Отопление

Отопле́ние — искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям технологического процесса^[1]. Под отоплением понимают также устройства и системы (калориферы, тёплый пол, ИК-обогрев и пр.), выполняющие эту функцию^[2].

В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным и лучистым.

Вид отопления, при котором тепло передается благодаря перемешиванию объемов горячего и холодного воздуха. К недостаткам конвективного отопления относится большой перепад температур в помещении (высокая температура воздуха наверху и низкая внизу) и невозможность вентиляции помещения без потерь тепловой энергии

Вид отопления, когда тепло передается в основном излучением и в меньшей степени — конвекцией. Приборы для отопления размещаются непосредственно под или над обогреваемой зоной (вмонтированы в пол или потолок, также могут крепиться на стены или под потолком)^[3][4].

По источнику тепла

• Печное
• Динамическое
• Централизованное (источник тепла - ТЭЦ или тепловая станция)

По теплоносителю

• Воздушное
• Паровое
• Водяное
• Инфракрасное

По топливу

• Жидкотопливное;
• Твердотопливное;
• Газовое
• Электрическое
• Геотермальное
• Солнечное

Система отопления — это совокупность технических элементов, предназначенных для компенсации температурных потерь через внешние ограждающие конструкции (стены, пол, крыша), методом получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения необходимого количества теплоты, достаточного для поддержания температуры на заданном уровне согласно нормам.

Основные конструктивные элементы системы отопления:

• Районная котельная или ТЭЦ (при индивидуальном теплоснабжении - котел отопления) — место, где вырабатывается теплота;
• Тепловые магистрали (теплотрассы) — элементы для транспортировки теплоты от источника теплоты к потребителям (объектам инфраструктуры);
• Отопительные приборы — элементы для передачи тепловой энергии от теплоносителя воздушным массам в помещении (батареи, теплый пол).

Перенос по теплотрассам теплоты может осуществляться с помощью разных рабочих сред (жидкой или газообразной). Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость — антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем. Наиболее часто применяется в виде рабочей среды вода, объясняется это ее дешевизной и приемлемыми теплотехническими показателями. Пар как теплоноситель для обогрева общественных и жилых объектов не применяется, так как потенциально опасен для здоровья людей (в случае деформации и выхода из строя трубопроводов), его применяют для технологических нужд на предприятиях.

Современные системы отопления обладают также и функцией поддержания микроклимата, что предусматривает наличие автоматизации и соответствующего усложнения самой системы. При этом гидравлический режим часто меняется в процессе эксплуатации, что отличает такие системы от «классических», которые единожды настраиваются при пуске в работу^[5]. Благодаря внедрению систем автоматического регулирования для нужд отопления, достигается значительная экономия энергоресурсов.

Системы отопления можно разделить^[5]:

• По типу источника нагрева — газовые, геотермальные, дровяные, пиролизные, мазутные, солнечные, угольные, торфяные, пеллетные, электрические (кабельная), отопление с помощью теплового насоса и пр.
  См. Отопительный котёл
• По типу теплоносителя — водяные (жидкостные), воздушные, паровые, комбинированные;
• По типу применяемых приборов — лучистые, конвективно-лучистые, конвективные;
• По виду циркуляции теплоносителя — с естественной и искусственной (механической, с использованием насосов);

А также:

• По радиусу действия — местные и центральные;
• По режиму работы — постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.
• По гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым режимом;
• По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые, встречные и попутные;

Для водяного отопления:

• По способу разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;
• По способу присоединения приборов — однотрубные, двухтрубные;

По радиусу действия системы отопления можно разделить на следующие категории:^[6]

1. локальное (местное) отопление помещений (англ. space heating). В данном варианте источник тепла обогревает только одно помещение (иногда смежные помещения). Источником тепла могут быть печь, камин, электрический обогреватель, тепловой насос, передающий тепло в воздух помещения (в т.ч. кондиционер в режиме обогрева). Классический пример — отопление избы русской печью.
2. автономное центральное отопление зданий (англ. central heating). В данном варианте расположенный в здании источник тепла обогревает все помещения, расположенные в здании (домовая котельная) либо часть помещений, не соприкасающихся друг с другом (квартирный котёл). В качестве теплоносителя, передающего тепло от источника в обогреваемые помещения, чаще всего используется вода, реже воздух или пар. При использовании водяного отопления источником тепла служит водогрейный котёл, а при воздушном отоплении — воздушный калорифер. Тепловая энергия может производиться сжиганием топлива, электрическим нагревом либо переносом тепла из внешней среды с помощью теплового насоса.
3. центральное районное отопление (англ. district heating), также теплоснабжение. Как правило, именно такая система подразумевается под термином «центральное отопление». В данном варианте источник тепла располагается в отдельном здании (котельная, теплоэлектроцентраль), а тепло от источника передается в несколько отдельно стоящих зданий с помощью тепловых сетей. В качестве теплоносителя используется вода (в т.ч. под давлением), реже пар. Размеры систем центрального отопления могут варьироваться: от малых систем, обогревающих жилой квартал или комплекс зданий, до крупных систем теплоснабжения, охватывающих несколько районов или целые города. В крупных системах теплоснабжения городского уровня могут быть объединены несколько источников тепла, часть из которых работают в постоянном режиме, а часть в пиковом, что обеспечивает эффективное маневрирование мощностью при изменении потребления тепла и резервирование на случай аварий. При центральном отоплении могут использоваться любые источники тепловой энергии: энергия горения ископаемого или возобновляемого топлива, энергия солнца, геотермальная энергия, электроэнергия, атомная энергия.

