Początki ciepłownictwa 

Powstanie pierwszego systemu grzewczego zainicjowała sama natura poprzez dostarczenie gotowego czynnika grzejnego – wody ze źródła geotermalnego. W Chaudes-Aigues, miasteczku w regionie Cantal we Francji, gorącą wodę o temperaturze 82°C ze źródła o wydajności około 300 litrów na minutę, wykorzystywano do ogrzewania domów i kościoła już w XIV wieku. Wiemy o tym, dzięki archiwalnym dokumentom z 1332 roku wspominającym o dwóch mieszkańcach zalegających z opłatami za ciepło.

 

Idea ciepła systemowego stosowanego do ogrzewania miast pojawiła się znacznie później, niż przytoczony powyżej przypadek, to należy docenić pomysłowość i zaradność mieszkańców, którzy za pomocą drewnianych rurociągów rozprowadzali ciepłą wodę po miasteczku. Pierwszy komercyjny system ciepłowniczy na większą skalę powstał w Stanach Zjednoczonych, w miejscowości Lockport w stanie Nowy Jork. Jego twórcą był Birdsill Holly, inżynier i wynalazca, który w 1876 roku przeprowadził próby z systemem centralnego ogrzewania we własnym ogrodzie. Rok później założył przedsiębiorstwo Holly Steam Combination Company i rozpoczął dostawy ciepła do centrum miasta. Kilka lat później sieć ciepłownicza w Lockport liczyła ponad 4,8 km długości, a podłączonych do niej było 65 domów.

 

W 1881 roku w kilku większych miastach USA – m.in. w Nowym Jorku – rozpoczęto próby z systemami centralnego ogrzewania z wykorzystaniem pary. Birdsill Holly, w tym czasie złożył kilkanaście wniosków patentowych, które opisywały rozwiązania poszczególnych elementów systemów ciepłowniczych: ciepłociągów, mierników, regulatorów ciśnienia. Pierwsza ciepłownia w Nowym Jorku znajdowała się na Manhattanie przy Cortland Street, z kominami o wysokości ok. 68 m, była najwyższym budynkiem w dzielnicy. Konstrukcja zakładu była dość nietypowa – na trzech kondygnacjach zainstalowano 48 kotłów, każdy o mocy 250 koni mechanicznych (ok. 186,5 kW). Wybudowano również izolowany wełną mineralną ciepłociąg o długości 3 mil (4,8 km). Pierwszymi odbiorcami ciepła z New York Steam Company (NYSC) były nowo powstające budynki biurowe, np. First National Bank na rogu Broadwayu i Wall Street, podłączone do sieci ciepłowniczej w marcu 1882 roku.

 

 

Cztery lata później NYSC wybudowało kolejną kotłownię zasilającą centrum miasta, ekskluzywną dzielnicę, gdzie swoją rezydencję miał m.in. John D. Rockefeller, który dla New York Steam Company mówił: Mój dom z kilku powodów ogrzewany jest parą przez waszą firmę i jestem bardzo zadowolony ze świadczonych usług. Słowa te stały się podstawą kampanii reklamowej, której celem było przekonanie mieszkańców, że ogrzewanie systemowe jest komfortowe dla wymagających klientów klas wyższych. Rozwój scentralizowanego systemu ciepłowniczego w Nowym Jorku, Chicago i innych amerykańskich miastach wskazuje na korelację pomiędzy nową technologią, a rodzącymi się trendami urbanistycznymi w początkach XX wieku. Uwolnienie architektów od konieczności projektowania kominów dla każdego nowego budynku i uwzględniania ograniczeń wynikających z wymogów technologicznych wcześniej stosowanych typów ogrzewania, pozwoliło na rozwój miast drapaczy chmur.

 

Doskonale ilustruje to reklama prasowa New York Steam Company z 1930 roku, której głównym hasłem jest: Służyć miastu wież (Serving a City of Towers), a potwierdzeniem skuteczności ciepłownictwa systemowego dla nowoczesnych miast było wybudowanie Empire State Building. W 1931 roku w wieżowcu mieściło się ponad 100 sklepów, zainstalowano w nim 7000 grzejników, które ogrzewały 21 089 m² powierzchni. Pierwsze pięć kondygnacji wieżowca zasilane było z węzła w podziemiach, na 29. piętrze znajdowała się przepompownia ogrzewająca piętra od 6. do 54., a najwyższą część wieżowca zasilano z urządzeń znajdujących się na 54. piętrze. W Europie technologię opracowaną przez Birdsilla Holly’ego wykorzystywano wpierw w pojedynczych instytucjach oraz reprezentacyjnych nowych budynkach, m.in. na Politechnice Berlińskiej (1884 roku) czy w ratuszu w Hamburgu (1893 roku), gdzie również po raz pierwszy ciepło produkowano w kogeneracji z energią elektryczną.

