I denne artikkelen vil vi vurdere det svært viktige problemet med å varme opp stein- og teglbygninger i gamle dager.
I skrivende stund skriver jeg disse linjene, temperaturen utenfor vinduet mitt er -36g. Utenfor byen -48g. Siste gang i mitt minne var slike frost for 12 år siden. Været i disse årene bortskjemte de sørlige regionene i Øst-Sibir.
Ved så lave temperaturer er spørsmålet om pålitelig og effektiv oppvarming veldig viktig. I vår tekniske tidsalder er dette i de fleste tilfeller vannoppvarming fra termiske kraftverk (i byer), eller forskjellige typer drivstoffkjeler (hvis det er et privat hus). I landsbyene er alt den gammeldagse måten: en mursteinsovn med tilgang til deler av ovnen til alle rom, en ildkasse med tre.
Men hvordan ble enorme teglpalasser oppvarmet i gamle dager?
Interiør i gamle bygninger med store rom og haller:
Kakkelovnen i sommerpalasset til Peter I. Inntrykket er at denne ovnen ikke er på sin plass, eller at den ikke er gitt for palassprosjektet.
Salgsfremmende video:
For å effektivt varme opp en bygning, må slike ovner være i alle rom.
I et landsbyhus av tre er alt enklere, de setter ovnen i sentrum av bygningen:
Ovnen varmer, varmer alle rom.
Eller det er enda enklere, huset har ett rom med en russisk komfyr i sentrum:
Det er en versjon som ovner for slike palasser og haller ikke var ment i det hele tatt. De ble installert senere, av håpløshet, da klimaet endret seg til et skarpt kontinentalt klima med lave vintertemperaturer. Faktisk ser mange av ovnene i palassene rare ut av sted. Hvis det var et prosjekt før byggingen av et slikt bygg, var det tydeligvis ingen som var involvert i oppvarmingsprosjektet.
Den offisielle versjonen om mange palasser sier at de fleste av dem var sommerpalasser, hvor de bare flyttet i den varme årstiden.
Tenk på fremdriften for oppvarming ved å bruke eksemplet med Vinterpalasset.
Våpenskjoldet til Vinterpalasset. Selv nå er oppvarming av slike haller fortsatt en utfordring for designere.
Til å begynne med var oppvarmingen av Vinterpalasset åpenbart komfyr. Boligkvartene ble oppvarmet av peiser og nederlandske ovner, varmeputer ble plassert i sengene - lukkede brazier-panner med kull.
Store ovner ble installert i underetasjen i Vinterpalasset, hvor den varme luften skulle varme opp rommene i andre etasje. Multi-lags ovner med dekor ble også installert i de seremonielle to-etasjers salene, men for store rom viste et slikt varmesystem seg å være ineffektivt.
I et av brevene skrevet vinteren 1787, regnet grev P. B. Sheremetyev deler sine inntrykk: "og kulden er uutholdelig overalt … alle ender, og ovnene er bare for utstilling og noen er ikke låst." Det var ikke nok varme selv for kamrene til kongefamilien som ligger i andre etasje, for ikke å nevne den tredje, der hushjelpene bodde. "I anledning den majestetiske forkjølelsen" måtte jeg til og med avlyse baller og mottakelser - i de to høydes seremonihallene steg temperaturen om vinteren ikke over 10-12 ° С.
Vinterpalassens enorme ovnøkonomi konsumerte mye ved (om vinteren ble ovnen laget to ganger om dagen) og utgjorde en alvorlig fare i betydningen brann. Selv om skorsteinene ble rengjort "med den faste frekvensen og med spesiell omhu", kunne ikke katastrofen unngås.
Om kvelden 17. desember 1837 brøt det ut en brann i Vinterpalasset, og det var mulig å slukke den først etter den 20. århundre. I følge vitnene fra vitner kunne gløden sees flere mil unna.