Основная статья: Воздушное отопление.

Огневоздушное — означает, что нагрев теплоносителя (воздуха) осуществляется с помощью огня.

Первой огневоздушной, да и вообще первой отопительной установкой считается костёр, разведённый внутри жилища.

В Древнем Риме в I веке до н. э. уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст, где воздух в помещении получал теплоту от полов, которые нагревались печными дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях. Такая система позволяла получать «чистую» теплоту, без контакта человека с продуктами сгорания. Кроме этого, каменный пол, обладая большой тепловой инерцией, долго ещё после потухания огня отдавал теплоту помещению. Гипокауст описывается Марком Витрувием Поллионом в трактате «Об архитектуре». Схожая система, ондоль, появившаяся предположительно в I в. до н. э. — VII в. н. э., используется до сих пор в Корее. Аналогичная система обогреваемого пола известна и в северных районах Китая, где она известна как «дикан» (буквально пол-кан). Впрочем, более распространённый тип китайского кана обогревал лишь широкую лежанку, где люди спали, сидели, сушили вещи и т. д.

Также ещё в Древнем Риме принял свой современный облик камин. Термин и происходит от латинского caminus — «открытый очаг». Он устанавливался в центре помещения и максимально окружался теплоаккумулирующими материалами — каменный портал, каменный дымоход, каменная противоложная стена. Таким образом удавалось избежать перегрева во время топки (камень «впитывал» теплоту) и резкого охлаждения после потухания огня (теперь камень «отдавал» тепло). Камин также осуществлял вентиляцию, создавая тягу в дымоходе.

А в средней Европе, судя по археологическим раскопкам, и в IX веке жилища отапливались печами-каменками и курными печами. Печь-каменка представляла собой очаг, сложенный из булыжников и валунов, курная печь — вырытую в земле яму с глиняным сводом. Это было уже большим шагом после костра — такая печь аккумулировала теплоту и продолжала отдавать её долгое время после прогорания топлива, что позволяло тратить меньше дров и сил. Но всё равно эти печи ещё топились «по чёрному» — продукты сгорания выходили сперва прямо в жилище и уже после в атмосферу через специальное отверстие в потолке, а то и вовсе через дверь. В XV веке существовали печи с дымоходными трубами, тогда деревянными — «дымницами»^[7][8].

К этому времени в Европе система гипокауста была практически утрачена (за исключением Испании, где изменённая версия, называемая «глорией», существовала до начала XX века), а потому появление огневоздушной системы, называемой «русской системой», произвело небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался, а после по горизонтальным и вертикальным кирпичным воздухораспределяющим каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячего и холодного.

Такая система не только обеспечивала жильё «чистой» теплотой, но и осуществляла вентиляцию. «Русской системой» была оборудована, к примеру, Грановитая палата в Кремле^[9].

Печи в XV—XVIII веках были глиняные, кирпичные или даже изразцовые, что было большой роскошью — изразцовую печь можно было встретить только в богато украшенных дворцовых помещениях и изредка у зажиточных горожан. Также на Тульском заводе выпускались чугунные и стальные нетеплоёмкие печи. В 1709 году по указу Петра Первого были созданы первые десять «шведских» печей с более дешёвыми изразцами (синяя роспись по гладкому белому основанию). «Шведская» печь популярна и до сих пор, бывает различных конструкций — К. Я. Буслаева, Г. Резника, В. А. Потапова, но по сути представляет собой печь с оснащённой вытяжкой варочной камерой в «теле» печи и «кухонной плитой» на ней. В 1736 году в Петербурге были широко распространены «дровосберегающие» печи, оснащённые горизонтальным змеевиком дымохода, в 1742 её уже успешно вытесняла печь с «колодцами» — вертикальным змеевиком.

