История появления первого радиатора отопления
15.06.2014 | 15:00
Радиатор отопления – конвективно-радиационный отопительный прибор, состоящий из отдельных, обычно колончатых элементов – секций – с внутренними каналами, внутри которых циркулирует теплоноситель.
Об отоплении своего жилища человек задумывался с самых ранних времён своего существования. Первобытные люди использовали шкуры животных. Одновременно люди освоили огонь, однако вносить его в дом было нельзя, так как легко мог начаться пожар, который непременно уничтожил бы ветхую постройку. Позднее человек научился сооружать печи, конструкция которых со временем совершенствовалась. На смену «чёрным» избам, не имевшим трубы и поэтому отличающимся закопчённым потолком (отсюда название), пришли «белые», в которых печная труба имелась и внутреннее помещение выглядело более опрятным. Однако на Руси «белые» избы до последнего времени считались довольно большой роскошью.
Первые предтечи нынешних систем отопления появились еще в богатых домах Древнего Рима. Назывались они «гипокаусты» и обогревали жилище благодаря сети специальных каналов, размещенных под полом и в стенах, по которым пропускались горячие дымовые газы из печи. То есть теплоносителем в них был воздух.
Гипокауст – наиболее распространённый тип классической античной, в особенности древнеримской, отопительной системы, предназначенной для обогрева одноэтажных зданий. Как правило, затраты на установку гипокауста окупали себя в общественных банях, которые
возводились за счёт государства. Провести гипокауст в частных домах (виллах) могли позволить обычно только состоятельные римляне (политики, торговцы, крупные военачальники). Но даже в этом случае гипокаустом зимой отапливалась не вся вилла, а только определённая её часть.
Точно установить техническую и хронологическую эволюцию гипокауста затруднительно. Возник он, по-видимому, в Древней Греции, но в Древнем Риме его усовершенствовал известный торговец и гидроинженер Сергий Ората в I веке до н. э. По мере территориальной экспансии Рима гипокауст стал применяться повсеместно в империи, но наибольшее распространение получил в довольно холодных северных провинциях, а также горных регионах Иберии, Балкан, Альп и Апеннин. Остатки гипокаустов археологи находят при раскопках древнеримских вилл.
Гипокауст представлял собой печь, обычно расположенную за пределами отапливаемого помещения, которая имела систему каналов и труб, проводивших тёплый воздух под пол и в стены здания. С упадком Римской империи, гипокауст быстро вышел из употребления.
Следующий шаг в нашей истории, в системе отопления, был сделан уже в средние века.
С XV века для обогрева больших зданий (например, церквей и дворцов) применялось воздушное отопление с подачей в помещение горячего воздуха, нагревавшегося при соприкосновении с поверхностями печи. Установлено, что так отапливались русские царские хоромы XVI‑XVII веков – например, Грановитая палата Московского Кремля.
Такая печь одновременно была и котлом (топка – камера, где сжигалось топливо), и радиатором (стенки печи, излучающие тепло и нагревающие помещение).
Разделение этих двух функций произошло только в XVII веке благодаря развитию технологий обработки металлов.
В 1675 году английским инженером Евелином для обогрева оранжереи была впервые сконструирована система водяного отопления, в которой вода нагревалась в котле и затем циркулировала по стальным трубам, постепенно отдавая тепло.
С начала XVIII века на волне интереса к новейшим техническим разработкам из Европы водяные системы начали разрабатываться и русскими инженерами. Самым ярким примером успехов отечественных мастеров стала система отопления Летнего дворца Петра I, построенного в 1714 году в Санкт-Петербурге.
Первые водяные системы отопления использовали так называемую гравитационную схему (с естественным побуждением циркуляции). Теплоноситель в замкнутом контуре труб циркулировал благодаря разной плотности горячей и холодной воды. Для того чтобы система работала, требовалось использовать трубы большого диаметра. И она была инерционной – то есть медленно нагревалась и столь же медленно остывала. Сейчас такую схему изредка еще используют для отопления небольших частных домов.
Поначалу теплоотдача в водяных отопительных системах осуществлялась через обычные или оребренные трубы. Из-за сравнительно небольшой площади контакта с воздухом они не отличались большой эффективностью.
В XVIII веке появились системы парового отопления. Первые примеры применения водяного пара для обогрева помещений в России приводятся в книге Николая Львова «Русская пиростатика», вышедшей в 1799 году.
В целом, в течение XVIII века в Европе разного рода водяные и паровые отопительные системы чаще всего применялись для обогрева оранжерей и зимних садов, и только начиная с 30-х годов XIX века водяное отопление начало все шире применяться для обогрева жилых помещений.
Систему водяного отопления высокого давления изобрел Перкинсон в 1832 г. А отопительную батарею изобрели именно в России.
Первый полноценный радиатор отопления в 1857 году изобрел Франц Карлович Сан-Галли, отлив его из чугуна после ряда неудачных экспериментов, занявших два года. Франц Сан-Галли в возрасте 19 лет переехал из Польши в Россию и обосновался в Петербурге, где вскоре ему посчастливилось найти работу на машиностроительном заводе шотландского инженера Чарльза Берда. Изучив тонкости чугунного литья, Франц решил обзавестись собственной мастерской, которую открыл в 1853 году на Лиговском проспекте. При мастерской имелся салон-магазин, в котором реализовывались металлические кровати, умывальники и камины, а также водопроводные трубы из чугуна и бронзы, произведенные в мастерской Сан-Галли.
Дела у предприимчивого инженера не шли, его бизнес был убыточным. Франц Карлович ищет выход из сложной финансовой ситуации, и обращает всю свою энергию и способности на разработку улучшений в области систем водяного отопления. И через четыре года с момента открытия собственного дела он создает первый отопительный радиатор из чугуна, названный им «хайцкерпер» (в переводе на русский – горячая коробка).
Изобретение Сан-Галли не было похоже на современные чугунные радиаторы – это была труба большого диаметра, имевшая дискообразные выступы, в которые поступала горячая вода. Помимо оригинальной конструкции, схожей с современными отопительными батареями – кстати, это название тоже придумал Франц Карлович – его «горячие коробки» не были частью труб системы отопления, т. е. подсоединялись к ним на местах установки. Изобретатель батарей отопления Сан-Галли не держал технологию их изготовления в секрете и даже наоборот, открыто делился информацией с промышленниками Европы и США.
Несмотря на громоздкость и странный вид, изобретение Сан-Галли быстро нашло широкое применение. «Горячие коробки» экспортировались в США и Европу. Такие батареи использовались не только в водяных системах, но и в параллельно развивавшемся паровом отоплении, где температура перегретого пара достигала 150‑200 ºС, а давление составляло несколько атмосфер.
Любопытно, что один из таких радиаторов до сих пор работает на бывшей даче великого князя Бориса Владимировича в Царском Селе! А еще один «долгожитель» до сих пор функционирует в Самарском художественном музее.
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.
Подготовила Надежда Рыбакова – «Портал ЖКХ»