Современные системы отопления

При Людовике XIV в Европе процветает стиль барокко. Поэтому вытяжная труба, которая раньше нависала над топкой шатром, теперь становится перпендикулярной каминной полке и оформляется множеством драгоценных безделушек. Низ и верх камина оформляются карнизом или цоколем, который соответствует пышному убранству всей комнаты.

 

3.2.3 Новое время

 

Когда пышные формы начинают утомлять глаз, в Европу приходит классицизм. Он возвращает строгие пропорции и подчеркнутую монументальность форм античных времен, четкость линий, которую так любили древние греки. Чувство меры преобладает во всем. На каминах теперь изображаются военные эмблемы, древние орнаменты, но украшения носят лаконичный характер. Портал обрамляется колоннами и несущими скульптурами, на карнизе ставятся часы, статуэтки, вазы. Над камином помещаются зеркала, отражающие неброское богатство интерьеров.

В XIX веке для художественной отделки топки начинает применяться тогда же созданный огнеупорный кирпич. Колосниковая решетка для дров, находящаяся в топке, и решетчатый углесборник до сих пор побуждают кузнецов к разнообразным художественным импровизациям. Назначение этих предметов — обеспечить доступ воздуха к дровам и дать углям полностью прогореть.

 Большим разнообразием  конструкций и отделки отличаются  щипцы для перевертывания горящих  дров, специальная вилка для ворошения  топлива, щетка на длинной ручке  и совок для чистки топки, меха  для раздувания огня. В XVIII веке  в обиход входят кочерга для  разбивания горящего угля на  мелкие кусочки, ведерки и ящики  для угля, которые впоследствии  заменяются резными деревянными  ящиками и решетками для топлива. В XIX веке с целью защиты деревянного  пола комнаты от попадания  на него горящих углей начинают  устанавливать каминные экраны  или специальные сетки, через  которые виден огонь.

Смешанные стили, которые пришли вслед за классицизмом, не внесли в историю каминов существенных изменений. Своеобразная революция, коренным образом преобразившая внешний облик очага, произошла только в конце ХIХ — начале ХХ вв., когда наступило время модерна.

 

3.2.4 Влияние камина на быт людей

 

На исторической линейке камины сыграли большую роль в становлении быта человека. С древних времен он шел рука об руку со всеми архитектурными стилями Европы, способствовал общению людей. Однако, в настоящее время функциональная роль камина не велика, однако он не уходит с архитектурной арены, потому что вечен как символ. Камин не только согревает кров, но и подчеркивает незыблемость семейного очага.

Камин стилистически увязан с интерьером помещения, в котором он играет структурообразующую роль. Доминирование камина в интерьере не мешает его гармоничному сосуществованию с другими составляющими внутреннего пространства дома, и элементы декора камина гармонично сочетаются с деталями интерьера всего помещения, а его округлым облицованным поверхностям вторят круглые и овальные формы на плоскостях стен, пола и даже столов [10].

 

4 Современные системы отопления

 

С развитием металлургической промышленности примерно в конце XVIII в., настало время железных печей. Наряду с развитием индивидуального печного отопления в это время стали обдумывать и возможность создания центрального отопления. Швед Мартин Тривальд считается изобретателем первого центрального водяного отопления (1716).

В конце XVIII в. с появлением паровой машины была исследована возможность применения пара в качестве теплоносителя. Затем в 1770 г. Джеймс Ватт применил пар для отопления здания своей фабрики, при этом он использовал секционные радиаторы в качестве нагревательных приборов. В это же время в Англии появились первые чугунные котлы. Первые патенты на систему парового отопления были получены в 1791 и 1793 гг., при этом система отопления воздухом уже была запатентована. Несмотря на это, индивидуальное отопление повсеместно доминировало, так как оно было существенно дешевле.