Российский инженер и архитектор Николай Львов в 1795 году издал первую оригинальную русскую работу по отоплению, свою книгу «Русская пиростатика»; в издании Львов с резкой критикой отозвался о модном увлечении иностранными фигурными печами, которые были крайне неэффективны, а также представил изобретённые им усовершенствования отопительных установок, а также основы конструирования и расчёты систем огневоздушного отопления. В это время всё больше распространялись многоэтажные здания, поэтому появляется тенденция к централизованному отоплению. Тут и пригодится «русская система»^[как?], выполняемая раньше в основном для двухэтажных зданий^{[источник не указан 574 дня]}. Тогда же, в 1799 году Н. Львов опубликовал свою вторую книгу «Русская пиростатика, или употребленіе испытанныхъ каминовъ и печей», где есть раздел «О духовыхъ печахъ верхнія или соседственные комнаты нагревающіхъ», там он предложил конструкцию наподобие калорифера, но малоэффективную.

В 1821 году в Вене была издана книга немецкого профессора Мейснера «Руководство к отоплению зданий гретым воздухом» — также сделавшая значительный вклад в развитие огневоздушного отопления^[10].

В 1820-х годах быстро приобрели и потеряли популярность т. н. печи Уттермарка. Оригинальная печь Ивана^[11] Уттермарка была круглой и выкладывалась очень плотно особым кирпичом, сделанным по лекалам. Также она имела в своей конструкции изогнутые медные трубы с коленами, проходя через которые, нагревался комнатный воздух^[12]. То есть набор деталей был не из общедоступных. Поэтому только упрощённый вариант, где печь была из обычного кирпича и снабжалась металлической «рубашкой», и получил популярность, которая быстро схлынула из-за плохих санитарно-гигиенических характеристик (при контакте с раскалённой печью воздушная пыль пригорала, издавая неприятный запах).

В 1835 году Николай Аммосов, обобщив идеи Львова и Мейснера, представил первый в мире эффективный калорифер — свою систему «пневматического» отопления, позже и названную «аммосовской печью». Работала система вполне аналогично «русской» — нагретый печью воздух под действием разности плотностей поднимался по «жаровым» металлическим каналам в парадные залы и жилые комнаты. Представление печи было не простое — её впервые установили в помещениях Императорской Академии художеств, где система хорошо себя показала. В 1838 году, после трёхдневного пожара в Зимнем дворце, печное отопление заменили на аммосовские пневмопечи^[13]. К 1841 году «аммосовские печи» были установлены в зданиях Эрмитажа, Придворном Манеже — в общей сложности в 100 крупных зданиях в Санкт-Петербурге и других крупных городах России насчитывалось в общей сложности свыше 420 «больших и малых пневматических печей».

И только теперь стали заметны существенные недостатки. То, что система издавала низкий гул при топке, пересушивала воздух, потрескивала во время грозы, было заметно сразу и терпимо (впрочем, именно поэтому Александр II в 1860-х добавил ей «в помощь» локальные системы водяного отопления^[13], но главный недостаток заключался в раскалённых «жаровых» воздуховодах, которые перегревали оказавшиеся рядом стены, уничтожая драгоценные росписи, а пыль на них пригорала, издавая неприятный запах, или, хуже, взлетала и покрывала понемногу сажей стены, картины — словом, весь интерьер^[14].

Сам Аммосов же ни в коем случае не соглашался с недостатками своего изобретения и приписывал их «лени и неряшеству истопников»^[12].

В настоящее время современные технологии воздушного отопления с успехом применяются для обогрева промышленных, торговых и складских помещений различного объема, а также индивидуальных жилых домов, коттеджей и других строений.

Основная статья: Водяное отопление.

В 1777 году французский инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и применяются до сих пор.

В 1834 первой в России системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного инженера, профессора П. Г. Соболевского. В 1875 году появилась первая не только в России, но и в Западной Европе квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, сделанных в виде пилястр. Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном очаге.

В период 1855-57 гг. российский промышленник Франц Карлович Сан-Галли изобрёл принципиально новое для того времени обогревательное устройство — радиатор водяного отопления^[15]. Первые экземпляры радиаторов отопления представляли собой толстые трубы с вертикальными дисками. Сан-Галли назвал свое изобретение «хайцкёрпер» (горячая коробка), а позже придумал для него русское название «батарея». Батареи, производимые на чугунолитейном заводе Сан-Галли, быстро завоевали популярность в Петербурге, а затем и по всему миру.

В 1901 году немецкий инженер Альберт Тихельман предложил свою систему подключения отопительных радиаторов, при которой вода в трубах подачи и возврата движется в одном направлении по кольцевому маршруту. При этом автоматически обеспечивается равномерный и одновременный прогрев всех радиаторов отопления без необходимости балансировки системы.

XX век дал начало системам отопления с принудительной циркуляцией, осуществляемой с помощью насосов. Это осуществилось с промышленным выпуском электродвигателей^[8].

