Šiame straipsnyje mes apsvarstysime labai svarbų akmens ir plytų pastatų šildymo klausimą senosiomis dienomis.
Rašant šias eilutes, temperatūra už mano lango yra -36g. Už miesto -48g. Paskutinį kartą mano atmintyje tokios šalnos buvo prieš 12 metų. Šių metų oras sugadino pietinius Rytų Sibiro regionus.
- „Salik.biz“
Esant tokioms žemoms temperatūroms, labai svarbus patikimo ir efektyvaus šildymo klausimas. Mūsų techniniame amžiuje daugeliu atvejų tai yra vandens šildymas iš šiluminių elektrinių (miestuose) arba įvairių tipų kuro katilai (jei tai yra privatus namas). Kaimuose viskas yra senamadiška: plytų krosnis su krosnies dalių prieiga prie visų kambarių, židinys su mediena.
Bet kaip senais laikais buvo šildomi didžiuliai plytų rūmai?
Senų pastatų interjerai su dideliais kambariais ir salėmis:
Petro I vasaros rūmuose sumontuota krosnies plytelė. Susidaro įspūdis, kad ši viryklė nėra savo vietoje arba nėra numatyta rūmų projekte.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Norint efektyviai šildyti pastatą, tokios krosnelės turi būti kiekviename kambaryje.
Kaimo name, pagamintame iš medžio, viskas paprasčiau, jie pastatė viryklę pastato centre:
Krosnelė šildo, šildo visus kambarius.
Arba dar paprasčiau, namo centre yra vienas kambarys su rusiška virykle:
Yra versija, kad tokių rūmų ir salių krosnys išvis nebuvo skirtos. Jie buvo sumontuoti vėliau, iš beviltiškumo, kai klimatas pasikeitė į smarkiai žemyninį, esant žemai žiemos temperatūrai. Iš tiesų daugelis rūmų krosnių atrodo keistai, ne vietoje. Jei prieš statant tokį pastatą buvo projektas, tai, aišku, niekas nedalyvavo šildymo projekte.
Oficiali versija apie daugelį rūmų sako, kad dauguma jų buvo vasaros rūmai, į kuriuos persikėlė tik šiltuoju metų laiku.
Apsvarstykite šildymo pažangą pagal Žiemos rūmų pavyzdį.
Žiemos rūmų herbas. Net dabar tokių salių šildymas vis dar yra iššūkis dizaineriams.
Iš pradžių žiemos rūmus šildė akivaizdžiai krosnis. Gyvenamosios patalpos buvo šildomos židiniais ir olandiškomis krosnimis, lovose buvo dedamos šildymo trinkelės - uždaros krosnies-keptuvės su žarijomis.
Žiemos rūmų apatiniame aukšte buvo įrengtos didelės krosnys, iš kurių šiltas oras turėjo šildyti antro aukšto kambarius. Dviejų pakopų krosnys su dekoru taip pat buvo įrengtos iškilmingose dviejų aukštų salėse, tačiau didelėms patalpoms tokia šildymo sistema pasirodė neveiksminga.
Viename iš laiškų, parašytų 1787 metų žiemą, grafas P. B. Šeremetjevas dalijasi savo įspūdžiais: „ir šaltis nepakeliamas visur … visi galai, o viryklės skirtos tik parodoms, o kai kurios nėra užrakintos“. Šilumos trūko net karališkosios šeimos rūmams, esantiems antrame aukšte, jau neminint trečiojo, kur gyveno garbės tarnaitės. „Dėl didingo šalčio“retkarčiais net reikėdavo atšaukti kamuolius ir priėmimus - dviejų aukštų iškilmingose salėse temperatūra žiemą nekildavo aukščiau 10–12 ° С.
Didžiulė Žiemos rūmų krosnių ekonomija sunaudojo daug malkų (žiemą krosnis buvo gaminama du kartus per dieną) ir kėlė didelį pavojų gaisro prasme. Nors kaminai buvo valomi „nustatytu dažniu ir ypatinga priežiūra“, nelaimės išvengti nepavyko.
1837 m. Gruodžio 17 d. Vakare žiemos rūmuose kilo gaisras, o jį užgesinti buvo galima tik iki 20-osios. Remiantis liudininkų atsiminimais, švytėjimą buvo galima pamatyti keliolikos mylių atstumu.
Atkuriant rūmus buvo nuspręsta pakeisti krosnies šildymą į orą (arba kaip jis tada buvo vadinamas „pneumatiniu“), kurį sukūrė karo inžinierius N. A. Ammosovas. Iki to laiko jo projektavimo krosnys jau buvo išbandytos kituose pastatuose, kur jos pasirodė puikios.