В течение XIX в. с развитием техники паровое отопление низкого давления получило самое широкое практическое применение как способ центрального отопления. В 1831 г. Перкинс получил первый патент на систему отопления горячей водой. Он также выполнил исследования с расширительными баками для компенсации изменения объема воды из-за теплового расширения.

Центральное водяное отопление было разработано в 1833 г. англичанином Паль- комом. Его система состояла из котла с очень длинным трубопроводом, радиатором также был трубопровод. Предложенная конструкция представляла собой полностью закрытую систему.

Первая система центрального отопления из серийно изготовленных деталей была построена в 1860 г. в США. В это же время началось производство чугунных котлов и радиаторов. В 1870 г. чугунные котлы и радиаторы появились и в Германии. В 1871 г. был издан первый закон о паровых котлах, который содержал в том числе и стандарты безопасности трубопроводов. В 1875 г. Кёртинг освоил производство первых немецких чугунных котлов. В 1898 г. Будерус начал серийное производство чугунных котлов по собственному патенту. В начале XX в. прогресс ускорился: во-первых, повысились требования к комфорту; во-вторых, были разработаны научные основы для расчета систем водяного отопления или парового отопления низкого давления. Профессор Герман Ритшель стал очень известным после выпуска своего «Руководства по расчету устройств отопления и вентиляции».

В связи с разработкой насосов (В. Оплэндер) в 1930 г. начали внедрять системы насосного отопления.

В качестве отопительных батарей применялись, прежде всего, чугунные или стальные радиаторы. Первые стандарты в этой области появились в 1936—1938 гг [11].

 

4.1 Паровое отопление

 

С появлением на производстве паровых машин: отработавший в них (мятый) пар стали использовать для отопления помещений. Впоследствии возникли и развивались различные виды парового отопления, которым теперь оборудуются здания и сооружения, в прочем только при наличии источников производственного пароснабжения. Пар используется также в системах воздушного отопления и вентиляции, в которых применяются паровые калориферы. В паровом отоплении используется сухой насыщенный пар. В зависимости от его абсолютного давления паровое отопление подразделяется на: вакуум-паровое (при абсолютном давлении пара менее 0,1 МПа, т.е. ниже атмосферного); низкого (0,1—0,12 МПа); повышенного (0,12—0,17 МПа); высокого давления (при давлении пара свыше 0,17 МПа). Системы парового отопления состоят из: источников теплоты, паропроводов, отопительных приборов, конденсатопроводов и в зависимости от вида и особенностей систем специального оборудования (арматуры, баков, насосов и т.д.). Системы парового отопления применимы в зданиях любой этажности, обеспечивают быстрое прогревание помещений и прекращение теплоподачи при выключении систем, имеют меньшую площадь отопительных приборов и менее подвержены замерзанию в них воды. По сравнению с водяным отоплением системы парового отопления имеют существенные недостатки: невозможность плавно регулировать теплоотдачу отопительных приборов, постоянно повышенная температуpa их поверхности, иными срок службы, шум при движении пара и сложность эксплуатации. В системе парового отопления низкого давления теплота, сообщенная пару в процессе его получения, переносится по паропроводу к отопительным приборам, где выделяется при конденсации пара. Образовавшийся в отопительных приборах конденсат возвращается по конденсатопроводу в паровой котел для последующего получения пара. В восемнадцатом веке данная система парового отопления обрела немалый масштаб благодаря своей низкой топливной стоимости и энергоэффективности.