При парово́м отопле́нии, в отличие от водяного или воздушного отопления, теплоносителем является водяной пар. Особенностью парового отопления является комбинированная отдача тепла рабочим телом, которое не только снижает свою температуру, но и конденсируется на внутренних стенках отопительных приборов. Источником тепла в системе парового отопления может служить отопительный паровой котёл, отбор пара из паровой турбины или редукционно-охладительная установка, снижающая давление и температуру пара энергетических котлов до безопасных для потребителя параметров. Также источником вырабатываемой тепловой энергии с паром могут служить утилизационные установки, устанавливаемые, например, на металлургических предприятиях. Отопительными приборами являются радиаторы отопления, конвекторы, оребрённые или гладкие трубы (регистры).

Преимуществами парового отопления являются:

• небольшие размеры и меньшая стоимость отопительных приборов
• малая инерционность и быстрый прогрев системы
• отсутствие потерь тепла в теплообменниках.

Недостатками парового отопления являются:

• высокая температура на поверхности отопительных приборов
• невозможность плавного регулирования температуры помещений
• шум при заполнении системы паром
• сложности монтажа отводов к работающей системе.

Толчок паровым системам отопления дало повсеместные применение в XIX веке паровых машин: промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что отработанный пар пришёлся кстати. Одна из крупнейших в мире систем центрального парового отопления была создана в Нью-Йорке с 1882 года, функционируя по сей день^[16][17]. Из-за невысокой стоимости паровое отопление широко применялось в первой половине XX века^[18]. В настоящее время паровое отопление может применяться как при централизованном, так и при автономном теплоснабжении в производственных помещениях, в лестничных клетках и вестибюлях, в тепловых пунктах и пешеходных переходах. Целесообразно использовать такие системы на предприятиях, где пар так или иначе применяется для производственных нужд.

К 1917 году в России многие доходные дома, в основном элитные, оснащались системами водяного, воздушного и парового отопления. Подача тепла в дом осуществлялась от котельной, расположенной в подвале или пристройке. Судьба таких домов после революции отражена, например, в рассказе Михаила Булгакова «№ 13. Дом Эльпит-Рабкоммуна» и повести «Собачье сердце». На фабриках применялось отопление отработанным паром, который использовался для работы паровых машин. В то же время, значительная часть городских зданий и все индивидуальные дома в городах, селах и деревнях отапливались печами на дровах или иных местных видах топлива.

Основным видом топлива в средней полосе России оставались дрова. Так, потребность Москвы в топливе на 1919 год составляла около 1100 вагонов дров в сутки. В некоторых системах отопления могли использоваться более эффективные виды привозного топлива: каменный уголь из Донбасса, нефть из Баку. Революция и гражданская война прервали поставки топлива и вызвали серьезный топливный кризис в Москве и Центральной России^[19].

При создании и обсуждении плана ГОЭЛРО в 1920 году была выдвинута идея создания систем центрального отопления на основе теплофикации — совместной выработки электрической и тепловой энергии, реализуемой на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Особое внимание в плане ГОЭЛРО уделялось использованию местных видов топлива (подмосковный бурый уголь, торф, дрова), чтобы в будущем снизить вероятность повторения топливного кризиса. Центральное отопление и теплофикация позволяли повысить эффективность использования местного низкосортного топлива, улучшить экологическую обстановку в городах и избавить население от заботы об отоплении жилищ.

Днем рождения советской теплофикации считается 25 ноября 1924 года. В этот день к государственной электростанции № 3 (ТЭЦ-3), расположенной в Ленинграде, была подключен дом № 96 на набережной Фонтанки^[20]. В 1925 году к ТЭЦ-3 были подключены Егорьевские бани и Обуховская больница. В 1926 году в Ярославле было запущено центральное отопление от Ляпинской ГРЭС. В Москве с 1928 года началась подача пара от ТЭЦ на предприятия, а водяное центральное отопление появилось в 1931 году^[21].

Широкое внедрение систем центрального отопления началось в эпоху индустриализации СССР и сопутствующей ей урбанизации. В это время формируются основные черты систем центрального отопления, которые действуют в России и части стран постсоветского пространства по настоящее время. При вновь возводимых промышленных предприятиях строятся жилые районы («соцгородки») с многоквартирными домами, оснащенными радиаторами водяного отопления.

К началу 1950-х годов большинство сталинских домов были оснащены системами центрального водяного отопления, которые подключались к котельным промышленных предприятий, ТЭЦ или небольшим районным котельным. При невозможности подключения к центральному отоплению отдельные дома имели собственные котельные, а некоторые малоэтажные дома проектировались с вариантом печного отопления.

Окончательное внедрение центрального отопления многоквартирных домов произошло с началом массового жилищного строительства хрущёвок. Наряду с подключением домов к ТЭЦ и котельным предприятий, в новых жилых массивах возводились районные котельные.

С середины 1960-х по начало 1990-х развитие систем отопления в СССР шло в направлении дальнейшей централизации. Небольшие котельные закрывались, а дома подключались к крупным котельным и ТЭЦ. Проводились закольцовывание систем отопления и внедрение закрытой системы теплоснабжения с тепловыми пунктами.

