Історія повітряного опалення - Системи опалення будинку
Історія опалення будинків налічує тисячоліття. Пропустимо епоху багать та печер і перейдемо відразу до етапу розвитку людства, коли з'явилися перші будинки – рукотворні печери. Під час археологічних розкопок стоянки Alvnaset на території Лапландії поблизу шведського містечка Воуллерім (IV тисячоліття до н. е.) та у степовому Заураллі (Челябінська обл., Україна) при дослідженні городища Аркаїм (III—II тисячоліття до н.е.) було виявлено перші інженерні системи опалення жител, які включали: яму, в якій розводилося багаття, повітропровід в землі для подачі свіжого повітря, димохід для видалення більшої частини димових газів і системи повітроводів для розподілу тепла по житлу.
Перше письмове опис системи опалення зробив наприкінці 1 століття до н. римський архітектор та інженер Вітрувій. Він докладно описав пристрій гіпокаусту. Це була система штучного обігріву римських терм та житлових приміщень за допомогою гарячих газів. Опалювальний пристрій складався з печі, розташованої поза приміщенням, і системи труб і порожнин, що проводять нагріте повітря.
Вітрувій (Vitruvius) – римський архітектор та інженер другої половини 1 ст. до зв. е. Автор трактату "Десять книг про архітектуру", де розглянуто містобудівні, інженерно-технічні та художні питання, узагальнено досвід грецької та римської архітектури.
Гіпокауст лат hypocaustum від грец hypoacute – під, внизу та kaustoacutes – нагрітий, розпечений. - Опалювальний пристрій для обігріву лазень та житлових приміщень.
Процес опалення розбивався на два етапи. На першому – у печі поряд з будинком розлучався вогонь, і димові гази, проходячи під підлогою та каналами у стінах, нагрівали будівельні.конструкції. Після того як процес горіння припинявся, димові труби закривалися та відкривалися спеціальні люки та засувки у підпільних каналах. Зовнішнє повітря, проходячи через піч гіпокауста, нагрівалося в цих каналах і надходило до опалювальних приміщень. Таким чином, гіпокауст був одночасно системою припливної вентиляції з підігрівом повітря і системою теплої підлоги.
Слід зазначити, що гіпокаусти використовували у Римі, а й у Стародавню Грецію, Єгипті, соціальній та Китаї та Кореї (вони там називалися ондоль - " теплі порожнини " ). А Ви думали, чому все життя у східній Азії проходить на підлозі?
Гіпокаусти використовувалися протягом багатьох століть у різних країнах. Зокрема, опалення головного комплексу Соловецького монастиря було реалізовано за допомогою гіпокаусту.
Будівництво гіпокаусту та його експлуатація були дуже дорогими. Тому вони застосовувалися лише у громадських будівлях та будинках знаті.
У XV столітті було розроблено українську піч. В «українській системі» опалення вперше повітря нагрівалося через безпосередній контакт повітряної маси з розпеченою поверхнею печі, виключаючи можливість потрапляння продуктів згоряння до приміщень. Продукти згоряння видалялися через димар, а сама піч розташовувалася всередині опалювального приміщення. Завдяки тому, що піч знаходилася всередині будинку, тепло нагрітої печі витрачалося дуже ощадливо. А за рахунок оригінальної конструкції вдалося досягти ККД печі понад 60% (як у сучасних печей). Та й вартість української печі не йшла в жодне порівняння з гіпокаустом.
На відміну від гіпокауста, українську піч не можна назвати системою повітряного опалення, оскільки в чистому вигляді українська піч не передбачає транспортування тепла в кілька.приміщень. Але на основі її створювалися системи повітряного опалення. Наприклад, опалення Грановитої палати у Московському Кремлі.
З різними модифікаціями цей спосіб опалення дійшов до наших днів у вигляді різного виду цегляних (українська, шведка, голландка тощо), металевих печей (різного виду буржуйки, Булер'ян, Професор Бутаков тощо) та закритих камінів.
До речі, батареї водяного та парового опалення були винайдені приблизно 1855 р. українським інженером італійсько-німецького походження Францом Карловичем Сан-Галі. Спочатку він назвав їх німецькою – «хайцкёрпер» (гаряча коробка), а потім придумав і українську назву – батарея. Спочатку батарея була непоказна і являла собою систему труб з вертикальними дисками. Сучасні батареї та касети водяних теплообмінників мають той же принцип роботи – максимум площі теплознімання при мінімумі об'єму води.
До кінця XIX століття рух води в трубах водяного опалення та повітря в системах повітряного опалення здійснювався за рахунок природних сил природи. Розвиток техніки призвів до появи водяних насосів та вентиляторів, що кардинально вплинуло на системи опалення. З'явилася можливість створення теплових вузлів, які обслуговували один або кілька будинків від одного теплогенератора, зменшити діаметри труб водяного та повітряного опалення, точніше дозувати кількість тепла, яку треба подати до кожного з приміщень. А це, в свою чергу, призвело до скорочення витрат на опалення.
Сучасні системи повітряного опалення використовують примусову циркуляцію повітря за рахунок канального вентилятора. Зазвичай вентилятор встановлюється в одному блоці із теплообмінником.
Перші системи повітряного опалення сучасного типу, призначені вздебільшого для опалення індивідуальних будинків, створили на початку минулого століття після того, як на одному з машинобудівних підприємств Німеччини почали випускати найпростіші моделі газових повітронагрівачів. Пізніше досконаліші газові повітронагрівачі почали робити в Північній Америці.
Справжній бум впровадження СВО розпочався у США та Канаді у 40-60-х роках XX століття, коли у технології виробництва газових повітронагрівачів стався “прорив” – коефіцієнт використання тепла при згорянні палива досяг 80%. В даний час переважна більшість індивідуальних будинків США та Канади оснащені цими системами.
У найпростішому випадку система повітряного опалення виконує функцію опалення, механічного очищення (від пилу) та припливної вентиляції (як в автомобілі – там повітряна система опалення). А якщо додати всі опції, то отримаємо тонке очищення повітря (електростатичний та вугільний фільтр), зволоження повітря, охолодження (у спеку) та бактеріологічне очищення повітря (УФ-стерилізатор), температурне зонування та програмування за часом доби та по днях тижня параметрів повітря у зонах, віддалене моніторування та управління кліматом, тобто. систему клімат-контролю вдома.
Зауважу, що, взагалі кажучи, під терміном кондиціювання мається на увазі підтримка певних параметрів повітря, а не його охолодження, як багато хто думає.
В Україні системи повітряного опалення в індивідуальних будинках почали встановлювати з середини 90-х років минулого століття, використовуючи імпортні повітронагрівачі Goodman, Lennox і т.д.
В даний час розпочато виробництво українських повітронагрівачів «АНТАРЕС Комфорт», які здебільшого параметрів перевершують західні повітронагрівачі та враховують українську.специфіку - відсутність стабільного електропостачання, відсутність газу ще в багатьох населених пунктах, дозвільну систему, тимчасове проживання в заміських будинках, розрив між часом оздоблення будинку, коли підведуть газ і т.д.
Повільно, але чітко сучасні системи повітряного опалення пробивають собі дорогу на українських теренах. Цьому сприяють і люди, які волею долі пожили в США і Канаді, і туристи, що їздять на гірськолижні курорти Альп та Фінляндії, і народна поголоска: «Сусід поставив – цікаво, батарей немає, а в будинку тепло, повітря свіже, і сухості немає і протягів , діти не хворіють А я про що думав, коли ставив батареї?