Ammosovo krosnyje židinys su visais dūmų srautais iš geležies vamzdžių buvo pastatytas plytų kameroje su pravažiavimais, kurių apatinėje dalyje buvo angos šviežiam išoriniam orui arba recirkuliacijai iš šildomų patalpų oro patekti į kamerą. Krosnies kameros viršutinėje dalyje yra oro išleidimo angos, skirtos šiltam orui pašalinti į šildomas patalpas.
„Viena pneumatinė krosnelė, atsižvelgiant į savo dydį ir būsto pastatymo patogumą, gali įkaisti nuo 100 iki 600 kubinių metrų. talpos, pakeičiančios nuo 5 iki 30 olandiškų krosnelių “
Kitas esminis skirtumas tarp „Ammosov“sistemos yra bandymas papildyti šildymą ventiliacija. Šildymui vėdinimo kamerose buvo naudojamas šviežiausias oras, paimtas iš gatvės, ir norint pašalinti iš patalpų išmetamą orą, sienose, sujungtose su ventiliacijos kanalais, buvo padarytos skylės, kurios „atitraukia užpildą ir drėgmę iš kambario“. Be to, sienose buvo daromi papildomi arba atsarginiai kanalai ateičiai. Pažymėtina, kad 1987 m., Apžiūrint visą Savivaldybės Ermitažo pastatų kompleksą, buvo rasta apie 1000 įvairios paskirties kanalų, kurių bendras ilgis yra apie 40 km (!).
„Ammos“krosnies liekanos mažajame Ermitaže. Gaisrinė ir įėjimas į oro kamerą.
Taigi, termochemijos įkūrėjas GI Gess atliko Ammosovo krosnių tyrimą ir padarė išvadą, kad jos yra nekenksmingos sveikatai. „Pneumatiniam šildymo įtaisui“buvo skirta 258 000 rublių. ir procesas prasidėjo. Rūmų rūsiuose buvo įrengtos 86 didelės ir mažos pneumatinės krosnys. Šildomas oras pakilo „karštais“kanalais į iškilmių salę ir svetaines. Šildymo kanalų išėjimo vietos buvo baigtos varinių grotelių pagalba ant oro kanalų, pagamintų pagal dizainerio V. P. Stasova:
Savo laiku generolo Amosovo siūloma šildymo sistema tikrai buvo progresyvi, tačiau ne ideali - ji džiovino orą. Pro nesandarius vamzdžius šildytuvuose dūmtakio dujos pateko į šildomą orą. Nedaug - dulkės krito iš gatvės kartu su tiekiamu oru. Įsitaisę ant karšto geležinių šilumokaičių paviršiaus, dulkės sudegė ir į patalpas pateko suodžių pavidalu. Ne tik žmonės kentėjo nuo šio naujosios šildymo sistemos „šalutinio poveikio“- degimo produktai nusėda ant dažytų atspalvių, marmurinių skulptūrų, paveikslų … Pridėkime čia didelius temperatūros svyravimus krosnių metu ir intervale tarp jų: kai krosnys šildomos, patalpos būna labai karštos, bet kai jie nustoja kaisti, oras greitai atvėsta.
1875 m., Kitas karo inžinerijos korpuso atstovas - inžinierius pulkininkas G. S. Voinitsky pristatė vandens-oro šildymo projektą. Naujo tipo šildymas buvo išbandytas nedidelėje Žiemos rūmų dalyje (Kutuzovskaya galerija, Mažoji bažnyčia, Rotunda), o 1890-aisiais jis buvo išplėstas į visą šiaurės vakarinę dalį, rūsyje įrengdamas iš viso 16 oro kamerų. Karštas vanduo buvo atvežtas iš katilinės, esančios viename iš rūmų „apšviestų kiemų“. Karštas vanduo iš katilų buvo tiekiamas per geležinius vamzdžius į šildytuvus, o šildomas oras per jau esančius šilumos kanalus pateko į gyvenamąsias patalpas (natūraliai - dėl to, kad šiltas oras yra lengvesnis nei šaltas oras).
Tik 1911 m. Vasarą atsirado šildymo sistema, kuri labiausiai panaši į šiuolaikinę. Kabineto technikas e.i.v. inžinierius N. P. Melnikovas sukūrė naują projektą. „Ermitaže“jis sukūrė dvi papildomas sistemas: vandens radiatorių šildymo sistemą ir vėdinimo sistemą su oro kondicionavimo elementais. Šildymo rekonstrukcija Ermitaže buvo baigta 1912 m. Rudenį, vėdinimas įrengtas iki 1914 m. [Šaltinis]
Kaip matote, tokių plytų ir didelių patalpų šildymo progresas truko beveik 200 metų. Per ilgai. Bet patys daugiaaukščiai mūriniai namai buvo pastatyti beveik tiek pat 18 a. ir XX amžiaus pradžioje. Iš tikrųjų yra minčių, kad šildymo technologijos tiesiog neturėjo laiko prisitaikyti po dramatiškų klimato pokyčių. Galimi postkataklizminiai klimato pokyčiai (polių poslinkis, potvynis ir kt.).