С начала 1960-х котельные и ТЭЦ с местных видов топлива массово переходят на более удобное и экологичное — магистральный природный газ. С ходом газификации населенных пунктов индивидуальные жилые дома в городах и сельской местности также начинают переходить на водяное отопление с использованием газовых котлов. С 1967 года в СССР производились автоматические газовые котлы АГВ-80 и АГВ-120^[22][23] завода ЖМЗ, предназначенные для отопления индивидуальных жилых домов, а также неавтоматические горелки для газификации твердотопливных печей и котлов. Негазифицированные частные дома преимущественно продолжали отапливаться печами, однако постепенно начало распространяться водяное отопление, особенно выгодное для многокомнатных домов. В СССР производились твердотопливные водогрейные котлы типа КЧМ ^[24][25][26], рассчитанные на топку углем; кроме того, использовались самодельные системы с установкой водогрейного котла в существующую отопительную или варочную печь. Как правило, системы водяного отопления частных домов использовали естественную циркуляцию теплоносителя.

Использование атомной энергии для отопления началось после запуска второй в мире атомной электростанции — Сибирской АЭС. С 1961 года Сибирская АЭС снабжала теплом закрытый город Северск, а с 1973 года — Томск^[27]. В 1964 году было начато теплоснабжение Железногорска от реакторов Горно-химического комбината (ГХК). При этом, производимые Сибирской АЭС и Горно-химическим комбинатом тепло и электричество были полезными побочными продуктами от наработки оружейного плутония.

Во второй половине 1970-х в СССР прорабатывался вопрос о широком использовании атомной энергии для отопления и горячего водоснабжения крупных городов. Для систем с большим теплопотреблением предлагалось использовать атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ) на основе энергетических реакторов ВВЭР-1000, для систем со средним энергопотреблением — атомные станции теплоснабжения (АСТ) на основе специализированных реакторов АСТ-500, производящих только тепло. В 1980-е годы было начато строительство АСТ в Воронеже и Горьком и атомных ТЭЦ в Минске, Харькове и Одессе. Однако после Чернобыльской аварии все проекты были остановлены.

Наибольшее распространение получил отбор тепла от обычных АЭС, работающих по конденсационному циклу.

Россия унаследовала советскую модель центрального теплоснабжения: 65 % помещений в России отапливаются централизованно^[28]. Крупнейшая система центрального отопления в мире находится в Москве. Более 90 % московских потребителей получают тепло и горячую воду от теплоэлектроцентралей Мосэнерго^[21].

В крупных городах большая часть тепловой энергии вырабатывается на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) совместно с электроэнергией. В качестве топлива преимущественно используется природный газ, а в негазифицированных городах — уголь. На газовых ТЭЦ постепенно внедряется парогазовый цикл, более эффективный по выработке электроэнергии. Впервые в России парогазовый цикл был реализован на Северо-Западной ТЭЦ в Санкт‑Петербурге.

В малых и средних городах централизованное производство тепла также осуществляется на водогрейных котельных, использующих природный газ, а в малых городах и посёлках — уголь и мазут.

Отопление индивидуальных жилых домов преимущественно децентрализованное. При наличии магистрального природного газа используется водяное отопление с помощью газовых водогрейных котлов. Во многих населенных пунктах — преимущественно сельских — частные дома по-прежнему отапливаются дровами и иными видах твердого топлива. Причинами являются низкая скорость газификации регионов и высокая стоимость подключения к газовым сетям. Для отопления многокомнатных индивидуальных жилых домов обычно используется водяное отопление от твердотопливного котла или смешанное отопление. Во втором случае твердотопливная печь непосредственно обогревает помещение, в котором она установлена, а остальные помещения обогреваются водой, подогреваемой во вмонтированном в печь котле.

Россия является мировым лидером по использованию тепла, получаемого на атомных электростанциях, для отопления и горячего водоснабжения населенных пунктов^[29]. Современные проекты энергоблоков АЭС-2006 с реактором ВВЭР-1200 предусматривают отбор ~9 % мощности реакторов, что достаточно для отопления города с населением несколько сотен тысяч человек. Однако вклад российских АЭС в теплоснабжение остается незначительным (~0,5 % от общего потребления)^[30], преимущественно ограничиваясь городами-спутниками атомных станций. Основной причиной является удаленность АЭС от крупных населенных пунктов-потребителей на 50-100 км, что делает транспортировку тепла нерентабельной. Единственной существующей атомной теплоэлектроцентралью является Билибинская АЭС, постепенно выводимая из эксплуатации. В 2020 году была сдана в эксплуатацию первая плавучая атомная теплоэлектростанция «Академик Ломоносов», обеспечивающая теплом г. Певек.

