Развитие печного отопления за рубежом

ВВЕДЕНИЕ
Печное отопление очень распространено в наше время не только у нас, но и за рубежом.
Печное отопление – это один из видов местного отопления. Генератор тепла, теплоотдающие поверхности и теплопроводы совмещены в одном устройстве – печи. Непосредственно печь располагается в отапливаемых помещениях.
Рациональное отопление относится к важнейшим факторам, оказывающим влияние на создание комфортных условий, культуру обитания и экономику эксплуатации зданий. Наряду с развитием центральных отопительных систем в настоящее время остается актуальным применение бытовых печей, способных обеспечить необходимый тепловой режим здания.
Для массового строительства разработаны индустриальные печи заводского изготовления, отличающиеся транспортабельностью, хорошей отделкой лицевой поверхности. Изготовляют печи из керамического и огнеупорного кирпича в стальном каркасе и облицовывают различными видами теплостойких декоративных материалов.
В настоящее время малоэтажное строительство характеризуется массовым сооружением индивидуальных жилых домов и строений садово-огородных кооперативов. Печи - основной вид отопительных устройств в таких зданиях.
За рубежом отопительные печи распространены еще и потому, что ,
в отличие от России, природный газ там стоит значительно дороже –и применение отопительно-варочных печей вполне оправдывает себя , ведь для топлива необходимы только дрова, другого источника питания – электричества, газа, не требуется. Поэтому варочные печи, именно дровяные являются самыми популярными вариантами. В России газ пока остается самым дешевым источником энергии – в отличие от европейских стран. Но здесь может возникнуть другая проблема: в России газ есть не везде, есть места, куда просто не проложить газовые трубы, как же тогда быть людям, которые живут в таких местностях? Конечно, существует выход с использованием газовых баллонов, но их постоянное использование все-таки более дорогое, нежели обычный природный газ из трубы. Но есть и другая проблема: в газопроводе может просто понизиться давление, и поступление газа в дома и квартиры просто пропадет. В итоге не протопить дом, ни приготовить еду не получится до тех пора, пока не устранятся неполадки. С электричеством тоже часто бывают проблемы, что уж говорить – его тоже отключают периодически. Несомненно, сегодня производители изощряются и придумывают множество отопительной техники, но, как правило, она все равно работает от каких-то ресурсов, поэтому она достаточно сильно бывает зависима от внешних условий. Электрические провода – это отдельная тема: если их повредили около вашего дома, то ни одно устройство не будет работать: то и еду не приготовить от электрической плиты, и не обогреть дом от электрического камина и т.д.
Иными словами, отопительно-варочные печи достаточно независимы и вполне способны быть самостоятельным средством обогрева или местом, при помощи которого можно приготовить еду, причем быстро и вкусно.
Необходимо только топливо – дрова, и больше ничего не нужно. Если только топка печи, которая находится в исправном состоянии. Если есть дрова, то дом всегда будет теплым, а еда горячей. Нельзя сказать, что такая печка сможет стать единственным полноценным источником подачи тепла, но все-таки в небольших домах, дачных, к примеру, такой вариант вполне уместен. Удобная варочная печка сможет стать резервным источником подачи тепла: когда отключат электричество, это спасет положение. Тем более, что современные производители могут производить такие печи, которые не занимают много места, поэтому в доме они не станут казаться массивными, и отлично подойдут на тот случай, если в доме отключат газ и электричество. Впрочем, ими без этого будет приятно пользоваться, они весьма эффективны и надежны, а еда будет получаться вкусной.
1.Первые отопительные сооружения в древности.
В конце I века до н. э. римский архитектор и инженер Витрувий подробно описал систему воздушного отопления, получившую широкое распространение на территории Древнего Рима. Это была первая система искусственного отопления городских помещений при помощи горячих газов. Для обогрева римских терм и жилых помещений применялся хюпокауст – отопительное устройство, состоявшее из печи, расположенной вне отапливаемого помещения, и системы труб, проводящих нагретый воздух. Наружный воздух, поступающий в гипокауст, нагревался горячими газами и по системе труб и каналов под полом здания поступал в отапливаемое помещение. 
Археологические раскопки древнего города Геркуланеум (у подножия горы Везувия, в 7,5 км от современного Неаполя) показали, что хюпокаусты применялись даже для отопления двухэтажных зданий. Так, в одной вилле, открытой в Геркуланеум, найдена такая установка, подводившая согретый воздух из подполья по гончарным трубам в кладке стен в комнату второго этажа. Выходные душниковые отверстия в этой комнате обработаны львиными головами, в пастях которых были затворы.
2.Подпольно-канальное отопление
В дальнейшем, и видимо параллельно с продолжением существования системы отопления хюпокаустами, эта система развилась в систему отопления подпольными, уложенными в грунте каналами, обогревавшимися также продуктами сгорания древесного угля, сжигавшегося аналогично с хюпокаустами во вне домовых заглубленных в землю топках.
От этой топки подземный канал подводил горячие продукты горения угля к центру отапливаемого помещения. Здесь канал заканчивался небольшим расширением, от которого шли также подпольно два канала к двум удаленным углам помещения, где продукты сгорания переходили в два угловых вертикальных дымохода. Очевидно, эти дымоходы и работали поочередно, так как при одновременной их работе трудно было ожидать, чтобы в одном из них не устанавливалась обратная тяга. От той же центральной камеры шли к двум углам помещения два других канала, переходившие в этих углах также в вертикальные, но заканчивавшиеся на высоте человеческого роста и здесь закрывавшиеся глиняными плитками. Подземные каналы перекрывались гончарными плитами с тонкой смазкой поверх них. Нормально эта система отопления только теплопередачей от горячих продуктов сгорания угля в воздух помещения через перекрытие подземных каналов

