Первые газовые котлы: Эволюция газовых котлов: удивительные факты о привычном оборудовании

Эволюция газовых котлов: удивительные факты о привычном оборудовании

Газовые котлы – самые популярные в мире. Их можно встретить практически во всех частных коттеджах. История знакомого каждому домовладельцу оборудования уникальна. Чуть больше чем за сто лет газовые котлы прошли путь от нелепых, громоздких конструкций до автоматизированных устройств на удалённом управлении, которые, вероятно, скоро начнут подавать кофе в постель. Эволюционный путь котлов полон неожиданных поворотов и интересных фактов.

Давным-давно…

Считается, что первый отопительный котёл появился в XVII веке в Италии, но изобрёл его француз – физик Дени Папен. Выглядел агрегат как большой чайник с предохранительным клапаном для регулирования уровня давления. Привычный современным людям вид отопительные агрегаты приобрели в XIX веке, но именно газовые котлы появились лишь в конце столетия. Зато благодаря доступности топлива они быстро вышли на лидирующие позиции.

«Как только человечество научилось использовать природный газ в бытовых целях, люди поняли – это наилучший вид топлива. Он легко разжигается, при его сгорании выделяется большое количество тепла, нет дыма, копоти и твёрдых отходов. Последнее означает, что газовые котлы не нуждаются в постоянной чистке, достаточно просто ежегодно проводить профилактическое обслуживание оборудования», – говорит Игорь Матвеев, заслуженный энергетик РСФСР, почётный энергетик России.

С момента осознания всем миром преимуществ газового отопительного оборудования и началась его история.

 

1895–1920 гг.: просто колонка

Первый газовый котёл Юнкерса

В 1895 году профессор Хуго Юнкерс (тот самый, что потом будет проектировать самолёты) открыл в немецком городе Дессау фабрику Junkers & Co и первым в мире начал производить газовые водонагреватели. Через девять лет ассортимент компании включал 19 моделей оборудования. Некоторые из них были оснащены простейшей автоматикой: она управляла подачей газа в зависимости от расхода горячей воды.

К началу 1912 года с конвейеров предприятия Юнкерса сошло более ста тысяч единиц оборудования. В том же году изобретатель представил первый бытовой газовый котёл – известно, что его поставка в один из частных домов Брюсселя была осуществлена в третьем квартале 1912 года.

Но по-настоящему триумфальное шествие газовых колонок Юнкерса по кухням и ванным комнатам Европы началось в 1920-е.

1921–1940 гг.: он не оторвётся

Двадцатые годы ознаменовались важным изобретением: появился термоэлектрический выключатель. Он реагировал на пламя – при исчезновении последнего подача газа автоматически прекращалась. Благодаря этому газовые водонагреватели стали, пожалуй, самыми безопасными в мире.

В это же время в Германии увидели свет настенные модели газовых колонок. Люди с недоверием отнеслись к новому виду оборудования, так как в то время были распространены чугунные накопительные водонагреватели, впечатляющие размерами и массой. Покупатели опасались, что настенная модель Юнкерса просто сорвётся под собственным весом. Помог нетривиальный ход: изобретатель посадил своего сотрудника на одну из смонтированных моделей водонагревателя. Техника выдержала, а сделанные фотографии убедили скептиков.

Однако история газовых колонок Юнкерса была недолгой – середина прошлого века ознаменовалась настоящей революцией в сфере производства газовых котлов.

1941–1960 гг.: кто обогнал немцев

Медный теплообменник FRISQUET

Если первые полвека в конструировании и производстве газового оборудования на лидирующих позициях были немецкие инженеры, то в 1940-х годах в авангард вырвалась Франция. Именно в этой стране в 1948 году изобретатель Морис Фриске разработал компактный настенный газовый котёл, обладающий невероятной для того времени функцией – он автоматически управлял температурой теплоносителя. Главной конструктивной особенностью котла FRISQUET стал медный теплообменник.