Российские системы центрального отопления развиваются в направлении снижения тепловых потерь при транспортировке тепла, учета расхода тепловой энергии и ее экономии. Законодательство РФ предписывает оборудование строящихся и реконструируемых зданий приборами учета тепловой энергии, а также оснащение существующих многоквартирных домов приборами учета тепловой энергии до 1 января 2019 года^[31]. Во вновь построенных многоквартирных домах все чаще используется горизонтальная разводка отопления с индивидуальными счетчиками тепла на каждую квартиру и терморегуляторами, которые обеспечивают комфортную температуру в квартире и позволяют экономить дорожающую тепловую энергию.

Наряду с развитием центрального отопления, происходит и иной процесс — распространение автономного отопления. Этому способствуют дешевизна^[32] и распространенность^[32] магистрального природного газа, появление недорогих автоматических газовых котлов, нестабильное функционирование систем центрального отопления. Во вновь возводимых многоквартирных жилых домах применяются домовые котельные, устанавливаемые на крыше или в пристройке. В домах малой и средней этажности также применяются поквартирные системы водяного отопления с помощью настенных газовых котлов.

В индивидуальной жилой застройке продолжается газификация магистральным природным газом и внедрение газовых отопительных котлов. В 2021 году в России запущена программа «догазификации» газифицированных населенных пунктов — бесплатной прокладки газопровода до границы участка, на котором расположен частный жилой дом^[33].

В качестве альтернативы отоплению дровяными и угольными печами, требующему постоянного ручного управления процессом, распространяется отопление при помощи котлов с автоматизированной подачей топлива, использующих топливные гранулы (пеллеты), а также автономная газификация. В отдельных негазифицированных регионах осуществляется подключение частных жилых домов к системам центрального отопления^[34].

Вновь возводимые частные дома, как правило, оборудуются системами водяного отопления с принудительной циркуляцией. Для обогрева помещений используют как традиционные радиаторы водяного отопления, так и водяные теплые полы. При хорошей теплоизоляции дома, низкой цене электроэнергии в регионе и достаточной мощности электросетей может применяться и электрическое отопление — как для прямого обогрева помещений (конвекторы, электрические теплые полы), так и для водяного отопления с помощью электрокотла. «Традиционные» печи, обогревающие помещение конвекцией и излучением от корпуса печи, чаще используются для обогрева зданий непостоянного использования — дачных домов, бань, гаражей, мастерских и т.д. С 2000-х годов набирают популярность металлические печи промышленного производства, оборудованные системами регулируемого длительного горения, дополнительными конвекционными воздуховодами, встроенными теплообменниками для водяного отопления и т.д. Основные производители печей, занимающие около трети рынка, располагаются в Новосибирске^[35].

Основной проблемой дальнейшей эксплуатации и развития магистральных тепловых сетей в России является высокая степень их изношенности, обусловленная тем, что длительное время не вкладывались средства в их постепенное обновление^[36][37][38].

В европейских странах централизованное отопление (district heating) распространено в странах Северной Европы и в странах бывшего соцлагеря^[39].

Наиболее развитыми системами центрального отопления в Европе обладают Дания и Швеция, в которых доля централизованного теплоснабжения составляет 65% и 55% соответственно. В Швеции применяется одновременная выработка тепловой и электрической энергии на ТЭЦ (когенерация), а также тригенерация и централизованное холодоснабжение. Около 40 % топлива, сжигаемого на шведских ТЭЦ — это бытовые отходы, затем идут отходы деревообрабатывающей промышленности и биотопливо, и только 3 % топлива составляют нефтепродукты^[28].

В Финляндии доля централизованного теплоснабжения составляет около 45%^[40][41]. Центральное теплоснабжение используется в 80% многоквартирных домов и в большинстве коммерческих и общественных зданий. Малоквартирные и индивидуальные жилые дома преимущественно (более 50%) используют тепловые насосы, а к центральному теплоснабжению подключены около 11% таких домов. Как и в Швеции, преимущественно используется когенерация тепловой и электрической энергии, а в последние годы развиваются тригенерация и централизованное холодоснабжение^[42]. По состоянию на 2024 год 48% тепловой энергии в Финляндии производится с помощью биотоплива, преимущественно это древесина и отходы деревообрабатывающей промышленности. Другими значимыми источниками тепла являются бытовые отходы (10%) и использование вторичного тепла (16%), в частности от дата-центров^[43]. Потребление ископаемых видов топлива для центрального теплоснабжения снижается и составляет: торф — 6%, природный газ — 7%, уголь — 6% и нефтепродукты — 3%. После запуска третьего энергоблока АЭС «Олкилуото» расширяется использование в системе центрального теплоснабжения электрических котельных^[44].

В Исландии доля централизованного теплоснабжения составляет рекордные 95%, а основным источником тепла является геотермальная энергия^[45] (геотермальная энергетика в Исландии^[англ.]).

