания какого-либо дискомфорта. Современные ученые успешно используют наработки своих предшественников, с каждым днем совершенствуя технологии обогрева жилищ и рабочих мест населения всего земного шара. Самым лучшим видом отопления в настоящее время является газовое отопление в силу того, что природный газ является наиболее эффективным, экономичным, экологически чистым и безопасным видом топлива.

Начало теплофикации в СССР при помощи ТЭЦ

Категория:	СССР

| Опубликовал: svasti asta, посмотрело: 2 240, фото: 2

Статья была написана в 1935 году

Правильное снабжение производства и населения теплом такой огромной страны, как Советский Союз, является проблемой первостепенной важности, проблемой, имеющей большое экономическое значение и затрагивающей коренным образом быт и весь уклад жизни. И тот факт, что на весьма значительной части территории нашей страны царит суровая зима, — этот факт еще острее ставит проблему теплоснабжения.

От дореволюционной России мы получили в наследство печки, эти всем известные русские и «голландские» печи, пожирающие непроизводительно более 70 процентов идущего на них топлива. Мы уже не говорим о том, что печки эти занимают огромную часть полезной кубатуры зданий, что для своей работы они требуют большой затраты труда, что они загрязняют помещения, угрожают человеку отравлением угарным газом и представляют собой вечную пожарную опасность.

Большим шагом вперед явилось так называемое «центральное отопление». Как известно, при этом в каждом здании имеется центральная котельная, из которой горячая вода подается по системе труб в отдельные помещения и комнаты. Центральное отопление значительно чище, удобнее, менее громоздко и освобождает много полезной площади. За годы революции мы ввели в самых широких масштабах эту систему теплоснабжения,— во всех крупных городах, на новых предприятиях и даже в некоторых сельских местностях — больницах, школах и т. п.

Но и центральное отопление не решает вопроса. Слишком много топлива идет на бесчисленное количество индивидуальных котелен, слишком много труда поглощают они и слишком загружают городской транспорт для доставки дров или угля в каждый дом. Помимо этого, топливо используется весьма нерационально и в каждой отдельной котельной, — больше половины энергии уходит непроизводительно на различные потери.

Наконец, как печка, так и центральное отопление требуют высокоценного топлива — каменный уголь, мазут, дрова. Низкосортное топливо — торф, горючие сланцы и т. п. сжигать в них нельзя, так как это топливо, имеющее большой вес на единицу тепла, невероятно бы загрузило городской транспорт. К тому же некоторые сорта дешевого топлива (например сланцы) отравляли бы воздух серными газами, так как очистка дымовых газов в каждой отдельной карликовой установке была бы непосильной.

Коренное решение вопроса о теплоснабжении надо искать совсем в другом. У нас имеется огромная сеть электростанций. Есть гидростанции, использующие для получения электричества водяную энергию. Это станции: Днепровская, Волховская, Свирьская, Рионская. И есть тепловые электростанции, работающие на топливе. Количестве тепловых электростанций у нас уже огромно, но в дальнейшем их будет еще больше. Вот это обстоятельство и даст нам возможность решить вполне удовлетворительно задачу теплоснабжения страны.

Электростанции, работающие на топливе, никогда не превращают в электричество всей тепловой энергии топлива, сжигаемого под котлами. Имеется всегда определенный отброс, так называемое отработанное тепло, которое составляет свыше 50 процентов теплотворной способности сжигаемого топлива. Этот отброс в виде теплой воды выбрасывался раньше в реки. Какой это был огромный источник тепла, можно судить хотя бы по тому, что Москва-река, например, в пределах г. Москвы никогда не замерзала, так как электростанции МОГЭС выбрасывали в нее миллиарды калорий с теплой водой. Нет никакой надежды на то, что когда-нибудь удастся работать без этих потерь. Наличие отработанного тепла — это закон природы. Так называемый второй закон термодинамики учит нас, что никогда нельзя превратить тепло полностью в работу, а стало быть и в электроэнергию. Всегда будет иметься определенная часть тепла, которая не сможет быть превращена в работу и останется именно в виде тепла.

Но если нельзя отработанное тепло превратить в работу, то имеется полная возможность использовать его именно как тепло, т. е. использовать его для тепловых нужд страны. Это использование отработанного тепла электростанций для централизованного теплоснабжения и получило у нас название теплофикации. А электростанцию, приспособленную для того, чтобы подавать отработанное тепло в виде пара и горячей воды для тепловых нужд окружающего района, мы называем теплоэлектроцентралью или сокращенно — ТЭЦ.

