V tem članku bomo obravnavali zelo pomembno vprašanje ogrevanja kamnitih in opečnih stavb v starih časih.
V času pisanja teh vrstic je temperatura zunaj mojega okna -36g. Zunaj mesta -48g. Zadnjič so mi bili v spominu takšni zmrzali pred 12 leti. Vreme je v teh letih pokvarilo južne regije Vzhodne Sibirije.
Pri tako nizkih temperaturah je vprašanje zanesljivega in učinkovitega ogrevanja zelo pomembno. V naši tehnični dobi gre v večini primerov za ogrevanje vode iz termoelektrarn (v mestih) ali različne vrste kotlov na gorivo (če gre za zasebno hišo). V vaseh je vse po staromodnem načinu: opečna peč z dostopom delov peči v vse prostore, kurišče z drva.
Toda kako so se v starih časih ogrevale ogromne opečne palače?
Notranjost starih stavb z velikimi sobami in dvoranami:
Popločana peč v poletni palači Petra I. Vtis je, da ta peč ni na svojem mestu ali pa je ne predvideva projekt palače.
Promocijski video:
Za učinkovito ogrevanje stavbe morajo biti takšne peči v vsaki sobi.
V vaški hiši iz lesa je vse preprosteje, peč so postavili na sredino stavbe:
Peč greje, ogreva vse prostore.
Ali pa je še bolj preprosto, hiša ima v sobi eno sobo z rusko pečjo:
Obstaja različica, da peči za takšne palače in dvorane sploh niso bile namenjene. Vzpostavljeni so bili pozneje iz brezizhodnosti, ko se je podnebje spremenilo v močno kontinentalno z nizkimi zimskimi temperaturami. Dejansko je veliko pečic v palačah videti nenavadno. Če je pred gradnjo takšne stavbe obstajal projekt, potem očitno nihče ni sodeloval pri projektu ogrevanja.
Uradna različica o številnih palačah pravi, da je bila večina poletnih palač, kamor so se preselili le v topli sezoni.
Razmislite o napredku ogrevanja na primeru zimske palače.
Grb Zimske palače. Še zdaj je ogrevanje takšnih dvoran za oblikovalce še vedno izziv.
Sprva je bilo ogrevanje Zimske palače očitno peč. Bivalne prostore so ogrevali s kamini in nizozemskimi pečmi, v postelje so postavili grelne blazinice - zaprte braziers-ponve z ogljem.
V spodnjem nadstropju Zimske palače so postavili velike peči, topli zrak iz katerega naj bi ogreval prostore v drugem nadstropju. V slovesnih dvonadstropnih dvoranah so postavili tudi večplastne peči z dekorjem, vendar se je za velike prostore tak sistem ogrevanja izkazal za neučinkovitega.
V enem od pisem, napisanih pozimi 1787, je grof P. B. Šeremetjev deli svoje vtise: "in mraz je povsod neznosen … vsi konci, peči pa so samo za razstavo in nekatere niso zaklenjene." Tudi za zbornice kraljeve družine, ki se nahajajo v drugem nadstropju, ni bilo dovolj toplote, da ne omenjam tretjega, kjer so bivale častnice. "Ob mogočnem mrazu" so občasno celo morali odpovedati kroglice in sprejeme - v dvovišinskih slovesnih dvoranah se temperatura pozimi ni dvignila nad 10-12 ° S.
Ogromno gospodarstvo peči Zimske palače je porabilo veliko kurilnega lesa (pozimi je bila peč narejena dvakrat na dan) in je predstavljala veliko nevarnost v smislu požara. Čeprav so bili dimniki očiščeni "z določeno pogostostjo in posebno skrbnostjo", se katastrofi ni bilo mogoče izogniti.
Zvečer 17. decembra 1837 je v Zimski palači izbruhnil požar in ga je bilo mogoče pogasiti šele do 20. ure. Po spominih pričevalcev je sijaj bilo mogoče videti nekaj kilometrov stran.
V postopku obnove palače je bilo odločeno, da se ogrevanje peči spremeni v zrak (ali kot se je takrat imenovalo "pnevmatsko"), ki ga je razvil vojaški inženir N. A. Ammosov. Do takrat so bile peči njegove zasnove že preizkušene v drugih stavbah, kjer so se izkazale za odlične.