В Норвегии, в отличие от других североевропейских стран, центральное отопление распространено мало. Благодаря вырабатываемой на ГЭС дешевой электроэнергии в Норвегии широко распространено индивидуальное отопление с помощью электрических отопительных приборов и тепловых насосов. Центральное отопление используют лишь 3 % бытовых потребителей Норвегии и 10 % в ее столице Осло. При этом 49 % энергии для центрального отопления дают различные виды отходов, которые сжигаются на специальных заводах^[45].

Среди стран бывшего соцлагеря центральное отопление наиболее распространено в Словакии, Литве и Эстонии (более 50%), несколько менее — в Польше и Чехии (40%)^[39].

У большинства жителей стран Центральной и Южной Европы центрального отопления нет. В Германии, Австрии, Франции центральное отопление есть, но пользуются им всего 3-10 % жителей, проживающих в крупных городах. При этом для экономии в Дании отопление отключают с 9 до 17 часов, в Бельгии — с 23 до 6 часов. Обычно же для отопления используются автономные бойлеры. Для отопления и горячего водоснабжения домов используют также солнечные коллекторы и геотермальные насосы. Государство обычно компенсирует владельцам 15 и более процентов затрат на покупку такого экологичного отопительного оборудования^[46].

В Германии наиболее распространены домовые котельные (Zentralheizung), обогревающие все помещения или квартиры отдельного здания — такими системами оборудовано около 80% зданий. Наиболее распространенные виды топлива на 2021 год — природный газ (49%) и нефтепродукты (24%). Центральное теплоснабжение (Fernwärme) используется в 9% зданий и преимущественно встречается на территории бывшей ГДР^[47]. В 2024 году рассматривается законопроект, по которому во вновь возводимых домах запрещается использовать системы отопления на природном газе или нефтепродуктах в качестве основных. В качестве альтернатив предлагается использование тепловых насосов, котлов на биомассе (пеллетах), солнечных коллекторов или подключение к сетям центрального теплоснабжения. Газовые и жидкотопливные теплогенераторы допускается использовать в составе гибридных систем (например, в сочетании с тепловым насосом) или при условии будущего перевода на биометан или водород^[48].

В США системы отопления преимущественно децентрализованы, что связано с низкой плотностью застройки, высокой капиталоемкостью централизованных систем, длительными сроками окупаемости (особенно в теплых южных штатах), отсутствием государственной политики в области теплоснабжения^[49]. Многоквартирные дома и общественные здания оборудованы собственными котельными либо используют электрические отопительные приборы (фанкойлы, кондиционеры в режиме обогрева)^[45][46]. В преобладающей в США коттеджной застройке используется индивидуальное отопление домов. Самый распространенный вид отопительного оборудования — воздушные калориферы, нагревающие воздух и распределяющие его по помещениям дома через воздуховоды. Воздушными системами отопления оборудованы около 60% домов. Системы водяного отопления, включающие в себя водогрейный котел, радиаторы и/или теплые полы, распространены меньше (около 8% домов) и преимущественно встречаются в северных регионах и в домах старой постройки. Тепловые насосы набирают популярность и используются в 13% домов, преимущественно в регионах с мягким климатом. Преимуществом тепловых насосов является возможность использовать их в «обратную сторону» для охлаждения помещений в жаркое время года.

Наиболее распространенные виды топлива — это природный газ (47%) и электричество (40%), остальное приходится на пропан (5%), нефтепродукты (4%), древесину (2%)^[50].

В США насчитывается около 2500 систем централизованного теплоснабжения (district heating), часто комбинированных с центральным холодоснабжением и выработкой электроэнергии. Однако большинство систем имеет локальный характер и снабжает теплом студенческие и университетские городки, крупные аэропорты, крупные медицинские комплексы, производственные предприятия, курорты, деловые районы в центре города, правительственные и муниципальные комплексы зданий, военные объекты и т.д.^[49] Исключением является система центрального парового отопления^[англ.] Нью-Йорка, которая функционирует с 1882 года и является крупнейшей системой пароподачи в мире. Около 80 % жилых зданий Нью-Йорка обогреваются паром. Основная часть системы принадлежит компании Consolidated Edison^[51].

В Канаде отопительные системы также преимущественно децентрализованы^[45][46]. Как и в США, преобладают системы воздушного отопления с принудительной циркуляцией воздуха (51% домов) или электрические плинтусные конвекторы (25% домов). Менее распространено водяное отопление (8%) и использование тепловых насосов (6%), а около 2% домов отапливаются печами (преимущественно дровяными)^[52].

В Китае (КНР) граница распространения централизованного отопления проходит по линии^[англ.] Циньлин-Хуайхэ, которая условно делит Китай на северную и южную части и примерно соответствует 33 параллели^[53][54]. Официальное название границы 中国供暖分界线 (Zhōngguó gōngnuǎn fēnjièxiàn) — китайская разделительная черта подачи отопления, а неофициально — «Великая китайская отопительная стена». Граница была установлена в 1950-е годы, когда руководство КНР приняло решение о создании в северных регионах страны субсидируемых государством систем центрального теплоснабжения по советскому образцу.