Как же работают такие теплоэлектроцентрали? На теплоэлектроцентралях пар, производимый в котлах высокого давления, поступает в паровую турбину и приводит ее в движение. Турбина в свою очередь приводит в движение электрогенератор, производящий электроэнергию. Отработанный пар или непосредственно используется для теплоснабжения, или же он подогревает воду, которая и идёт на удовлетворение тепловых нужд — в производстве или быту.

Пар или горячая вода направляются к потребителю через теплопроводы. Это целая сеть труб, хорошо изолированных для уменьшения тепловых потерь. Благодаря хорошей изоляции, а также той быстроте, с которой пар и горячая вода подаются потребителю, потеря тепла при передаче весьма незначительна, например, для горячей воды она не превышает обычно 7—10 процентов.

В первых установках — в Москве, Ленинграде и Харькове — мы передавали тепло на расстоянии до 4 километров. Но теперь мы не видим никаких затруднений в передаче тепла на 10 километров и больше.

В ноябре 1924 г. был открыт первый теплопровод общественного пользования в Ленинграде. В настоящее время теплофикационная сеть Ленинграда охватывает все основные здания городского центра.

В Москве теплофикация осуществляется сейчас шестью теплоэлектроцентралями, расположенными в разных районах города. Центр города снабжается теплом от первой электростанции МОГЭС, переоборудованной в теплоэлектроцентраль. Горячей водой снабжаются такие крупные объекты, как весь Кремль, Дворец Труда, все основные наркоматы, гостиница «Метрополь», новая гостиница Моссовета, ЦК партии, ЦК комсомола и т. д. Помимо этого, на периферии Москвы проведена теплофикация, ряда заводов — Шарикоподшипника, Мясокомбината, Краснопресненской мануфактуры и др. Заводы снабжаются не только горячей водой, но и паром.

На большинстве наших новых заводов-гигантов, построенных во время первой и второй пятилеток, теплофикация стала основой теплоснабжения. Сталинградский тракторный завод, Харьковский тракторный, Кузнецкий металлургический завод и др. — все эти заводы-гиганты снабжаются теплом от местных электростанций. Теплопроводы поддают горячую воду не только в городские корпуса, но и в рабочие поселки при заводах.

Но все это только первые шаги. По решению Центрального комитета партии «в дальнейшем плане электрификации страны должна быть во всем объеме учтена задача развернутого строительства мощных теплоэлектроцентралей, в первую очередь в крупных индустриальных центрах». В десятилетнем плане новой Москвы предусмотрены большие работы по теплофикационным сооружениям.

Мы стоим у порога огромной работы по теплофикации крупных населенных центров. Это изменит не только внешний облик наших городов, но и намного облегчит обслуживание бытовых нужд.

В социалистическом городе ближайшего будущего вы уже не увидите на крышах дымовых труб. Только редкие трубы ТЭЦ будут выситься в нескольких местах. В городе не будет ни одного огневого очага, кроме нескольких крупных топок котельных при теплоэлектроцентралях.

Промышленность будет получать тепло на производственные процессы частично в виде пара. Все отопление фабричных корпусов, а также жилых и общественных зданий города будет производиться горячей водой, которая поступает от теплопровода в отдельные здания и перегоняется через радиаторы, находящиеся во всех помещениях. При этом она отдает свое тепло и охлаждается. Затем вода будет поступать на теплоэлектроцентрали по обратным теплопроводам для нового подогрева.

В сравнительно небольших индустриальных центрах все теплоснабжение может быть осуществлено от одной теплоэлектроцентрали. Это можно сделать даже на таком крупном комбинате, как Кузнецк.

Наши бытовые условия станут благодаря теплофикации намного лучше и удобнее. К нашим услугам в любое время будет горячая вода в кранах. Взять теплую ванну или душ — будет делом нескольких минут.

Теплофикационная сеть будет снабжать горячей водой городские прачечные и фабрики-кухни. Она будет снабжать теплом снеготаялки, которые будут находиться в разных районах города для таяния снега зимой.

