Из истории отопительных систем

Прототипом современной отопительной системы можно назвать «гипокаусты», используемые для обогрева жилища в Древнем Риме. Горячие дымовые газы из печи в такой системе пропускались по специальным каналам, расположенным под полом и в стенах. В римских термах применялась водяная отопительная система, состоящая из медных труб. В Средние века была популярна воздушная система отопления, используемая главным образом в церквях и дворцах.

Печи и камины служили в то время основным источником тепла, для их изготовления применялись сначала глина и кирпичи, а затем и металл. Знаменитый Бенджамин Франклина внес свой вклад в развитие этих обогревателей, сконструировав автономную чугунную печь. Используя современные термины, можно сказать, что она совмещала в себе функции котла и радиатора.

В середине 17 века, благодаря развитию технологий в области обработки металла, стало возможным создание системы водяного отопления, где присутствовали и котел, служащий для нагрева воды, и стальные трубы, по которым эта вода циркулировала, отдавая свое тепло.

Нужно отметить, что до начала 19 века паровые и водяные отопительные системы применялись в основном для обогрева зимних садов и оранжерей, и только позднее их стали применять для жилых помещений.

Изначально в водяных системах отопления использовалась так называемая гравитационная схема. Принцип работы такой системы базировался на том, что горячая и холодная вода имеют разную плотность, в результате этого теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре труб. Недостатком подобной конструкции была ее инерционность, требовалось большое количество времени для ее нагрева.

Теплоотдача в первых водяных системах осуществлялась с помощью обычных или оребренных труб, что было малоэффективным из-за небольшой площади контакта с воздухом. В середине 19 века в России был придуман первый чугунный радиатор, состоящий из толстых труб с вертикальными дисками. Подобные радиаторы быстро получили распространение по всему миру, они использовались и в водяных системах отопления и в паровых, тоже начавших развиваться к тому времени. В отличии от современных, радиаторы прошлого столетия отличались большими размерами и наличием украшений в виде орнамента.

Водяные системы отопления были популярными вплоть до концы 19 века, но ограниченная площадь отапливания, их высокая стоимость и неэффективность распределения тепла подвигли инженеров того времени к созданию новой системы, основанной на искусственном побуждении. В результате была создана система водяного отопления с насосным побуждением, ставшая популярной благодаря своей эффективности и универсальности.

Впервые в России новый вид отопления был опробован в начале 19 века для обогрева здания петербургского Михайловского театра. Удачный опыт использования насосно-водяного отопления послужил установке таких систем в Мариинском театре, в корпусах Института инженеров путей сообщения, в здании Эрмитажа.

Работа насосов в таких системах отопления осуществлялась с помощью электричества, поэтому именно с реализацией в советской России плана ГОЭЛРО, подобное отопление начало активно распространяться по всей стране. Началось строительство первых ТЭЦ и прокладка первых теплотрасс, к 40-м годам к системам центрального теплоснабжения были подключены уже не только госучреждения, но и многие жилые дома.

Важным открытием в 1928 году стало изобретение немецким инженером циркуляционного насоса с мокрым ротором, ставшего незаменимой составляющей автономных и централизованных систем теплоснабжения. Такие насосы способствовали максимально эффективному использованию тепла. Для подобной системы отопления чугунные радиаторы уже не были единственной альтернативой. В середине 20 века начались разработки радиаторов, изготавливаемых из новых материалов. Первый трубчатый стальной радиатор Zehnder Charleston был изобретен швейцарцем, новый прибор отличался легким весом, привлекательным дизайном, лучшей теплоотдачей и сравнительно небольшими затратами на его производство.

Алюминий, обладающий большей теплопроводностью, чем сталь, тоже стал применяться для производства радиаторов. Сначала его использовали вместе со сталью, из которой в радиаторе изготавливали трубу-сердечник, алюминий в этой биметаллической конструкции применяли в качестве материала для корпуса.

В то же время было начато производство полностью алюминиевых радиаторов, которые оказались дешевле и надежнее, они получили широкое распространение, как в централизованных так и в автономных системах теплоснабжения.
На сегодняшний день выпускаются два варианта алюминиевых радиаторов: литые и сборные экструзионные. Первые отличаются тем, что каждая секция в них отливается целиком, у сборных радиаторов секция состоит из трех элементов, присоединенных друг к другу.

В наши дни продолжаются разработки новых приборов отопления, одним из направлений развития является создание новых долговечных покрытий, необходимых для повышения коррозийной стойкости радиаторов. Например, концерн Zehnder Group выпустил алюминиевый радиатор, в котором впервые применил циркониевую защиту внутренней поверхности FARAL Green HP.

Создание литого алюминиевого радиатора двухканальной конструкции, FARAL Trio HP, помогло добиться от прибора высокой прочности, давление на разрыв в нем составляет более 60 атм.

Совершенствуются не только технические характеристики радиаторов, но и их внешний вид. Отопительные приборы становятся элементами интерьера, поддерживающими общую концепцию дизайна помещений.

Смелые эксперименты в области внешнего вида и функциональности радиаторов способствовали появлению на свет сначала полотенцесушителей, а затем радиаторов-зеркал и радиаторов-скамеек. На проводимом в 2007 году в США конкурсе на самый необычный радиатор отопления можно было увидеть радиатор в виде стеллажа из шести вешалок и радиатор, выполненный в виде венского стула, обогревающий сиденье.
Благодаря эстетической привлекательности и оригинальному дизайну радиатор Zehnder Dualis стал первым в мире отопительным прибором, получившим премию Plus X Award в номинации «Дизайн». Стальная внутренняя конструкция и передняя панель из анодированного алюминия позволили дизайнерам создать прибор необычной формы.
Получили второе рождение и чугунные радиаторы, активно используемые в интерьерах для создания стиля ретро. Например, радиаторы Rococo Veniceane, украшенные причудливым орнаментом, выполненным с помощью метода художественного литья, могут стать достойным украшением интерьера. Функциональность таких радиаторов мало чем отличается от традиционной отечественной модели батарей МС-140-500, однако стоить такой эксклюзив будет недешево.

Приборы отопления продолжают развиваться, меняя свой дизайн и технические характеристики. Являясь не только источником тепла, но и элементом интерьера, радиаторы получили новый толчок к совершенствованию.