Europoje klimatas dar nebuvo toks atšiaurus - praeityje dauguma jų apsigyveno židiniuose. Veiksmingumo požiūriu jie yra prastesni nei orkaitės. Bet, matyt, to pakako.
Visa ši šildymo patirtis negalėjo būti panaudota jau XIX amžiaus pabaigos - XX amžiaus pradžios pastatuose.
Vilnerio namas Minusinske (miestas netoli Abakano). Parodyti dūmtraukiai sienose. Manau, kad dėl to daugelis tokių senų pastatų sienų yra metro storio. Rūsyje buvo šildoma viryklė, o karštas oras šildė sienas.
Panašiai ši šildymo konstrukcija galėjo ir buvo naudojama kituose XIX – XX amžiaus pastatuose. Rusijoje.
Ir dabar, remdamiesi ankstesnių straipsnių informacija apie elektrostatinės įrangos naudojimą senoviniuose pastatuose, bandysime bent jau teoriškai pagrįsti alternatyvius šildymo šaltinius tais laikais, apie kuriuos nėra jokių techninių knygų ar kitų nuorodų. Bet akmeniniai miestai, vertinant pagal aprašymus ir žemėlapius, buvo tikri.
Tiems, kurie nėra susipažinę su tema - atmosferos elektros energijos naudojimas praeityje, perskaitykite žymą „atmosferos elektra“.
Fizikoje yra daug efektų, susijusių su statine elektra.
Atvirkštinis pjezoelektrinis efektas yra pjezoelektrinės medžiagos suspaudimo arba išplėtimo procesas veikiant elektriniam laukui, atsižvelgiant į lauko stiprio vektoriaus kryptį.
Jei tokiam pjezoelektriniam elementui taikoma kintama įtampa, tada pjezoelektrinis elementas susitraukia ir išsiplečia dėl atvirkštinio pjezoelektrinio efekto, t. atlikti mechaninius virpesius. Tokiu atveju elektrinių virpesių energija paverčiama mechaninių virpesių energija, kurios dažnis yra lygus taikomos kintamos įtampos dažniui. Kadangi pjezoelektrinis elementas turi natūralų mechaninių virpesių dažnį, rezonanso reiškinys yra įmanomas, kai taikomosios įtampos dažnis sutampa su natūraliu plokštės virpesių dažniu. Tokiu atveju gaunama maksimali pjezoelektrinio elemento plokštės virpesių amplitudė.
Ar šie dielektriko mikro virpesiai gali jį sušildyti? Manau, tam tikru virpesių dažniu - gana. Kitas klausimas - kūrenama plyta, keramika, ar tai gali būti medžiaga, kur toks poveikis įmanomas?
Piroelektrinis poveikis susideda iš spontaniškos dielektrikų poliarizacijos pasikeitimo keičiant temperatūrą. Tipiški tiesiniai piroelektrikai yra turmalinas ir ličio sulfatas. Piroelektrikai yra spontaniškai poliarizuoti, tačiau skirtingai nei ferroelektrikai, jų poliarizacijos krypties išorinis elektrinis laukas pakeisti negali. Esant pastoviai temperatūrai, savaiminė piroelektriko poliarizacija yra kompensuojama laisvais priešingo ženklo krūviais dėl elektrinio laidumo ir įkrautų dalelių adsorbcijos iš supančios atmosferos. Kintant temperatūrai, keičiasi savaiminė poliarizacija, dėl kurios piroelektriniame paviršiuje išsiskiria tam tikras krūvis, dėl kurio uždaroje grandinėje atsiranda elektros srovė. Piroelektrinis efektas naudojamas kuriant šiluminius jutiklius ir spinduliavimo energijos imtuvus, skirtusvisų pirma infraraudonosios ir mikrobangų spinduliuotės registracijai.
Pasirodo, yra elektrokalorinis efektas (priešingas piroefektui) - medžiagos temperatūros padidėjimas, kai joje sukuriamas stiprio E elektrinis laukas, ir atitinkamai temperatūros sumažėjimas, kai šis laukas išjungiamas adiabatinėmis sąlygomis.