 

4.2 Водяное отопление

 

Водяное отопление - обогревание здания или сооружения системой отопления, в которой в качестве теплоносителя используется вода. В 50—60-х годах XIX века распространилось как более дешевое водяное отопление высокого давления по системе английского инженера Перкинса (патент 1831 год). Система состояла из замкнутых со всех сторон и заполненных водой вертикальных толстостенных трубок (внутренний диаметр 15, наружный 25 мм). Вода нагревалась в змеевике, который помещался в центральную печь. В системе циркулировала вода под значительным давлением (до 7 МПа), нагреваемая до 260—300 С. Кроме змеевиков в помещениях использовались трубы отопительные — гладкие трубы большого диаметра, а затем и ребристые трубы — первые специальные отопительные приборы. Применялось также водяное отопление повышенного давления (до 0,8 МПа) по системе французского инженера Л. Дювуара — горизонтального типа с отопительными приборами в виде чугунных цилиндрических печей со сквозным внутренним каналом (система подобного вида действует в одном из зданий в городе Нижнем Новгороде). С 70-х годах прошлого столетия с водяным отоплением высокого давления стало успешно конкурировать водяное отопление низкого давления, выполняемое заводом Сан-Талли в Петербурге по горизонтальной схеме с отопительными приборами из ребристых труб (фасонные соединительные части и арматура ввозились из Германии). В последней трети XIX века водяное отопление, низкого давления сооружалось в различных городах России Петербургским металлическим заводом (О.Е. Крель, 1838—1913 г.) в виде вертикальных и горизонтальных однотрубных систем водяного отопления. В 1875 году К. Лешевич впервые устроил квартирное водяное отопление низкого давления с вертикально плоскими стальными отопительными приборами, действующими самостоятельно или во время топки кухонного очага. В 80-х годах стало распространяться центральное водяное отопление с вертикальной прокладкой труб по однотрубной схеме с отопительными приборами в виде вертикальных оребренных тумб различной высоты и обходными ветками вдоль них (их называют замыкающими участками). На каждом отопительном приборе стали устанавливать регулирующие краны. В 90-х годах появилась двухтрубная система отопления, где по одной из параллельно прокладываемых двух вертикальных труб в отопительные приборы подавалась нагретая вода, по другим — отводилась охлажденная. Единственным, кто продолжал применять однотрубное водяное отопление, был Петербургский металлический завод (теперь ЛМЗ). На нем по собственным проектам производились предварительная заготовка и сборка отдельных элементов, поэтому монтаж (также силами завода) отопительных установок в зданиях проводился в сокращенные сроки. Вертикальные трубы отопления прокладывались скрыто в стенах, ребристые трубы закрывались щитами и декоративными решетками. В современном мире система отопления горячей водой является наиболее распространенной. За свою историю система водяного отопления перетерпела  множество модернизаций, которые помогли сделать ее более эффективной и дешевой [12].

 

4.3 Лучистая система отопления

 

Лучистая система отопления (ЛСО) появилась в Европе в 20-ом веке.  Она основана на применении плёночных лучистых электронагревателей и может использоваться как основной вид обогрева помещений, так и в качестве дополнительного источника тепла.

 Плёночный электронагреватель (ПЛЭН) может занимать любую часть  площади потолка, он представляет  собой резистивный слой (резисторы), расположенный между двумя слоями  плёнки. Толщина плёночного нагревателя  не превышает 1 мм, ширина – 30 см, длина может варьироваться в  зависимости от технического  задания на монтаж системы  отопления, вес одного квадратного  метра ПЛЭН - около 0,5 кг.  Разогреваемый  электрическим током резистивный  слой передаёт тепло на алюминиевую  фольгу и электронагреватель  излучает инфракрасное тепло, которое  нагревает помещение. При этом  происходит нагрев стен, пола, предметов, которые отдают тепло, но влажность  воздуха в помещении не снижается. Максимальная температура нагрева  ПЛЭН – 45°С.

 Плёночный электронагреватель  равномерно прогревает всё помещение  и способствует постоянному поддержанию  заданной температуры, которое осуществляется  с помощью терморегулятора, устанавливаемого  на стене. Системой можно управлять  дистанционно через GSM-контроллер.

Данная система отопления может найти свое место для отоплений: жилых помещений, лоджии, оранжереи, зимние сады, детские учреждения, лечебно-профилактические учреждения, в местах общественного пользования, на заводах и промышленных объектах.