«Медь имеет наивысшую теплопроводность среди материалов, использующихся для создания отопительного оборудования. У чугуна этот показатель – 50 Вт/(м·К), у стали – 47 Вт/(м·К), а у меди – 401 Вт/(м·К). Лучшей теплопроводностью обладает только серебро. Именно поэтому змеевики теплообменников FRISQUET сваривают при температуре 1200 ⁰С из меди с применением серебра. Все работы идут вручную, так как это обеспечивает максимальный визуальный контроль, качество и надёжность», – рассказывает Роман Гладких, технический директор FRISQUET, лидера французского рынка отопительного оборудования.

Параллельно с изобретением всё новых моделей отопительных котлов в 40–60-х годах XX столетия идёт процесс совершенствования отдельных частей оборудования. Например, в 1953-м изобретена газовая горелка с нагнетаемым воздухом. В неё воздух подаётся принудительно, вентиляторами, что даёт возможность гибко регулировать мощность потока газовоздушной смеси и достигать за счёт этого высоких показателей КПД. Такие горелки по сей день используются при производстве котлов.

Последующие годы стали временем царствования двухконтурных отопительных агрегатов.

 

1961–1980 гг.: мини-котельная и «волшебная кнопка»

Современный вид газового котла HYDROCOMFORT

Идею встроить в котёл блок по приготовлению горячей воды в жизнь воплотили французы в 1960-х годах. По сути, это была уже мини-котельная: такое оборудование способно не только полноценно отапливать дом, но и готовить горячую воду. В то же время повсеместно стали внедрять закрытые двухтрубные системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. К каждой батарее присоединялись подводящая и отводящая трубы. По первой теплоноситель попадал в радиатор, а по второй уходила остывшая жидкость. Такая система помогает организовать отопление максимально эффективно, следовательно, влияет на размер котла, позволяя уменьшить размер теплообменника и камеры сгорания.

Ещё одной важной вехой двадцатилетия стало внедрение пьезорозжига. Той самой «волшебной кнопки», при нажатии которой воспламеняется запальная горелка со встроенным пьезоэлементом и газовый агрегат начинает работать. Кстати, проточные нагреватели с пьезорозжигом выпускаются до сих пор, несмотря на то что технологии давно шагнули вперёд. И сделан был этот шаг в следующее двадцатилетие.

1981–2000 гг.: котёл экономит ресурсы и заботится об окружающей среде

В начале 1980-х годов началось серийное производство конденсационных котлов. На сегодняшний день они считаются вершиной эволюции газового отопительного оборудования. Такой котёл использует для нагрева тепло, полученное при сжигании газа, и энергию пара, содержащегося в отходящих дымовых газах. Эффект достигается за счёт конденсации паров на стенках дополнительного теплообменника. В результате КПД котла доходит до 100–110 %, что позволяет использовать оборудование максимально эффективно и экономить 15–20 % топлива.

Казалось бы, дальше совершенствоваться некуда, пик достигнут. Однако с конца 80-х годов XX века в истории газовых котлов начинается новый виток: детальная проработка функций безопасности, экологичности и экономичности. В 1988 году на рынок вышел первый котёл, оснащённый автоматическим регулятором температуры горячей воды. Ещё через пять лет появились котлы с электронной системой зажигания и системой газовой безопасности, основанной на ионизационном контроле пламени. Когда гаснет контролируемое пламя и прекращаются ионизационные процессы, отключение подачи газа в горелки котла происходит мгновенно. Ложные сигналы замыкания цепи датчиков в такой системе исключены.

«Самым важным изобретением двадцатилетия можно назвать DAT® – датчик аномалий тяги. Это устройство защиты от отравления угарным газом при неисправном дымоходе. В нашей компании гордятся, что именно мы являемся автором столь прогрессивной детали. С 1991 года таким устройством были оснащены только котлы FRISQUET, а в 1996 году датчик аномалий тяги был объявлен обязательным NF – CF, и теперь он устанавливается на всех газовых котлах, которые производят в Европе», – говорит Армен Калинин, директор по экспорту компании FRISQUET

Начавшаяся с малых элементов, безопасность оборудования станет лейтмотивом для производителей на следующие десять лет.

2001–2010 гг.: котёл умеет спать

Настенный газовый котёл серии EVOLUTION

В первое десятилетие миллениума человечество всё больше озадачивается проблемами глобального потепления, загрязнения атмосферы. Мейнстрим не обходит стороной и производителей газовых котлов: в начале нового тысячелетия разрабатываются горелки с низким уровнем выброса оксида азота.