Jei mokslininkai tiria šį poveikį, tik aušinimo kryptimi:
Taikant elektrokalorinį efektą (priešingą piroelektriniam efektui), naudojant ferroelektrines medžiagas, galima gauti žemą temperatūrą nuo skysto azoto iki freono temperatūros. Rekordinės elektrokalorinio efekto vertės (2,6 gr. C) šalia PT buvo stebimos cirkonatų - stannato - švino titanatų sistemos antiferroelektrinėse keramikose ir švino scandoniobato keramikoje. Neatmetama galimybė sukurti piroelektrinį daugiapakopį keitiklį, kurio ciklo efektyvumas būtų apie 10%, kai numatoma energijos nešiklio galia būtų iki 2 kW / l, o tai ateityje sukurs tikrą klasikinių elektrinių konkurencingumą. [Šaltinis]
Remiantis fizikų prognozėmis, elektrokaloriui yra daugybė galimybių jo pagrindu sukurti kietojo kūno aušinimo sistemas, panašias į Peltier elementą, tačiau pagrįstas ne srovės srautu, o lauko stiprumo pokyčiais. Vienoje iš perspektyviausių medžiagų temperatūros pokyčio dydis buvo lygus 0,48 kelvino už naudojamos įtampos voltą.
Mokslo bendruomenės aktyvumas tiriant elektrokalorinį efektą ir bandymai rasti jo vertą pritaikymą staigiai nukrito į dvidešimtojo amžiaus aštuntąjį dešimtmetį, tačiau dėl daugybės techninių ir technologinių galimybių nepavyko sukurti prototipų, kurių temperatūros pokytis viršijo laipsnio dalį. Aišku to nepakako praktiniam pritaikymui, o elektrokalorinio efekto tyrimai buvo beveik visiškai apriboti.
Kitas poveikis:
Dielektrinis šildymas yra dielektrinių medžiagų kaitinimo būdas aukšto dažnio kintamu elektriniu lauku (HFC - aukšto dažnio srovės; diapazonas 0,3–300 MHz). Skiriamasis dielektrinio kaitinimo bruožas yra šilumos išsiskyrimo tūris (nebūtinai vienodas) šildomoje terpėje. Šildant HFC, šilumos išsiskyrimas yra vienodesnis dėl didelio energijos įsiskverbimo į dielektriką gylio.
Tarp kondensatoriaus plokštelių dedama dielektrinė medžiaga (mediena, plastikas, keramika), kuri iš radijo vamzdžių tiekiama aukšto dažnio įtampa iš elektroninio generatoriaus. Kintamasis elektrinis laukas tarp kondensatoriaus plokštelių sukelia dielektriko poliarizaciją ir poslinkio srovės, kuri šildo medžiagą, atsiradimą.
Metodo pranašumai: aukštas kaitinimo greitis; švarus bekontaktis metodas, leidžiantis šildyti vakuume, apsaugines dujas ir pan.; tolygus medžiagų, turinčių mažą šilumos laidumą, kaitinimas; vietinio ir pasirinktinio šildymo įgyvendinimas ir kt. Kaip
bebūtų keista, šis metodas buvo naudojamas XIX a. pabaigoje. medicinoje audiniams gydyti.
Visi šie efektai pagrįsti galimu energijos gavimu, kuris paverčiamas šiluma per pagrindinį parametrą - aukštą įtampą. Elektrostatinės srovės yra labai mažos. Kadangi visa mūsų šiuolaikinė elektrotechnika yra energetikos inžinerija. Jis turi griežtą įtampos parametrą (paimkite mūsų standartinį 220 V, kai kuriose šalyse tinkle yra skirtinga įtampa), o prietaiso galia priklauso nuo sunaudotų srovių.
Manau, kad dešimtys tūkstančių voltų, gaunamų iš atmosferos elektros energijai gauti ir montuojami kaip galimas skirtumas tarp sienų, gali pakeisti mūsų modernius elektrinius šildytuvus ir konvektorius per dielektrinį šildymą. Tiesiog niekas į taikomąją tyrinėjimų prasmę nenusileido šiai temai. Nuo N. Teslos laikų šiuolaikinė fizika nesidomi elektrostatika. Bet visur yra vietos žygdarbiui. Atrodytų, ką naujo galima išrasti elektros variklio apvijų grandinėse? Paaiškėjo - galite. Dayunovas sukūrė tokį elektrinį variklį, sujungdamas asinchroninio variklio „žvaigždės“ir „trikampio“apvijų grandines, savo apvijos grandinę pavadindamas „Slavyanka“.
Elektrinio variklio efektyvumas ir jo sukibimo charakteristikos padidėjo. Aš nusprendžiau palikti plėtrą Rusijoje ir ėjau privačių investuotojų paieškos keliu. Kiekvienas išradėjas turi savo kelią ir pažvelgia į savo protą …
Grįžtant prie to, kas buvo parašyta aukščiau, aš padarysiu prielaidą, kad beveik viskas, kas nauja, yra gerai pamiršta senoji … Ir jei teoriškai yra kažkas, tada tai galima įgyvendinti praktiškai!
Autorius: brolis