V peči Ammosov je kurišče z vsemi dimnimi tokovi iz železnih cevi bilo nameščeno v opečni komori s prehodi, v spodnjem delu so bile odprtine za svež zunanji zrak ali recirkuliran zrak iz ogrevanih prostorov, ki so vstopali v komoro. V zgornjem delu peči so nameščene odprtine za odzračevanje zraka za odvajanje segretega zraka v ogrevane prostore.
"Ena pnevmatska pečica, ki gleda na lastno velikost in udobje namestitve stanovanja, lahko ogreva od 100 do 600 kubičnih metrov. zmogljivosti zmogljivosti, ki nadomeščajo od 5 do 30 nizozemskih pečic"
Druga temeljna razlika med sistemom Ammosov je poskus dopolnjevanja ogrevanja s prezračevanjem. Za ogrevanje v prezračevalnih komorah so uporabili najsvežji zrak, ujet z ulice, za odstranjevanje izpušnega zraka iz prostorov pa so v stenah, ki so povezane z prezračevalnimi kanali, narejene luknje, ki "služijo za odvajanje umazanije in vlage iz prostora." Poleg tega so v stene naredili dodatne ali rezervne kanale za prihodnost. Treba je opozoriti, da je bilo leta 1987 pri pregledu celotnega kompleksa zgradb občinske puščave najdenih približno 1000 kanalov različnih namenov v skupni dolžini približno 40 km (!).
Ostanki ammonske peči v Mali puščavi. Kurišče in vhod v zračno komoro.
Tako je ustanovitelj termokemije GI Gess opravil pregled Ammosovih peči in ugotovil, da so za zdravje neškodljive. Za "pnevmatsko ogrevalno napravo" je bilo dodeljenih 258.000 rubljev. in postopek se je začel. V kleteh palače je bilo nameščenih 86 velikih in majhnih pnevmatskih peči. Ogrevan zrak se je po "vročih" kanalih dvigal v slavnostne dvorane in dnevne sobe. Izhodne točke grelnih kanalov so bile dokončane z bakrenimi rešetkami na zračnih kanalih, izdelanih po risbah projektanta V. P. Stasova:
Za svoj čas je bil ogrevalni sistem, ki ga je predlagal general Amosov, zagotovo napredujoč, vendar ne idealen - sušil je zrak. Skozi netesne cevi v grelnikih so dimni plini vstopali v ogrevan zrak. Ni veliko - prah je padel z ulice skupaj z dovodnim zrakom. Ko se je usedel na vročo površino železnih toplotnih izmenjevalnikov, je prah zgorel in vstopil v prostore v obliki saje. Ne samo ljudje so trpeli zaradi tega "stranskega učinka" novega ogrevalnega sistema - produkti izgorevanja so se naselili na pobarvane odtenke, marmorne skulpture, slike … Dodajmo tukaj pomembna nihanja temperature med in v intervalu med pečmi: ko so peči ogrevane, so prostori zelo vroči, toda Ko prenehajo ogrevati, se zrak hitro ohladi.
Leta 1875 je še en predstavnik vojaškega inženirskega korpusa - inženir-polkovnik G. S. Voinitsky je predstavil projekt ogrevanja z vodnim zrakom. Novo vrsto ogrevanja so preizkusili na majhnem odseku Zimske palače (Kutuzovskaya galerija, Mala cerkev, Rotunda), v 1890-ih pa so jo razširili na celoten severozahodni del in v klet vgradili skupno 16 zračnih komor. Vročo vodo so pripeljali iz kurilnice, ki se nahaja na enem izmed "osvetljenih dvorišč" palače. Vroča voda se je iz kotlov dovajala skozi železne cevi do grelnikov, ogrevani zrak pa je šel po že obstoječih toplotnih kanalih v bivalne prostore (seveda - zaradi dejstva, da je topel zrak lažji od hladnega zraka).
Šele poleti 1911 se je pojavil ogrevalni sistem, ki je najbolj podoben sodobnemu. Kabinetni tehnik e.i.v. inženir N. P. Melnikov je razvil nov projekt. V Ermitageu je ustvaril dva komplementarna sistema: ogrevalni sistem na vodni radiator in prezračevalni sistem s klimatskimi elementi. Obnova ogrevanja v Ermitaži je bila končana jeseni 1912, prezračevanje je bilo postavljeno do leta 1914. [Vir]
Kot vidite, je napredek ogrevanja takšnih opečnih in velikih prostorov trajal skoraj 200 let. Predolgo. Toda same večnadstropne opečne hiše so bile v 18. stoletju zgrajene skoraj enako. in v začetku 20. stoletja. Dejansko obstajajo misli, da se ogrevalne tehnologije zaradi dramatičnih podnebnih sprememb preprosto niso imele časa prilagoditi. Mogoče post kataklizmične podnebne spremembe (premik pola, poplava itd.).
