Як виникли перші опалювальні прилади
Чи тепло тобі, дівчино, чи тобі тепло, красна?
Казка «Морозко»
У XXI столітті вже ніхто не уявляє свого життя без різноманітних опалювальних приладів та систем. У середніх і північних широтах планети це точно. І навіть ті, хто живе у південних широтах земної кулі, ніколи не бачили снігу й завірюхи та не відчували на собі температуру, нижчу ніж 10 градусів тепла, знають про печі, котли, батареї та інші досягнення цивілізації у сфері опалення.
Трохи міфології. З давньогрецької міфології знаємо, що вогонь людям подарував титан Прометей — двоюрідний брат царя богів Зевса. Пожалів Прометей людей, які не могли століття за століттям ні зігрітися, ні приготувати їжу на вогні, адже вогонь був лише на Олімпі та в блискавці Зевса. Вибравши момент, Прометей вкрав іскру вогню у коваля Гефеста, сховавши її у стебло сухого очерету, а потім передав її людям, навчив розводити багаття та за допомогою золи зберігати вогонь.
Сонце і вогонь завжди були та залишаються основними джерелами тепла для всіх, хто живе на планеті. З часом змінювалися лише методи передачі цього тепла від джерела до споживача. Сонячне тепло присутнє не скрізь і не завжди, а ось вогонь можна зберігати поруч із собою і «вмикати та вимикати» у потрібні моменти.
Вогонь і камінь перших століть людства
Як тільки людство з Африки, де воно зародилося за версією антропологів і археологів, почало переміщатися у північніші райони планети, то разом з харчовим і квартирним перед ним відразу ж стало питання обігріву житла і себе в ньому.
Від банального багаття треба було переходити до більш досконалих та ефективних методів опалення. Адже вогнища були першими обігрівальними пристосуваннями, які ще люди кам’яного віку використовували у своїх печерах чи хатинах. Вогонь щедро обігрівав наших предків і нагрівав каміння, на якому вони готували їжу.
Стародавні римляни (як же без них у цьому питанні) ще до нашої ери у своїх лазнях-термах споруджують першу теплу підлогу (ще один яскравий доказ цивілізаційної спіралі — тепла підлога знову повернулася до нас, але в іншому вигляді). Ця підлога довго зберігала і потім віддавала своє тепло завдяки тепловим властивостям каменю, що нагрівається знизу. Римляни ж створили й прообраз сучасного центрального опалення, направляючи тепле повітря в приміщення від підпільного джерела через мережу каналів.
Там же в Стародавньому Римі набуває популярності та поширення камін. Камін (від лат. Caminus — відкрите вогнище) розміщувався всередині кімнати та оточувався різними кам’яними пристосуваннями: димарями, стінками, тобто тим, що добре вбирало і потім віддавало тепло. Каміни благополучно дожили до наших днів, але вже більше як допоміжні чи декоративні пристрої.
Тепле повітря холодного середньовіччя
У середні віки, коли металеві труби вже не були великою рідкістю, величезні та холодні європейські замки намагалися обігрівати за допомогою теплого повітря. Його направляли в систему труб або каналів, розташованих під підлогою та у стінах, викладених каменем або базальтом.
У п’ятнадцятому столітті міста розширювалися, ставали дедалі більш населеними, кількість будинків стрімко зростала. Через дорожнечу землі та великі податки за землекористування споруди будували дво- або триповерхові. У таких будівлях каміни почали замінювати на пічне опалення, оскільки воно краще обігрівало, і з печей не так дуло, як з камінів.
Спочатку, особливо це стосувалося бідних громадян, печі в будинках конструювалися і топилися «по-чорному». Так званим «чорним» способом хати або будинки обігрівалися теплим повітрям і димом, що виходить у процесі горіння, а витяжка передбачалася тільки через природні щілини будинку або спеціальний отвір у стелі. Проте продукти, що утворювалися від згоряння торфу, вугілля або дерева, підривали здоров’я домочадців, а часто такий спосіб був і причиною пожеж.
Тому пізніше і була придумана піч, конструкція якої майже незмінна вже 600 років.