I prosessen med å gjenopprette palasset ble det besluttet å endre komfyrvarmen til luft (eller som det den gang ble kalt "pneumatisk"), utviklet av militæringeniøren N. A. Ammosov. På den tiden hadde ovnene til designen hans allerede blitt testet i andre bygninger, der de viste seg å være utmerkede.
I Ammosov-ovnen var brennkammeret med all røykstrømning fra jernrør plassert i et mursteinkammer med passasjer, i den nedre delen var det åpninger for den friske ytre luften eller resirkulert luft fra de oppvarmede rommene for å komme inn i kammeret. I den øvre delen av ovnkammeret er det lufteventilasjonshull for fjerning av oppvarmet luft inn i de oppvarmede rommene.
“En pneumatisk ovn, som ser på størrelsen på sin egen og bekvemmeligheten med å plassere en bolig, kan varme fra 100 til 600 kubikk. kapasitetsfatter og erstatter 5 til 30 nederlandske ovner"
En annen grunnleggende forskjell mellom Ammosov-systemet er et forsøk på å supplere oppvarming med ventilasjon. For oppvarming i ventilasjonskamrene ble den ferskeste luften som ble hentet fra gaten brukt, og for å fjerne avtrekksluft fra lokalene ble det laget hull i veggene koblet til ventilasjonskanaler, som "tjener til å trekke tetthet og fuktighet ut av rommet." I tillegg ble det laget ytterligere eller reservekanaler i veggene for fremtiden. Det skal bemerkes at i 1987, når vi undersøkte hele bygningskomplekset til den kommunale eremitasjen, ble det funnet rundt 1000 kanaler av forskjellige formål med en total lengde på omtrent 40 km (!).
Rester av en Ammos-ovn i Small Hermitage. Brannkammer og inngang til luftkammeret.
Så grunnleggeren av termokjemien GI Gess gjennomførte en undersøkelse av Ammosovs ovner og konkluderte med at de var ufarlige for helsen. 258 000 rubler ble tildelt til "pneumatisk oppvarmingsanordning". og prosessen startet. 86 store og små pneumatiske ovner ble installert i kjellene i palasset. Den oppvarmede luften steg gjennom de "varme" kanalene til seremonihaller og stuer. Utgangspunktene til varmekanalene ble fullført med kobberrister på luftkanalene, laget i henhold til tegningene til designeren V. P. Stasova:
For sin egen tid var varmesystemet som ble foreslått av general Amosov, absolutt progressivt, men ikke ideelt - det tørket luften. Gjennom de utette rørene i ovnene kom røykgassene inn i den oppvarmede luften. Ikke mye - støv falt fra gaten sammen med tilluften. Etter å ha lagt seg på den varme overflaten til jernvarmevekslerne, brant støvet ut og kom inn i lokalene i form av sot. Ikke bare mennesker led av denne "bivirkningen" av det nye varmesystemet - forbrenningsprodukter avgjort på malte nyanser, marmorskulpturer, malerier … La oss her legge til betydelige temperatursvingninger under og i intervallet mellom ovnene: når ovnene blir oppvarmet, er rommene veldig varme, men når de slutter å varme opp, kjøles luften raskt ned.
I 1875 kom en annen representant for det militære ingeniørkorpset - ingeniør-oberst G. S. Voinitsky presenterte et prosjekt for vann-luft oppvarming. Den nye typen oppvarming ble testet på en liten del av Vinterpalasset (Kutuzovskaya Gallery, Small Church, Rotunda), og på 1890-tallet ble den utvidet til hele den nord-vestlige delen og installert totalt 16 luftkamre i kjelleren. Varmt vann ble hentet inn fra et fyrrom plassert i en av de "opplyste gårdsplassene" i palasset. Varmt vann ble levert fra kjelene gjennom jernrør til varmeovnene, og den oppvarmede luften gikk gjennom de allerede eksisterende varmekanalene til boligkvarteret (naturlig nok - på grunn av at varm luft er lettere enn kald luft).