Усилия изобретателей и конструкторов направляются на повышение уровня КПД оборудования, его энергоэффективности, защиту окружающей среды и при этом на максимально удобное использование. Появляются котлы с переключаемой мощностью, позволяющие регулировать этот показатель в зависимости от потребности в температуре отопления и горячей воды. В 2007 году на рынок выходит первый конденсационный котёл с отдельным рекуперативным конденсатором – высокоэффективный агрегат, который обеспечивает возможность горячего водоснабжения в проточном режиме.

В следующее десятилетие котлы продолжили стремительно «умнеть» – и даже научились общаться со своими хозяевами.

С 2010 г. по настоящее время: котёл, который отправляет СМС-сообщения

Интеллектуальные системы управления котлом

Эпоха цифровых и «зелёных» технологий. Производители-лидеры разрабатывают экологичные котлы с естественной тягой, совмещающие в себе качества традиционных котлов и соответствующие самым высоким экотребованиям. В 2013 году изобретён гибридный конденсационный котёл HYDROCONFORT Solaire Visio, получивший Гран-при выставки InterClima + Elec 2013.

Создаются интеллектуальные системы управления отоплением по радиоканалу, которые встраиваются прямо в котлы. Они реагируют на наружную и внутреннюю температуру, позволяют поддерживать разную температуру в трёх контурах отопления (например, радиаторы, тёплый пол и горячая вода). Самые передовые из этих систем умеют регулировать температуру покомнатно: +18 ⁰С в спальне, +22 ⁰С в кухне, +25 ⁰С в гостиной и т. д. Такие системы давно не фантастика, в настоящее время они устанавливаются серийно.

«Потребитель требует от производителей всего по максимуму: надёжности и функциональности оборудования, удобства монтажа и эксплуатации, долгосрочных гарантий. Высоко ценится возможность напрямую подсоединять к котлам любые контуры отопления, системы тёплой вентиляции или нагрева бассейна. Проектировщики, в свою очередь, ждут совместимости автоматики котлов и сопутствующего оборудования, потому что это сокращает время монтажа и настроек и полностью исключает ошибки в процессе установки. Например, некоторые производители практикуют подключения по радиоканалу с использованием собственных протоколов, которые гарантируют полную совместимость и защищённость от посторонних вторжений», – поясняет Игорь Матвеев, почётный энергетик России.

Пика развития цифровые технологии достигли в системах дистанционного управления отопительным оборудованием. Поддерживать двухстороннюю связь с котлом теперь можно с помощью телефона или планшета, отдавая команды и получая обратную связь об их выполнении.

Что дальше? Котлы начнут отвечать на звонки? Сейчас это предположение фантастично. Но ведь когда появились газовые колонки Юнкерса, никто и представить не мог, до каких систем эволюционирует простейшее оборудовани

Press-office, rue Branly, 77100, MEAUX, France www.frisquet.com

История создания настенных газовых котлов. Создание первых проточных газовых нагревателей и котлов | C.O.K. archive | 2020

• История создания настенных газовых котлов. Городской и природный газ
• История создания настенных конденсационных газовых котлов

С инженерной точки зрения, настенные газовые котлы родились из комбинации проточных газовых водонагревателей, требующих малого размера для ванных комнат, и напольных газовых котлов, применяемых для обогрева помещений.

Конец XIX века был насыщен изобретениями в области отопления и подготовки горячей воды. В это время возникли многие компании по производству газовых котлов, которые занимаются этим и в настоящее время.

Историю создания газовых нагревателей для подготовки горячей воды можно проследить с 1868 года, когда Бенджамин Вадди Мохан (Benjamin Waddy Maughan) запатентовал первый водонагреватель «Гейзер», использующий газ как вид топлива. У нагревателя не было дымохода, поэтому использование его в домашних условиях было небезопасно.

Это был первый аппарат с названием «Гейзер», которое стало во многом нарицательным для газовых проточных нагревателей воды.

Последующее развитие газового котельного оборудования можно представить следующей хронологией.