Лучистое отопление обладает высокой эффективностью  (КПД составляет 95%), практически не требует затрат на обслуживание [13].

 

Заключение

 

Проведя исследование можно сделать вывод, что система отопления оказала огромное влияние на образ и становление человека. Она обогревала, помогала готовить пищу, защищала от болезней, влияла на производство, с ней связанно множество открытий. Проведя анализ нововведений в системе отопления мы выяснили, что она претерпевала огромные изменения на каждом историческом этапе. Для древних людей, отопление, было единственной возможностью выжить. В данной работе мы рассмотрели самые главные открытия в производстве тепла. Особый вклад в историю отопления внесли инженеры Римской Империи. Именно здесь зародились системы центрального отопления и теплого пола. Огромное влияние так же оказала русская печь. Вся жизнь славянского народа неразрывно связана с с ней. Она лечила все простудные заболевания, с успехом заменяла парную баню, играла роль домашней метеостанции. Русская печь способствовала возникновению и развитию многих народных промыслов. Русская печь оказала значительное влияние на традиции и обряды русского народа. Несмотря на то, что русские печи в разных уголках России отличались необыкновенным разнообразием формы, основу их составлял единый принцип устройства. В понятие печи входит не только сооружение для отопления и приготовления пищи, сложенное из кирпичей или битое из глины, но и ансамбль из всевозможных перегородок, полок, лавочек, голубцов, приставных лежанок и лесенок. Немалое значение, но уже для Европы, оказал камин. Данный агрегат со временем так же модифицировался, усложнялся. Со временем человек стал использовать камин не только в практических целях обогрева. Тем более, что в некоторых странах с низкой зимней средней температурой это вообще невозможно в виду того, что КПД камина очень невысокий. Стала очень популярна его эстетическая сторона. Данное сооружение прекрасно вписывается в интерьер современных домов. Нельзя не упомянуть и современные системы отопления, такие как паровое и водяное, а так же лучистое, которые привнесли качественное, а главное безопасное тепло в наши дома.

Система отопления не покидала нас ни на одно мгновение на протяжении всей истории, и не покинет в будущем.  

 

Библиография

1. http://ventaplus.ru/istorija_otoplenija [электронный ресурс]; История отопления
2. http://pochemuha.ru/sistema-otopleniya-v-drevnem-rime[электронный ресурс]; Система отопления в Древнем Риме
3. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-6/79.htm [электронный ресурс]; справочник домашнего мастера
4. http://pechi-kaminy-barbeku.ru/materials/pechi/o-russkoj-pechi-2/ [электронный ресурс]; О русской печи
5. http://dereven-ka.ru/-saite/81.html [электронный ресурс]; Русская печь
6. http://apxiv.ucoz.ru/publ/istorii_bit/1/russkaja_pech/14-1-0-135 [электронный ресурс]; Русская печь
7. http://kovcheg.ucoz.ru/forum/58-1305-3 [электронный ресурс]; Ода русской печи
8. http://www.maslov-i-partnery.ru/banya-maslova/metodi-lecheniya-teplom-s-pomoschiu-russkoy-pechi [электронный ресурс]; Методы лечения теплом с помощью Русской Печи
9. http://jupiters.narod.ru/history3_pech.htm [электронный ресурс]; Русская печь
10. http://www.genon.ru/GetAnswer.aspx?qid=e7900c26-add4-4ce6-9cb1-1cf80e87f7e5 [электронный ресурс]; Какова история камина
11. http://www.masteroc.ru/svoimi-rukami/otoplenie/razvitee.html [электронный ресурс]; История развития отопительной техники
12. http://engineeringsystems.ru/v/vodanoe-otoplenie.php [электронный ресурс]; Водяное отопление
13. http://www.diy.ru/kvartira/46_otoplenie/panelnoe-otoplenie/vyibor/luchistaya-sistema-otopleniya/ [электронный ресурс]; Лучистая система отопления