Прирученное тепло: история радиаторов
В протяжении всей истории человек улучшал методы подогрева собственного жилья. От костров, жаровниц и глиняных печей старых цивилизаций мы пришли к автоматическим системам отопления, управляемым электроникой. И если до этого эмблемой домашнего тепла и комфорта был очаг, то в наши деньки ассоциации совершенно другие - мощнейший отопительный котел и сверхтехнологичные радиаторы. И на данный момент, чтоб осознать, как в предстоящем будут развиваться нынешние отопительные приборы, полезно проследить историю их возникновения и эволюции.
Приручение тепла
1-ые предтечи сегодняшних систем отопления появились еще в богатых домах Старого Рима. Назывались они «гипокаусты» и обогревали жилье благодаря сети особых каналов, размещенных под полом и в стенках, по которым пропускались жаркие дымовые газы из печи. Другими словами теплоносителем в их
был воздух.
Но благодаря трудам Геродота, Плиния и Сенеки понятно, что римские термы обогревались по другому - при помощи жаркой воды, протекавшей по медным трубам. А это уже был макет водяной системы отопления, получившей развитие много позднее, в эру промышленной революции.
В cредние века для подогрева огромных построек, к примеру, церквей и дворцов, использовалась воздушная схема. Установлено, что так отапливались российские королевские хоромы XVI-XVII веков - к примеру, Грановитая палата Столичного Кремля.
Источником тепла в те времена были печи и камины - сначала глиняные и кирпичные, а потом - и железные. Интересно, что большой вклад в развитие печей занес Бенджамин Франклин, один из отцов-основателей США. Совершенствуя обычный камин, он сконструировал автономную печку
(которая потом стала называться печью Франклина), для стен которой использовал чугун, владеющий большой теплоемкостью. Если рассуждать в современных определениях, то печь сразу была и котлом (топка - камера, где сжигалось горючее), и радиатором (стены печи, излучающие тепло и нагревающие помещение).
Разделение этих 2-ух функций вышло исключительно в XVII веке благодаря развитию технологий обработки металлов. В 1675 году английским инженером Евелином для подогрева оранжереи была в первый раз сконструирована система водяного отопления, в какой вода грелась в котле и потом циркулировала по железным трубам, равномерно отдавая тепло.
С начала XVIII века на волне энтузиазма к новым техническим разработкам из Европы водяные системы начали разрабатываться и русскими инженерами. Самым броским примером фурроров российских мастеров стала система отопления Летнего дворца Петра I, построенного в 1714 году в Санкт-Петербурге. В целом, в течение XVIII века в Европе различного рода водяные и паровые отопительные системы в большинстве случаев применялись для подогрева оранжерей и зимних садов, и только начиная с 30-х годов XIX века водяное отопление начало все обширнее применяться для подогрева жилых помещений.
1-ые водяные системы отопления использовали так именуемую гравитационную схему (с естественным побуждением циркуляции). Теплоноситель в замкнутом контуре труб циркулировал благодаря разной
плотности жаркой и прохладной воды. Для того, чтоб система работала, требовалось использовать трубы огромного поперечника, ну и в целом она была очень инерционной, другими словами медлительно грелась и настолько же медлительно остывала. На данный момент такую схему еще время от времени употребляют для отопления маленьких личных домов.
Сначала теплопотеря в водяных отопительных системах осуществлялась через обыденные либо оребренные трубы. Из-за сравнимо маленький площади контакта с воздухом они не отличались большой эффективностью. И конкретно в Рф, а поточнее, в Санкт-Петербурге, был придуман принципно новый
обогревательный прибор - металлический радиатор, представлявший собой несколько толстых труб с вертикальными дисками. Сделал его обрусевший германец итальянского происхождения Франц Карлович Сан-Галли в 1855 году, назвав свое изобретение «хайцкёрпер» (жгучая коробка), либо, более обычно для российского уха, «батарея».
Такие батареи скоро стали популярны по всему миру, при этом использовались не только лишь в водяных системах, да и в параллельно развивавшемся паровом отоплении, где температура перегретого пара достигала 150-200 ОС, а давление составляло несколько атмосфер. По сопоставлению с сегодняшними
металлическими радиаторами, они были более громоздки и богато украшались орнаментом. Кстати, самой наистарейшей из сейчас действующих батарей отопления - 108 лет. Она находится в Королевском селе на даче Величавого князя Бориса Владимировича.
Новый век - новые технологии
К концу XIX века водяные системы отопления с гравитационной схемой циркуляции теплоносителя получили самое обширное распространение. Но уже в то время были видны все их недочеты - неэффективность рассредотачивания тепла, ограничения на отапливаемую площадь, инертность и высочайшая цена. Потому усилия инженеров привели к созданию систем с искусственным побуждением. Для этого пробовали использовать перегретый пар либо воздух, но более оптимальным оказалось применение насосов. Конкретно водяное отопление с насосным побуждением потом прижилось везде благодаря ее универсальности и эффективности.