В 1880–1889 годах Эдвин Руд (Edwin Ruud), доработав нагреватель горячей воды с точки зрения безопасности, создал устройство, которое можно было применять в массовых масштабах. Отопительные газовые котлы и проточные водонагреватели с 1880 года стали выпускаться на его предприятиях в США. В Англии в это же время производством газовых нагревателей занимались несколько компаний, в том числе Ewart & Son.

В континентальной Европе, примерно в это же время, газовый проточный водонагреватель для подготовки горячей воды был предложен в 1892 году Хуго Юнкерсом (Hugo Junkers). Массовое производство данного оборудования было организовано на заводе в городе Дессау. С 1895 по 1912 годы с конвейеров предприятия Юнкерса сошло более 100 тыс. газовых колонок. В этом же году изобретатель представил бытовой газовый котёл.

Иоганн Вайлант (Johann Vaillant) в 1894 году разработал трубчатый теплообменник для газовой колонки и через некоторое время начал выпускать собственные проточные газовые водонагреватели под названием «Гейзер».

В 1884 году создаётся семейное предприятие «Металлургические заводы Будеруса» по производству отопительных и кухонных печей.

Йозеф Штребель (Joseph Strebel) получил патент на «чугунный секционный котёл с O-образными нагревательными каналами», и в 1900 году в Германии открылось первое предприятие Strebel по серийному производству котлов.

Примерно в это же время отопительные котлы стали производить компании, давно занимавшиеся производством металла: французская De Dietrich и чешская «Мора Моравия». В Америке наибольшую долю рынка газового отопительного оборудования занимали компании механика и изобретателя норвежского происхождения Эдвина Руда (Edwin Ruud).

Перед Второй мировой войной и сразу после неё газовые колонки приобрели современный вид, их эксплуатация стала безопасной и доступной.

Массовый выпуск газовых колонок в СССР был начат в 1956 году московским заводом «Искра» и ленинградском «Газаппарат». Всего до начала 1980-х годов их было установлено около 8 млн шт. После этого периода в новом строительстве газовые колонки не применялись, но в старых домах они ещё используются. Также в СССР выпускались и напольные газовые котлы. В конце 1950-х годов напольные газовые котлы первым стал выпускать завод «Ростовгазоаппарат».

В 1967 году на машиностроительном заводе ЖМЗ в городе Жуковский Московской области начали выпускать газовые котлы АОГВ и АКГВ для бытового использования. Аббревиатура АОГВ расшифровывается как «агрегат отопительный газовый», АКГВ — «агрегат комбинированный газовый». Котёл АОГВ используется только для отопления, в то время как котёл АКГВ позволяет производить отбор горячей воды для бытовых нужд.

До конца 1960-х годов в Европе и Америке и до 1980-х годов в СССР газовые колонки широко использовались для подготовки горячей воды, как в индивидуальных домах, так и в многоквартирных зданиях большой этажности.

Газификация территорий развитых стран и широкое производство проточных газовых нагревателей горячей воды для ванных комнат для индивидуального потребления создали предпосылки для возникновения настенных газовых котлов, как нового типа автономного теплотехнического оборудования индивидуальных домохозяйств.

Полностью история создания, устройства, классификации настенных газовых котлов представлена в работах [1, 2].

6 ключевых периодов в истории котлов

От гигантских богеметов до высокоэффективных и компактных модульных установок история котлов насчитывает несколько столетий и бесчисленное количество инноваций. В ATI в Нью-Йорке мы гордимся тем, что являемся лидерами в отрасли, предлагая оборудование от ведущих мировых производителей котлов. Давайте подробнее рассмотрим несколько важных вех на протяжении славной истории котла.

Когда был изобретен первый котел?

Документально подтверждено, что первые котлы существовали еще в I веке Героем Александрийским. Однако эти первые котлы использовались только как игрушки. История котлов официально началась еще в 17 веке, когда большое внимание было уделено потенциальному применению энергии пара в повседневной жизни и работе.

В 1679 году француз Дени Папен сконструировал первый котел с предохранительным клапаном. Впоследствии котлы были спроектированы и использовались в Англии к 18 веку. Эти ранние котлы были выкованы из кованого железа. Однако по мере осознания ключевых преимуществ температуры и высокого давления все больше и больше производителей обращались к стали. Более современные котлы были сделаны из легированной стали, чтобы выдерживать чрезвычайно высокие температуры и давления.