Широкая теплофикация наших индустриальных центров разрешит проблему коренной реконструкции топливной базы социалистических городов, — проблему, которую поставил перед нами тов. Сталин. Мы сможем перевести ряд таких индустриальных центров на местное топливо. При этом нет опасности, что города будут загрязнены, так как будет производиться очистка дымовых газов. Наши города будут иметь чистый, хороший воздух.

Исчезнут из городского пейзажа грузовики, развозящие топливо. Теплоэлектроцентрали будут снабжаться топливом непосредственно от водных или железнодорожных путей.

Теплофикация внесет еще одно важное изменение в наше энергетическое хозяйство. Во многих городах теплоэлектроцентрали перейдут с твердого или жидкого топлива на топливо газообразное. При этом в широком масштабе будет применяться естественный газ, получаемый в ряде наших районов при глубоком бурении. Применение естественного газа получило большое распространение в Соединенных Штатах Америки, но мы будем применять естественный газ в гораздо больших размерах.

Современная техника позволяет передавать естественный газ на большие расстояния — более 1 000 километров. Поэтому не исключена возможность, что, например, московская теплоэлектроцентраль будет сжигать в своих топках естественные газы, получаемые из Нижнего Поволжья или даже Дагестана.

Кроме естественного газа, теплоэлектроцентрали будут использовать и газ, получаемый в результате подземной газификации угольных и нефтяных пластов. На огромное значение для социалистического хозяйства подземной газификации обратил внимание еще тов. Ленин в одной из своих статей 1913 г. Успешные опыты с газификацией угля и нефти, проведенные за последние годы в промышленном масштабе, показывают, что мы уже в ближайшем будущем сможем широко применить этот метод, который даст нашему энергетическому хозяйству весьма ценное и удобное топливо.

Вслед за теплофикацией индустриальных центров мы приступим к организованному теплоснабжению нашей колхозной и совхозной деревни. Конечно, мы не будем теплофицировать старые крестьянские избушки, доставшиеся нам в наследство от единоличного хозяйства. Но в ближайшие годы новые коллективизированные деревни начнут в крупном масштабе капитальное строительство, и частичная теплофикация этого нового строительства будет безусловно осуществима.

Снабжать деревню теплом от крупных промышленных топливных центров нецелесообразно, — слишком многих затрат потребует транспорт. Деревня будет в основном пользоваться своим местным топливом. Это будут дрова, торф, горючие сланцы, иногда местный, низкосортный уголь. В ряде районов СССР для топливоснабжения деревни будут использованы также и естественные газы. Первые шаги по этому пути сделаны уже в Заволжье и в Мелитопольском районе. Большое значение будут иметь также различные отбросы сельскохозяйственного производства — солома, шелуха и т. п. Чтобы удовлетворить всем этим топливом деревню, надо использовать его чрезвычайно экономно.

При варварской затрате топлива в индивидуальных печках каждой избы его, конечно, не хватит. Вот почему теплофикация здесь— это единственное правильное решение.

Теплофикация деревни будет производиться от сельских теплоэлектроцентралей, которые будут одновременно снабжать село и электроэнергией. Эти теплоэлектроцентрали сравнительно небольшой мощности — 3 000 киловатт — будут снабжать отработанным теплом в виде горячей воды общественные и жилые помещения села. Отработанный пар от этих теплоэлектроцентралей будет во многих случаях использован на заводах первичной обработки пищевых продуктов, — на крахмало-паточных заводах, винокуренных, консервных и др.

Идея теплофикации известна уже более 50 лет. Первая теплофикационная установка была сооружена еще в 1877 г. в американском городе Уокпорт. Затем она получила некоторое распространение и в ряде других американских городов — Нью-Йорке, Чикаго, Детройте.

Отдельные попытки теплофикации были сделаны и в капиталистической Европе. Но частная собственность на жилые здания, торговые предприятия, фабрики и заводы, невозможность провести в капиталистических условиях плановое распределение электроэнергии и тепла по индивидуальным потребителям, где каждый сам себе хозяин, — поставили непреодолимые преграды для развития теплофикации в капиталистических условиях. Окончательный удар по теплофикации в буржуазных странах нанес экономический кризис.

В нашей стране, в социалистических условиях планового хозяйства, развитие теплофикации свободно от этих пут. Только в Советском Союзе идея теплофикации сможет осуществиться во всей ее полноте.