Опалення з її допомогою називають «по-білому», а саму піч почали розташовувати не в центрі приміщення, а біля стіни у спеціальній ніші. Продукти згоряння у таких печах виводилися назовні через спеціальні димарі. Така система в Європі ще назвалася «російською». В 1718 році відомий своїми прогресивними проєвропейськими поглядами цар Петро I видав у Росії указ про заборону будівництва будинків з печами без димоходів та з дерев’яними трубами. Так він впроваджував «шведські печі» з кухонною плитою та витяжною системою.
Епоха відродження приладів опалення
Водяне опалення стало новим і важливим етапом на шляху до сучасних приладів та систем опалення. У 1777 році французьким інженером М. Боннеманом була застосована перша система водяного опалення з природною циркуляцією, основна конструкція якої успішно дожила до наших днів, і, трохи допрацьована, застосовується навіть у наші дні.
Серйозним «спусковим гачком» для застосування парового та водяного опалення на той час стають парові машини, що повсюдно застосовуються. Їхня відпрацьована пара знайшла благодатне застосування при опаленні великих виробничих площ заводів і фабрик, що масово будувалися. Також на розвиток парового опалення вплинули наукові праці та статті німецького професора Мейснера, який активно займався цим напрямком і розвивав його.
Цікаво, що у 30-ті роки ХІХ століття російський генерал-майор Микола Амосов винайшов печі для опалення будинків «пневматичним» способом, що можна вважати прообразом першого калорифера у світі. Таких печей вже за десять років налічувалося близько п’ятисот. Амосов навіть спорудив їх в Академії Мистецтв, Зимовому Палаці та Придворному Манежі, за що був нагороджений імператором. Правда «амосівські печі» принципово не відрізнялися від попередніх систем і так само, внаслідок різниці щільностей, підіймали тепле повітря трубами та каналами з підвалів у зали й кімнати. Але вони мали й деякі недоліки в роботі: шуміли при топці, пересушували атмосферу в приміщенні, а головне, розжарені металеві повітроводи перегрівали та псували стіни й настінні прикраси, викидали в кімнати сажу та неприємний запах перепаленого пилу.
Воістину революційний етап в опаленні настав у 1855 році, коли російсько-німецький підприємець Франц Карлович Сан-Галлі винайшов опалювальний радіатор. На вигляд радіатор віддалено нагадував сучасні батареї. Це був металевий короб із труб з поперечними дисками. Радіатори стали завойовувати популярність, і ось уже через 20 років з’явилася перша в Європі квартира з власною системою водяного опалення, де радіатори були виконані у вигляді плоских настінних пілястрів, а вода підігрівалася у спеціальному нагрівачі, розташованому в печі.
Ще один знаменний етап у становленні опалювальних систем — це початок XX століття, коли з’явилися і почали промислово випускатися електродвигуни, а отже, і ручні помпи стали електричними. З їх допомогою виникають системи примусової циркуляції, що забезпечують постійне переміщення води по контуру систем опалення. Використання насосів значно знизило витрати на нагрівання носія та збільшило ефективність роботи різних опалювальних систем, наблизивши їх до існуючих варіантів.
І сьогодні, через сто років, при всій різноманітності опалювальних приладів системи парового і водяного опалення є головними. Але прогрес не зупинити. Сучасні вчені та інженери, використовуючи досвід своїх попередників, створюють все більш досконалі пристрої та технології обігріву промислових, комунальних та житлових приміщень у будь-яких умовах та в будь-яких куточках нашої планети. А ми із задоволенням гріємось біля різноманітних нових приладів і батарей, із вдячністю та теплом згадуючи багаття, каміни, печі, винахідника першого радіатора та конструкторів перших систем опалення!
«Усі мистецтва у людей від Прометея», – сказав колись давно Есхіл у своїй трагедії «Прометей прикутий». Дозволимо собі не погодитись зі знаменитим давньогрецьким драматургом. Усі мистецтва у людей від власного розуму, допитливості та потягу до нового й незвіданого! Вся наведена вище історія виникнення та становлення опалювальних приладів та систем тому прямий доказ.