V Evropi podnebje ni postalo tako močno - v preteklosti se je večina naselila na kaminih. Glede učinkovitosti so slabši od pečic. A očitno je bila ta zasnova ognjišča dovolj.
Vse te izkušnje z ogrevanjem ni bilo mogoče uporabiti že v stavbah poznega 19. stoletja, zgodnjega 20. stoletja.
Vilnerjeva hiša v Minusinsku (mesto blizu Abakana). Prikazani so dimniki v stenah. Mislim, da je zato veliko sten v tako starih zgradbah meter debelo. V kleti je bila ogrevana peč, vroči zrak pa je ogreval stene.
Podobno bi lahko to ogrevalno zasnovo in uporabili tudi v drugih stavbah iz 19. in 20. stoletja. v Rusiji.
In zdaj bomo na podlagi informacij iz prejšnjih člankov o uporabi elektrostatike v starodavnih stavbah v tistih dneh poskušali vsaj teoretično utemeljiti alternativne vire ogrevanja, o katerih ni tehničnih knjig ali drugih referenc. Toda kamnita mesta, sodeč po opisih in zemljevidih, so bila zagotovo.
Za tiste, ki ne poznate teme - Uporaba atmosferske električne energije v preteklosti, preberite oznako "atmosferska elektrika".
V fiziki je veliko učinkov, povezanih s statično elektriko.
Inverzni piezoelektrični učinek je postopek stiskanja ali raztezanja piezoelektričnega materiala pod delovanjem električnega polja, odvisno od smeri vektorja jakosti polja.
Če se na tak piezoelektrični element uporablja izmenična napetost, se piezoelektrični element krči in širi zaradi obratnega piezoelektričnega učinka, tj. izvajati mehanske vibracije. V tem primeru se energija električnih vibracij pretvori v energijo mehanskih vibracij s frekvenco, ki je enaka frekvenci uporabljene izmenične napetosti. Ker ima piezoelektrični element naravno frekvenco mehanskih vibracij, je možen resonančni pojav, ko frekvenca uporabljene napetosti sovpada z naravno frekvenco vibracij plošče. V tem primeru dobimo največjo amplitudo nihanj plošče piezoelektričnega elementa.
Ali lahko ta mikro nihanja dielektrika segrejejo? Mislim, da pri določeni frekvenci nihanj - precej. Še eno vprašanje - opečna opeka, keramika, ali je to lahko material, kjer je ta učinek mogoč?
Piroelektrični učinek je sestavljen iz spremembe spontane polarizacije dielektrikov s spremembo temperature. Tipični linearni piroelektriki vključujejo turmalin in litijev sulfat. Piroelektrike so spontano polarizirane, vendar za razliko od feroelektrikov smeri njihove polarizacije ne more spremeniti zunanje električno polje. Pri stalni temperaturi se spontana polarizacija piroelektrika kompenzira s prostimi naboji nasprotnega znaka zaradi procesov električne prevodnosti in adsorpcije nabitih delcev iz okoliške atmosfere. Ko se temperatura spremeni, se spontana polarizacija spremeni, kar vodi do sproščanja nekaj naboja na piroelektrični površini, zaradi katerega v zaprtem krogu nastane električni tok. Piroelektrični učinek se uporablja za ustvarjanje toplotnih senzorjev in sprejemnikov sevalne energije, namenjenih zazlasti za registracijo infrardečega in mikrovalovnega sevanja.
Izkaže se, da obstaja elektrokalorični učinek (nasprotno od piroefekta) - zvišanje temperature snovi, ko se v njej ustvari električno polje jakosti E, in ustrezno znižanje temperature, ko se to polje izklopi v adiabatskih pogojih.