. Короткие вертикальные каналы применялись для впуска в помещение наружного согретого воздуха после прекращения горения угля. Коэффициент полезного действия такой системы отопления был, конечно, очень низок, так как три стороны канала, прилегавшие к грунту, отдавали 1424940207645грунту тепло .





Римляне применяли и комбинацию систем отопления хюпокаустами, и подпольными каналами, как это было видно по найденным в Зальцбурге остаткам римского кастеллума.
В системах отопления хюпокаустами и подпольными каналами, ввиду сжигания в них древесного угля, не дававшего сажевых и смолистых отложений на стенках подполий и каналов, можно уже видеть соединение системы отопления с системами освежающей вентиляции. По своему существу подпольно-канальное отопление является прародителем печного, так как здесь впервые использована теплоотдача внешней поверхности согретого дымохода, но только в данном случае печь зарыта в грунт лежа, а «на ноги» она встала лишь около 1000 лет спустя. Таким образом, стоячая комнатная печь возникла около 2000 лет тому назад и в усовершенствованном, конечно, виде жива поныне.

3. Печное отопление в средневековой Европе
Падение Римской империи привело к падению культуры и техники, и у древних германцев, например, мы вновь встречаем отопление открытыми дровяными очагами без отводящего дымохода, а с выпуском дыма через отверстие в перекрытии.
В более поздние годы средних веков (1300 г.) мы начинаем встречать признаки возрождения отопительной техники. 
В наилучшей сохранности такая система отопления обнаружена в руинах рыцарского замка в Марбурге в Германии.

Огнекаменная печь по сути своей очень напоминает нашу булыжную банную каменку. Здесь также надтопочное пространство наполнено по кирпичным колосникам булыжным камнем или кусками базальта. Пол отапливаемого помещения являлся и перекрытием надтопочного пространства. Через отверстия в этом перекрытии, закрывавшиеся со стороны помещения во время топки печи плитками, укладывавшимися в углубленные четверти, внутренняя полость печи могла получать непосредственное соединение с отапливаемым помещением. Продукты сгорания топлива омывали булыжную загрузку печи, раскаляли ее и затем удалялись частично подпольными и частично вертикальным внутристенным дымоходами. Печи этиотапливались дровами, после прогорания которых дымоход закрывался, а половые плитки снимались. Воздух продолжал поступать в топочное пространство, омывал раскаленные камни и согретым выходил через отверстия в перекрытии печи в отапливаемое помещение. Мы видим здесь большое родство с римской системой отопления хюпокаустами. Но ввиду сжигания в огнекаменных печах не древесного угля, а дров, - отложения сажи и смолистых продуктов на каменной загрузке и стенках надтопочного пространства образовывались, несомненно поэтому говорить о чистоплотности и гигиеничности данной системы отопления не приходится, ибо, безусловно, в рыцарских покоях воздух своим запахом был немногим лучше, чем в курной избе.
Но, несмотря на это, огнекаменная печь средневековых германских замков несомненно является прародителем наших современных кирпичных калориферов и печей большой теплоемкости с внутренней кирпичной решеткой-насадкой.