История котлов в США

Кто разработал первый парогенераторный котел в США? В то время как большинство может сразу предположить, что его создал Форд, Стивен Уилкокс и Джордж Бэбкок были двумя основателями паровых котлов в США. Эти двое фактически были первыми, кто запатентовал конструкцию своего котла, в котором использовались трубы внутри конструкции со стенами из огнеупорного кирпича. для производства пара.

Пару десятилетий спустя, в 1891 году, они основали компанию Babcock & Wilcox в Нью-Йорке. Первые котлы компании работали на кусковом угле, были на самом деле относительно небольшими и топились вручную. Из-за этих факторов первые запатентованные котлы компании Babcock & Wilcox работали с исключительно низким уровнем подводимого тепла.

История котлов и транспорта

Мы были бы неправы, если бы обсуждали историю котлов и не включили особое место, которое котлы занимают в транспортной отрасли. Раньше можно было найти котлы, питающие поезда и корабли. К тому времени, когда котлы использовались в качестве основного средства транспорта, котлы были выкованы из стального кожуха с закругленными трубными листами, приваренными к обоим концам.

Более ранние модели, такие как жаротрубные котлы и котлы Scotch Marine, имели дверь на судне, которая открывалась наружу и позволяла осматривать и чистить внутренние помещения. Первые котлы работали на дровах или угле, а это означало, что трубы нужно было регулярно перфорировать, чтобы предотвратить накопление сажи. Хотя первые котлы, используемые на транспорте, были относительно рудиментарными по сравнению с тем, что мы имеем сегодня, эти котлы способствовали промышленной революции и помогли сделать Соединенные Штаты такими, какие они есть сегодня.

История котлов с изогнутыми трубами 

По мере того, как все больше и больше технологий меняли ландшафт, 1916 год ознаменовал новый этап развития котлов. Именно в этот период инженер заменил традиционные прямые трубы котла на изогнутые. Эта инновация в области изогнутых труб привела к созданию более компактных котлов с возможностью подачи холодной воды, которая была основным продуктом в то время.

История чугунных котлов

После того, как котлы с изогнутыми трубами стали более распространенными, следующим шагом стали чугунные котлы. Хотя котлы с изогнутыми трубами и жаротрубные котлы превосходно обеспечивали подачу пара высокого давления, котлы этого типа не могли обеспечить эффективный пар низкого давления для отопления зданий и сооружений.

Однако чугунный котел оказался достаточно прочным, чтобы обеспечить пар низкого давления. Несмотря на то, что чугунные котлы трудно ремонтировать и они тяжелые, их можно было проектировать в различных формах, что было долгожданным изменением в истории котлов.

История котлов — Первая мировая война, Вторая мировая война, послевоенный промышленный мир

Во время Первой и Второй мировых войн морские котлы в значительной степени использовались в качестве топлива для паровых торговых судов и паровых боевых катеров. Судовые котлы доминировали в годы войны.

Послевоенный индустриальный мир требовал большего производства котлов. Все чаще разрабатывались трубчатые котлы, что подчеркивало значительный рост скорости котлов, способных создавать пар из воды, а также эффективности. Затем появились котлы из медных труб, но они представляли собой уникальный набор проблем и требовали регулярной замены.

История конденсационного котла 

После первоначального нефтяного кризиса 1973 года производители начали искать более экономичные решения для снижения энергопотребления в котлах из-за скачка цен на энергию. Эти решения включали в себя работу котлов при более низкой температуре воды и регулировку температуры воды в котле до температуры снаружи. Эти инновации привели к повышению эффективности и снижению потерь энергии.

По мере того, как забота об окружающей среде продолжала расти, 80-е годы стали периодом, когда производители начали пересматривать основные принципы сжигания в котлах. Это привело к разработке самых первых высокоэффективных конденсационных котлов. Современные конденсационные котлы теперь предлагают широкий спектр преимуществ, таких как: 

Свяжитесь с ATI в Нью-Йорке

Если вы ищете новый или запасной котел, специалисты ATI в Нью-Йорке могут помочь. С 1995 года мы представляем ведущих мировых производителей котлов. Наши высококвалифицированные технические специалисты, прошедшие обучение на заводе-изготовителе, выслушают потребности вашего предприятия и помогут найти наилучшее решение.

