A fűtés története

 

2001-ben már megjelent a VGF újság hasábjain egy hasonló cikk, csak az kisebb terjedelmű volt. Most sokkal részletesebben lehet olvasni e cikkben a fűtés történetéről és igyekeztünk olyan képeket hozzátenni, melyek még nem jelentek meg e lap hasábjain..

A hideg elleni védekezés, azaz a fűtés, a tűz megismerésével kezdődött. A tüzet valószínűleg egy vihar alkalmával fedezte fel az ősember, amikor belecsapott egy fába a villám, s a fa meggyulladt. Ekkor fedezte fel, hogy a tűz meleget tud adni és később rájött arra is, hogy a nyers húst meg is lehet sütni a tűznél. Magának a tűz meggyújtásának menetét még sokkal később fedezte fel, így ki volt szolgáltatva annak, ha kialszik a tűz, akkor a következő villámcsapásig nem tud melegedni. Emiatt eleinte a tűz nagy kincs volt, habár az első időkben nagyon féltek is tőle. Amikor már a tűzgyújtást is megtanulták, attól kezdve nem volt probléma a melegedés.

Eleinte barlangokban égett a tűz, s amellett melegedtek az ősemberek. Később már kövekkel körbekerítették a tüzet, s ezzel elkezdődött a tűz kordában tartása, s szabályozott mederbe terelése. Hosszú idő telt el, amíg sikerült megalkotni az első kályhákat, aminek már volt füstelvezetése.

Az ókori római birodalomban (több mint 2000 évvel ezelőtt) már ismerték a padlófűtést, persze ez még nem hasonlított a maihoz .

                            Római kori padlófűtés

A fűtött helyiség 60-80 cm magas oszlopokon állt. A fűtést az épületen kívülről rabszolgák végezték, s az égéstermék az oszlopok között haladt az épület másik oldalára, ahol a szabadba távozott, vagy egy a falban kiépített füstrendszeren át jutott ki a szabadba .

 

Padlófűtés Pompeiben (i.sz. 75)

Ezt a rendszert „hipokaustum” fűtésnek nevezték. Később a padló alatt csatornában vezették a füstöt, majd a padlóban alakítottak ki füstjáratokat. A füstjáratok zárásával, nyitásával már szabályozni lehetett a padló hőmérsékletét. Amikor még nem tudták szabályozni a padló felületi hőmérsékletét, akkor különleges lábbelikkel jártak rajta, mert különben megégették volna a talpukat.

Padlófűtés padlócsatornában

Az előbbi kialakítások olyanok voltak, hogy a helyiségek belső terei teljesen füstmentesek maradtak.

Különböző hypocaustumok voltak a középkori kolostorok, iskolák, és királyi paloták hideg helyiségeiben. Ezeknek a causumoknak a központi része egy nagyméretű kemence volt, melyet egy falazott előtérből hasábfákkal fűtöttek. Földszintes épületek esetén a kemencét a fűtendő helyiség alá süllyesztették. A falazott oldalú kemence alját téglával rakták ki, boltozatát keskeny boltívek sorozata fedte úgy, hogy a boltívek között 5-7 cm. rést hagytak. A boltozatra öklömnyi, vagy nagyobb kavicsokból vastag, 1-2 köbméternyi töltést helyeztek. A kavics fölött volt a fűtendő helyiség padlója, melyet nagyobb kőlapokkal burkoltak le. A kőlapokat külön boltozatra vagy közvetlenül a kavicsra fektették, közepükön öklömnyi lyukat hagytak, melyek a kavicsfeltöltéssel voltak kapcsolatban, de a szobai oldaluk fémfedőkkel vagy kődugókkal lezárható volt. Fűtéskor az égéstermék és a láng keresztülhatolt a boltozat nyílásain és a kavicsfeltöltés résein, jelentősen felmelegítve azt. Ilyenkor a padló lyukait lezárták, hogy a füst ne kerülhessen a szobába. A fűtés befejezése után a lyukakat kinyitották, hogy a már tiszta meleg levegő a szobába áramolhasson. A kavicsréteg sokáig tárolta a meleget, és egyenletes fűtést biztosított a tűz elalvása után is. Fűtéskor nem csak a kemence feletti kavics, hanem a padló is felmelegedhetett, így a fűtést a meleg levegő és a kemence fölé eső padlórész is szolgáltathatta

 

Modernizált padlófűtés

A római birodalom bukása után ezek a fűtési rendszerek még itt-ott megtalálhatóak egészen a XIII.-XIV. századig. Természetesen ezek a fűtési módok a gazdagabbak kiváltsága volt.

A szegényebb embereknek a fűtés és a főzés egy helyen történt. Ilyen volt a korábban kövekből-, majd később a sárból, agyagból készített kemence

 

Kemence Pompeiben

Kemence a XVIII. századból

Régészek sem tudják biztosan, de feltételezik, hogy már i.e. 2000 körül légfűtést használtak több helyen is, például a knosszoszi palotában

Knosszoszi palota romjai

A korai légfűtés egyik változatát láthatjuk a 8. ábrán. A köveket felmelegítették, s az égéstermékeket elengedték a szabadba, majd a meleg köveken átáramoltatták a levegőt, s ez fűtötte a helyiséget.

Korai légfűtés

A gazdagabbaknál külön volt a fűtés, mely az idők folyamán egyre szebb lett. Eleinte a nyitott fűtések voltak uralkodók, azaz kandallóban tüzeltek az 1400-as évektől kezdve.