В регионах севернее разделительной черты городские здания снабжаются теплом централизованно. Отопительный сезон начинается 15 ноября и длится 4 месяца.

В регионах южнее разделительной черты централизованное теплоснабжение в основном отсутствует. Для обогрева помещений применяются электрические обогреватели (конвекторы), тепловые насосы, кондиционеры в режиме обогрева; в холодные периоды это приводит к перегрузке электрических сетей и отключениям энергии. Исключением являются некоторые крупные города с развитой экономикой, построившие (Ухань, Хэфэй, Чанша)^[55] или планирующие построить системы центрального теплоснабжения.

Вопрос о создании в южных регионах систем центрального теплоснабжения является дискуссионным. Так, власти Уханя утверждали, что отсутствие городской системы отопления приводит к утечке мозгов^[53]. С другой стороны, многие эксперты утверждают, что создание систем центрального теплоснабжения в южных регионах нецелесообразно из-за высокой стоимости строительства систем и коротких зим. В 2013 году более 80 % респондентов поддерживали внедрение централизованного теплоснабжения в южных регионах^[56].

В бедных районах используют печки, которые топят дровами или углем^[45], в сельской местности распространена традиционная печь «кан» — широкая обогреваемая лежанка.

Основным источником централизованного теплоснабжения являются котельные и ТЭЦ, использующие каменный уголь (около 168 млн тонн в год), что приводит к загрязнению воздуха в городах^[57]. В 2017 году Китай принял пятилетний план по внедрению «чистого отопления»^[58] для снижения потребления угля и улучшения экологической обстановки в городах. Для снижения загрязнения воздуха производится перевод отопления на природный газ, однако этому мешает дефицит газа в зимнее время и импортозависимость от внешних поставщиков газа. Кроме природного газа, в качестве источников тепла используют геотермальную энергию^[59] и тепловые насосы с отбором тепла из морской воды.

Еще одним направлением развития китайской теплоэнергетики является использование атомной энергии^[60]. В конце 2019 года была запущена система центрального отопления города Хайян от одноименной АЭС. К ноябрю 2021 года Хайян стал первым городом, полностью перешедшим на атомное теплоснабжение. Китайской атомной корпорацией CNNC спроектирован низкотемпературный атомный реактор DHR-400, специально предназначенный для центрального теплоснабжения^[61]. Демонстрационный блок DHR-400 должен быть построен в городе Байшань^[62].

Традиционная корейская система отопления «ондоль» предполагала нагрев пола с помощью дымовых газов, проходящих от печи по расположенным под полом горизонтальным каналам. Исторически для топки печей использовались дрова, но в период 1920—1950 гг. произошел переход на угольные брикеты «ёнтан^[англ.]», которые имели более высокую теплотворную способность и длительное время горения. Недостатком классической системы «ондоль» было просачивание дымовых газов в помещение в случае негерметичности дымовых каналов. Особенно опасным это стало при переходе на брикеты «ёнтан», при сгорании которых выделяется бесцветный и не имеющий запаха угарный газ, и отравление угарным газом во время сна было самой распространенной причиной смерти в Корее. В связи с этим, в 1990-е произошел переход от воздушного отопления угольными брикетами к водогрейным котлам, использующим газ или нефтепродукты.^[63] Тем не менее, черты системы ондоль сохраняются и в современной Корее: для обогрева помещений используются не классические радиаторы и конвекторы, а водяные или электрические тёплые полы.

В Южной Корее широко распространена массовая застройка многоквартирными жилыми домами повышенной этажности, для отопления которых применяются две конкурирующих системы: индивидуальная (individual heating) и централизованная (district heating)^[64]. При централизованной системе отопление и горячее водоснабжение осуществляется от ТЭЦ, на которых тепловая энергия вырабатывается совместно с электрической. При индивидуальной системе отопление и горячее водоснабжение осуществляется от установленных в квартирах газовых котлов. Газоснабжение котлов осуществляется от газопровода, проходящего по фасаду дома, а забор воздуха и выброс отработанных газов производится через индивидуальные коаксиальные дымоходы.

• СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
• Сборник статей под редакцией В. Г. Семенова. Часть 3. Вклад русских инженеров в науку и технику отопления — Издательство «Новости теплоснабжения». Москва 2003.
• Квартирное отопление // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. Том 1. — М.: Большая Советская энциклопедия, 1959. — С. 249—250.
• Отопление // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. Том 2. — М.: Большая Советская энциклопедия, 1959. — С. 419—420. — 772 с.
• Отопление // Большая российская энциклопедия. Том 24. — М., 2014. — С. 673.