Мы являемся фирмой с полным спектром услуг, которая предлагает быстрое обслуживание и решения, которые имеют значение. Свяжитесь с Applied Technologies of New York сегодня.

Кто изобрел первый котел? | Краткая история

Хотя мы можем не тратить много времени на размышления об этом, бойлер, возможно, является самым важным устройством в любом доме. Они постоянно работают в течение всего года, нагревая воду, которая идет в наши ванны и душевые, и сохраняя наши дома горячими.  Но «бытовые» котлы – это лишь малая часть истории – котлы развивались веками!

Трудно сказать с уверенностью, когда котлы были впервые «официально» разработаны. Люди купались в нагретой воде с римской эпохи; в Британии вам нужно всего лишь посетить красивый город Бат, чтобы насладиться его знаменитыми историческими природными горячими источниками.

Первые прототипы котлов состояли из немногим большего, чем железный котел с водой, стоящий на вершине ревущего дровяного огня: как только температура воды поднималась до нужной точки, ее выливали в ванну и оставляли остывать (нагревая комнату, пока он это делает).

Но с приходом промышленной революции все стало намного сложнее. Пробежимся по изменениям в нашей короткой истории котлов!

Промышленная революция

Пароходный завод с котлом Савери – 1912 г. (Источник: Википедия)Благодаря середине 19 века стало возможным производство сложных машин, способных нагревать воду гораздо более эффективным способом. Затем родился «жаротрубный котел» — он приводил в движение паровозы и корабли и был первым шагом в правильном направлении. Внутри жаровой трубы горячие газы проталкиваются через ряд металлических трубок, проходящих через центр резервуара. Вода поддерживается на определенном уровне, чтобы трубки не перегревались, а пар выходит через узкую трубку. Поддерживать давление внутри котла было трудно и трагично, в то время как промышленная революция была в разгаре, взрывы ежегодно убивали тысячи инженеров.

Изображение устаревших водонагревателей. (Источник: Paulinedana – Википедия)

Первым настоящим предком современного котла, вероятно, было изобретение художника по имени Бенджамин Моган, который в 1868 году разработал водонагреватель, способный быстро нагревать воду без помощи твердого топлива. Вскоре последовали бытовые резервуары для хранения воды и отопления, что позволило домам по всей стране наслаждаться тем, что мы теперь понимаем как центральное отопление.

Старые котлы такого типа были подвержены преждевременному выходу из строя из-за теплового стресса. В целях экономии энергии операторы выключали свои котлы, когда они не использовались. Это привело к расширению и сжатию труб, что со временем привело к их выходу из строя.

Эта проблема была решена с помощью нового типа трубки, которая изгибалась под воздействием тепла. Так называемые котлы с «гнутыми трубами» могли втиснуть гораздо больше труб в меньшее пространство, что повысило эффективность и долговечность.

Снижение давления

В начале 20 века среди домовладельцев рос спрос на котлы низкого давления. В отличие от котлов, используемых в промышленности, где был необходим пар высокого давления, бытовые котлы имели тенденцию к более низкому давлению по соображениям безопасности.

В то время излюбленным материалом был чугун благодаря его доступности и высокой прочности на растяжение, а также естественной стойкости к окислению. Антикоррозийные химикаты, используемые в современных котлах, в то время не применялись, поэтому чугунные котлы часто доставлялись в большие многоквартирные дома по частям и собирались на месте. Более низкое давление означало, что котлы работали дольше, что помогло снизить расходы домовладельцев и домовладельцев.

После Второй мировой войны огромный промышленный бум вызвал стремительный рост спроса на котлы. Примерно в это же время прижился новый, более простой дизайн. В этой конструкции использовались прямоугольные резервуары, каждый из которых был покрыт короткими трубками. Это позволило упростить техническое обслуживание и очистку, чего нельзя было достичь с конструкциями с изогнутыми трубами.

Дальнейшие инновации появились в виде котлов с медным оребрением, которые можно было сделать достаточно легкими для обогрева бассейнов.