Kandalló Kréta szigetén

A kandallófűtéseknél is bejöttek az egyre drágább kivitelek, melyek szinte művészi kialakításúak voltak .

 

Díszes kandallófűtés

Voltak mellette egyszerűbb kivitelűek is .

                               Egyszerűbb kandallófűtés

A XI. századtól már megjelentek a cserépkályhafűtések

 

 

Díszes cserépkályhák

Természetesen nem mindenki engedhetett meg magának ilyen díszes cserépkályhát.

Egyszerűbb cserépkályhák

Az 1500-as években jelent meg takaréktűzhely (sparherd), mely tudta melegíteni a helyiséget, lehetett rajta főzni és volt még egy sütőtere is. Természetesen ebben az időben még nem ez volt a neve, ezt csak a XX. század elején kapta, amikortól már fémből készítették. Gyakran kemencével együtt építették ezeket a tűzhelyeket.

Tűzhely kemencével

A tűzhelyekből is készítettek díszesebb kivitelűeket is.

Díszesebb tűzhely

A XX. század elején építettek a tűzhelybe úgynevezett tűzhelypatkót, mellyel melegvizet lehetett készíteni, vagy központi fűtést üzemeltetni. A tűztérbe építették be a patkót, s az ott felmelegített vízzel lehetett például radiátort fűteni (az ábrán most éppen vízmelegítést lehet látni).

Tűzhelypatkó

A tűzhelypatkót már fémből készült tűzhelyekbe építették be .

Fémből készült tűzhelyek

A cserépkályhákkal nem lehetett nagyobb közösségi tereket befűteni, így például az 1700-as évek elején a színházakban úgy oldották meg a fűtést, hogy az előadás előtt 2-3 órával katonákat ültettek a nézőtérre, s azok a saját testmelegükkel fűtötték be azt. Ekkor még nem volt központi fűtés.

Egyedi fűtéshez készítettek különféle kályhákat.

 

Egyedi fűtési kályha

1750-ben már készítettek öntöttvasból gőzkazánt 

Gőzkazán

Az 1800-as évek elején jelent meg a melegvízfűtés. Természetesen ekkor még nem voltak szivattyúk, így azok gravitációs rendszerben üzemeltek.

Gravitációs fűtés

1925-ben alkották meg az első szivattyús fűtést .

Szivattyús fűtés

A gőzfűtések magas hőmérséklete és gyenge szabályozhatósága miatt megalkották a vákuum-gőzfűtést, mely 100°C-nál alacsonyabb hőmérsékletű gőz fűtőközeget tudott előállítani.

A fűtés történetéhez hozzá lehetne venni a hőtermelők-, hőleadók-, szivattyúk, elzárók-, szabályozók-, biztonsági berendezések-, vezetékek történetét is, de a hely korlátozottsága miatt, valamint amiatt is, hogy még nagyon sok embernek ez nem történelem, nem részletezzük a továbbiakban. Természetesen az iskolából mostanában kikerülőknek már az is történelem.

A kisebb csőkeresztmetszetek miatt egyre rendszeresebben építettek be szivattyút a fűtési rendszerbe. Ma már szinte nem is építenek gravitációs fűtési rendszert. A melegvízfűtéseknél megszületett a „tichelmann” rendszer, mely minden egyes áramkörnél ugyanakkora ellenállást jelent. A csővezetékkel történő takarékoskodás miatt elkészült az egycsöves fűtési rendszer.

A korábbi kazánok olyanok voltak, hogy azokban nem lehetett 70°C-nál alacsonyabb a visszatérő víz hőmérséklete, mert az égéstermékek lehűltek a harmatpontjuk alá, s az így kiváló savak tönkretették a kazánt. 1975-ben jelentek meg az első alacsony hőmérsékleten üzemelő melegvíz-kazánok. Ezekben a visszatérő víz hőmérséklete már nem számított, nem mentek tönkre a kazánok. 1990-ben jelent meg a piacon a kondenzációs kazán, melynek a hatásfoka 100% felett van (természetesen ez nem azt jelenti, hogy több energiát nyerünk ki, mint amit befektettünk, hanem azért van ez, mert rossz a viszonyítási alap).

Magyarországon a fűtés története a II. világháborúig megegyezett a világ más helyein történtekkel. Sajnos ezután a vasfüggöny visszavetett minket a fejlődésben, s elmaradtunk a nyugathoz képest. Az 1989-es nyitásig csak kullogtunk a nyugati technikák után, de ekkor felpörögtek nálunk az események. Ma már minden fejlett technika megvásárolható nálunk is, de sajnos a fejlesztéseket nem mi végezzük.

A fűtéstechnika fejlődése nem áll meg, de elmondható, hogy az elmúlt 50 évben nagyobb fejlődésen ment keresztül, mint az azt megelőző évezredekben együtt.

2005-2006-ra várhatóan megérik a sorozatgyártásra az energiacella (Brennstoffzelle), s a hatásfoka is jó lesz.  Az iskolai tanulmányokban szó volt arról, hogy elektromos áram hatására fel tudjuk bontani a vizet hidrogénre és oxigénre. Az energiacellánál a helyzet éppen fordított. A két alkotóelemet vezetjük a cellákhoz, majd ott hőfelszabadulás mellett egyenáram keletkezik.

A hidrogént a földgázból lehet kinyerni egy reformer (átalakító) segítségével. Ez a reformer a CH₄-ből (metán) állít elő hidrogént. 1 m³ földgázból a kísérleti energiacella segítségével valódi égés nélkül tudunk előállítani 1-4,6 kW elektromos energiát és 1,5-7 kW hőenergiát.