4. Дополнение отопительных печей дымовыми трубами.
Такое отопление оставалось основным видом отопления в средневековых городах достаточно продолжительное время, пока в XV веке не появилось печное отопление в том виде, в котором мы его знаем.
В 15 веке появилось печное отопление, при котором воздух в доме нагревался от поверхности горячей печки, расположенной внутри отапливаемого помещения, а продукты сгорания топлива отводились наружу через специально сделанные дымовые трубы.
В России в XV—XVI вв. печи в жилых помещениях были дополнены трубами и стали называться "белыми" или "русскими". В 1867 И.И. Свиязевым (1797—1875) был написан обобщающий труд "Теоретические основания печного дела".
Камино-печь снабжена переключательными клапанами, благодаря чему она может топиться по одному из следующих двух способов: при открытом клапане В дымовые газы отводятся через этот клапан из топливника А непосредственно в дымовую трубу, как это указано на чертеже; если клапан В и связанный с ним одним шарниром правый клапан С закрыты, а открыт лишь левый клапан С и правое боковое отверстие вверху первого подъемного канала, то дымовые газы из топливника А будут поступать сначала в правый боковой канал, затем омывать топливник снизу и уже по левому боковому каналу уходить в дымовую трубу.
Массивная кирпичная печь также имеет обходной канал, по которому дымовые газы могут непосредственно из топливника, минуя дымообороты, уходить в дымовую трубу; если этот обходной канал перекрыть задвижкой и открыть задвижку вверху печи, то дымовые газы будут проходить развитую сеть дымооборотов, как это показано на чертеже стрелками. Схема дымооборотов параллельно-последовательная: по двум каналам, расположенным ближе к фронту печи, газы одновременно поднимаются вверх, входят в короткий горизонтальный сборный канал и из него в дымовую трубу.
Печь снабжена циркуляционными воздушными каналами, весьма удачно размещенными вокруг выполненных из клинкера стенок топливника и первого подъемного дымового канала. Топливник печи имеет колосниковую решетку и поддувало, выведенное в отапливаемое помещение.

Рис.4.Русская печь
Рис.3

5.Облицовка старинных отопительных печей Европы изразцами.
В Европе изразцы известны с 8 века. В средние века ими облицовывались только дворцы и храмы, однако период наибольшего признания и применения изразцов выпал на 17-18 века.
Изразцами не только облицовывают печь или камин, но и увеличивают их к.п.д. до 80 процентов. Теплоотдача 1 м2 изразцовой печи повышается до 0,23-0,3 кВт. Изготовленные из глины, данные отделочные элементы превосходно аккумулируют тепло, придают печной кладке дополнительную прочность и закрывают попадающиеся в печной кладке дефекты и трещины, тем самым оберегая помещение от проникновения угарных газов и потерь тепла.

рис.5.Изразцовая печь Германии 17-18 век.
В средневековой Европе глиняные изразцы не покрывали глазурью, но в 14-15 веках с Востока была завезены цветные эмали-глазури и фарфор, став шие прогрессом в изготовлении изразцов.
В XVIII-XIX веках самым передовым словом в устройстве комнатных печей была голландка, то есть печь с несколькими вертикальными дымооборотами и несколькими тепловыми камерами - замкнутыми пустотами в теле печи, иногда служившими конвекционными полостями с встроенными в них чугунными конвекционными трубами, количество и изощренность назначения которых зависело от печника