 

Rozwój miejskiego ciepłownictwa w Europie rozpoczął się w Dreźnie w 1900 roku, a jego głównym celem było ograniczenie zagrożenia pożarowego dzielnicy Zwinger oraz pałaców królewskich. Podobnie jak w Nowym Jorku, para do ogrzewania produkowana była w elektrowni, jednak w budynkach stosowano już instalacje wodne. Dodatkowo w 1911 roku uruchomiono kolejną instalację, w której nadwyżka pary wykorzystywana była do zasilania wodnej instalacji grzewczej miasta. W pierwszych dziesięcioleciach XX wieku systemy ciepłownicze rozwijały się bardzo wolno – szacuje się, że przed wybuchem II wojny światowej eksploatowanych było około 50 w Stanach Zjednoczonych i około 100 w Europie. Na Starym Kontynencie przeważały rozwiązania wykorzystujące gorącą wodę, natomiast w Ameryce dominowały sieci parowe. W 1921 roku Fernheizwerk Hamburg GmbH rozpoczęła uciepłowienie miasta. Według Abrahama Margolisa – głównego inżyniera firmy – najważniejszą siłą napędową projektu był wysoki koszt węgla w Niemczech po I wojnie światowej. Podobne rozwiązania wkrótce wdrożono w Kolonii (1922 roku), Lipsku (1925 roku) raz Berlinie (1925 roku). Systemy ciepłownicze zaczęły powstawać również w innych miastach poza Niemcami – w Kopenhadze, Utrechcie, Paryżu i Zurychu.

 

W Reykjaviku rozpoczęto budowę geotermalnego systemu grzewczego w 1930 roku, a instalacja działa do dziś i prawie w całości pokrywa zapotrzebowanie miasta na ciepło do ogrzewania i produkcji ciepłej wody. W ówczesnym Związku Socjalistycznych Republik Radzieckich koncepcja wykorzystania kogeneracji została ujęta w planie elektryfikacji GOELRO w 1920 roku w celu ograniczenia przyszłego zapotrzebowania na paliwo. Najpierw rozpoczęto dostarczanie ciepła w Leningradzie w 1923 roku. W Moskwie w 1931 roku powstało przedsiębiorstwo Teploset Mosenergo, które zarządzać miało dystrybucją ciepła, choć same dostawy rozpoczęto trzy lata wcześniej. Te wczesne radzieckie projekty stanowiły późniejszą podstawę dla wszystkich systemów ciepłowniczych w obszarze tzw. bloku wschodniego w Europie Środkowej i Wschodniej. Koncentrowano się na zmniejszaniu dostaw energii pierwotnej do produkcji energii elektrycznej przy wykorzystaniu kogeneracji.

 

Po zakończeniu II wojny światowej w Europie rozpoczęła się faza intensywnego rozwoju ciepłownictwa systemowego. Odbudowano zniszczone w czasie walk miasta oraz powstawały nowe dzielnice mieszkaniowe. Generowały one wysokie zapotrzebowanie na ciepło, któremu w najefektywniejszy sposób sprostać mogły jedynie systemy scentralizowane. W obszarze technologii dominował wyraźny trend do obniżania temperatury nośnika ciepła, a także nowe rozwiązania w dziedzinach izolacji i konstrukcji rur, które miały na celu zarówno zmniejszenie strat, jak i obniżanie kosztów budowy i utrzymania infrastruktury ciepłowniczej. W 1948 roku do miast z centralnym zaopatrzeniem w ciepło dołączyły Karlstad i Klagenfurt. Jeszcze później, bo w 1951 roku w tym gronie znalazł się Londyn, w którym uruchomiono układ ciepłowniczy rejonu Pimlico, a także Helsinki, gdzie scentralizowany system zaopatrzenia w ciepło pojawił się w roku 1952.

 

Wersja do druku Wersja do druku | Mapa witryny
© Całość praw autorskich: Filip Wiśniewski