В Рф новый тип отопления было в первый раз осуществлен в 1909 году в здании петербургского Михайловского театра. Создателем проекта стал инженер Н.П. Мельников. После чего успешного опыта насосно-водяное отопление сразу отыскало применение и в почти всех других больших зданиях Петербурга: в Мариинском театре, в здании Эрмитажа, в новых корпусах Института инженеров путей сообщения, в корпусах Орудийного завода и др.
Так как для работы насосов требовалось электричество, распространение систем отопления с насосным побуждением тормозилось недостаточной электрификацией страны. На самом деле, только с приходом русской власти и началом реализации плана ГОЭЛРО в 1920 году стало вероятным развитие схожих систем. С 20-х годов началась и история российского централизованного теплоснабжения. Строились 1-ые ТЭЦ, где употреблялся способ когенерации тепла и электричества как более экономически оправданный, прокладывались 1-ые теплотрассы. И к началу 40-х годов чугунные радиаторы-гармошки, присоединенные к системам централизованного теплоснабжения, появились не только лишь в госучреждениях, да и в почти всех домах.
Решающим моментом для водяного отопления стало изобретение в 1928 году известным германским инженером Вильгельмом Оплендером первого циркуляционного насоса с влажным ротором. Эти агрегаты стремительно стали неподменным элементом централизованных и автономных систем
теплоснабжения, позволяя очень отлично использовать тепло, вырабатываемое отопительным котлом. Для таких систем чугунные радиаторы уже не казались хорошим решением - тут стала проявляться высочайшая термическая инерционность чугуна, затруднявшая регуляцию теплопотери. Так что если с момента собственного изобретения посреди XIX века металлический
радиатор занимал фактически монопольное положение, то поближе к середине XX века ему пришлось потесниться. Развитие систем отопления с применением циркуляционных насосов стало стимулом к разработке радиаторов из новых материалов.
Так, в 1930 году швейцарец Роберт Цендер, используя принцип охлаждающей системы байка, сделал 1-ый в мире трубчатый металлической радиатор Zehnder Charleston. Новый прибор отличался от собственных металлических предшественников более лёгким весом, наилучшей теплоотдачей, наименьшими
затратами на создание, при всем этом владея ещё и симпатичным дизайном. С сих пор железные радиаторы получили обширное распространение в мире.
3-мя десятилетиями позднее начались пробы использовать в конструкции устройств отопления алюминий, который обладает еще большей теплопроводимостью, чем сталь. Первыми шагами в этом направлении стала разработка в Италии в 1961 году биметаллических радиаторов. Они состояли из металлической трубы-сердечника, по которой движется теплоноситель, и плотно прилегающего дюралевого корпуса. Предполагалось, что железная труба будет обеспечивать крепкость прибора, а дюралевые секции - неплохую теплопотерю. Но практически радиаторы таковой конструкции не получили широкого распространения.
А вот показавшиеся фактически в это время дюралевые радиаторы достаточно стремительно отыскали свою нишу на рынке, которую крепко занимают и до настоящего времени. Стопроцентно дюралевые радиаторы оказались еще дешевле и надежнее, и отыскали самое обширное применение в централизованных и
автономных системах теплоснабжения. Хотя четкой даты изобретения дюралевого радиатора сейчас именовать не достаточно кто сумеет, данные разнятся. Так по одной из версий, посреди 60-х годов итальянец Гаэтано Группьони, разработал методику отливки радиаторов из алюминия. По другим
сведениям, в 1965 году основоположник компании FARAL, г-н Коррадини, в первый раз использовал алюминий в качестве материала для радиаторов.
Дюралевые радиаторы выпускаются на данный момент в 2-ух вариантах: во-1-х, это литые приборы, где любая секция отливается полностью, и, во-2-х, сборные экструзионные приборы, любая секция которых состоит из 3-х частей, соединенных вместе.
Денек нынешний
В наши деньки, когда, казалось бы, все уже придумано, приборы отопления
продолжают развиваться. К примеру, чтоб повысить коррозионную стойкость
радиаторов, разрабатываются все новые, более долговременные покрытия. Так,
выпущен 1-ый дюралевый радиатор с циркониевой защитой внутренней
поверхности.
С 70-х годов также велись разработки двухканальных дюралевых
радиаторов. Но в то время технологии не позволяли сделать выпуск таких
устройств. И исключительно в наши деньки удалось сделать литой дюралевый радиатор
двухканальной конструкции. Благодаря такому строению удалось достигнуть
впечатляющей прочности: давление на разрыв этого прибора составляет
более 60 атмосфер!