Znanstveniki, če preučujejo te učinke, le v smeri ohlajanja:
Uporaba elektrokaloričnega učinka (nasprotno od piroelektričnega učinka) omogoča doseganje nizkih temperatur v temperaturnem območju od tekočega dušika do temperature freona z uporabo feroelektričnih materialov. V antiferroelektrični keramiki cirkonat - stanat - svinčevega titanata in v keramiki svinčevega skandoniobata so opazili rekordne vrednosti elektrokaloričnega učinka (2,6 g. C) v bližini PT. Ni izključena možnost razvoja piroelektričnega večstopenjskega pretvornika s cikličnim izkoristkom približno 10% s pričakovano izhodno močjo do 2 kW / l energijskega nosilca, kar bo v prihodnosti ustvarilo resnično konkurenčnost klasičnim elektrarnam. [Vir]
Po napovedih fizikov je veliko elektrokaloričnih možnosti, da na njej ustvarijo trdne hladilne sisteme, podobne Peltierjevemu elementu, vendar ne na podlagi toka, temveč na spremembi jakosti polja. V enem najbolj obetavnih materialov je bila velikost temperaturne spremembe enaka 0,48 Kelvina na volt uporabljene napetosti.
Nalet aktivnosti znanstvene skupnosti pri preučevanju elektrokaloričnega učinka in poskusi, da bi zanj našli dostojno uporabo, je padel v šestdesetih letih dvajsetega stoletja, vendar zaradi številnih tehničnih in tehnoloških zmogljivosti ni bilo mogoče ustvariti prototipov s spremembo temperature, ki bi presegla del stopinje. To za praktično uporabo očitno ni bilo dovolj in študije elektrokaloričnega učinka so bile skoraj v celoti zmanjšane.
Še en učinek:
Dielektrično ogrevanje je metoda segrevanja dielektričnih materialov z visokofrekvenčnim izmeničnim električnim poljem (HFC - visokofrekvenčni tokovi; območje 0,3-300 MHz). Posebnost dielektričnega segrevanja je prostornina sproščanja toplote (ni nujno enakomerna) v ogrevanem mediju. V primeru segrevanja HFC je sprostitev toplote enakomernejša zaradi velike globine prodiranja energije v dielektric.
Med ploščami kondenzatorja je nameščen dielektrični material (les, plastika, keramika), ki ga elektronski generator na radijskih ceveh napaja z visokofrekvenčno napetostjo. Izmenično električno polje med ploščami kondenzatorja povzroči polarizacijo dielektrika in pojav premičnega toka, ki segreva material.
Prednosti metode: visoka stopnja ogrevanja; čisti brezkontaktni način, ki omogoča ogrevanje v vakuumu, zaščitnem plinu itd.; enakomerno segrevanje materialov z nizko toplotno prevodnostjo; izvajanje lokalnega in selektivnega ogrevanja itd. To je
nenavadno uporabljeno v poznem 19. stoletju. v medicini za terapevtsko segrevanje tkiv.
Vsi ti učinki temeljijo na možnem prejemu moči, ki se pretvori v toploto skozi glavni parameter - visoko napetost. Tokovi v elektrostatiki so zelo majhni. Vsa naša sodobna elektrotehnika je energetika. Ima strog parameter napetosti (vzemite naš standardni 220V, v nekaterih državah je drugačna napetost v omrežju), moč naprave pa je odvisna od porabljenih tokov.
Mislim, da lahko več deset tisoč voltov iz instalacije za pridobivanje električne energije iz ozračja in nameščene kot potencialna razlika na stenah nadomesti naše sodobne električne grelnike in konvektorje s pomočjo dielektričnega ogrevanja. Samo, da se nihče v uporabnem pomenu raziskav ni potopil v to temo. Od časa N. Tesle sodobne fizike elektrostatika ne zanima. Toda povsod je prostora za podvig. Zdi se, kaj novega je mogoče izumiti v vezjih elektromotorskih navitij? Izkazalo se je, da lahko. Dayunov je ustvaril tak elektromotor tako, da je združil vezja "zvezde" in "trikotnika" asinhronega motorja, ki je njegovo navijaško vezje poklical "Slavyanka".
Povečali so učinkovitost elektromotorja in njegove vlečne značilnosti. Odločil sem se, da bom razvoj pustil v Rusiji in sledil poti iskanja zasebnih vlagateljev. Vsak izumitelj ima svoj način in pogled na svoje možgane …
Če se vrnem k zgoraj napisanemu, bom domneval, da je skoraj vse novo dobro pozabljen stari … In če je v teoriji nekaj, potem je to mogoče izvesti v praksi!
Avtor: sibved