Først sommeren 1911 dukket varmesystemet opp, som likner mest på det moderne. Skapstekniker e.i.v. ingeniør N. P. Melnikov har utviklet et nytt prosjekt. Han skapte to komplementære systemer i Hermitage: et vannradiatorvarmesystem og et ventilasjonssystem med klimaanlegg. Rekonstruksjon av oppvarming i Hermitage ble fullført høsten 1912, ventilasjon ble installert i 1914. [Kilde]
Som du ser varte fremgangen med oppvarming av slike murstein og store lokaler i nesten 200 år. For lenge. Men selve de flere etasjers murhusene ble bygget nesten like på 1700-tallet. og på begynnelsen av 1900-tallet. Det er faktisk tanker om at oppvarmingsteknologier rett og slett ikke hadde tid til å tilpasse seg i kjølvannet av de dramatiske klimaendringene. Muligens post-kataklysmiske klimaendringer (polskifte, flom, etc.).
I Europa har ikke klimaet blitt så tøft - tidligere har de fleste bosatt seg på ildsteder. Når det gjelder effektivitet, er de dårligere enn ovner. Men tilsynelatende var denne utformingen av ildstedet nok.
All denne varmeopplevelsen kunne ikke annet enn å brukes allerede i bygningene på slutten av 1800-tallet, begynnelsen av 1900-tallet.
Vilners hus i Minusinsk (en by nær Abakan). Skorsteiner i veggene er vist. Jeg tror det er grunnen til at mange av veggene i slike gamle bygninger er en meter tykke. En komfyr ble oppvarmet i kjelleren og varm luft varmet veggene.
Tilsvarende kunne og ble denne oppvarmingsdesignen brukt i andre bygninger fra 1800- og 1900-tallet. i Russland.
Og nå, basert på informasjon fra tidligere artikler om bruk av elektrostatikk i gamle bygninger, vil vi prøve å i det minste teoretisk underbygge alternative oppvarmingskilder i disse dager, som det ikke finnes tekniske bøker eller andre referanser om. Men steinbyer, bedømt etter beskrivelser og kart, var helt sikkert.
For de som ikke er kjent med emnet - Bruk av atmosfærisk elektrisitet i det siste, les taggen "atmosfærisk elektrisitet".
I fysikk er det mange effekter forbundet med statisk elektrisitet.
Den inverse piezoelektriske effekten er prosessen med komprimering eller utvidelse av et piezoelektrisk materiale under påvirkning av et elektrisk felt, avhengig av retningen til feltstyrkevektoren.
Hvis en vekslende spenning påføres et slikt piezoelektrisk element, vil det piezoelektriske element trekke seg sammen og utvide seg på grunn av den inverse piezoelektriske effekten, dvs. utføre mekaniske vibrasjoner. I dette tilfellet blir energien fra elektriske vibrasjoner omdannet til energi fra mekaniske vibrasjoner med en frekvens lik frekvensen til den påførte vekselspenningen. Siden det piezoelektriske elementet har en naturlig frekvens av mekaniske vibrasjoner, er et resonansfenomen mulig når frekvensen til den påførte spenningen sammenfaller med den naturlige frekvensen til platevibrasjonene. I dette tilfellet oppnås den maksimale amplituden av svingninger av platen til det piezoelektriske elementet.
Kan disse mikrosvingningene til det dielektriske varme det opp? Jeg tror, med en viss svingningsfrekvens - ganske. Et annet spørsmål - avfyrt murstein, keramikk, kan det være materialet der denne effekten er mulig?
Den pyroelektriske effekten består i en endring i den spontane polarisasjonen av dielektrika med en temperaturendring. Typiske lineære pyroelektriske stoffer inkluderer turmalin og litiumsulfat. Pyroelektrikk er spontant polarisert, men i motsetning til ferroelektrikk, kan retningen på polarisasjonen deres ikke endres av et eksternt elektrisk felt. Ved en konstant temperatur blir den spontane polarisasjonen av pyroelektrikum kompensert med frie ladninger av det motsatte tegnet på grunn av prosessene med elektrisk ledningsevne og adsorpsjon av ladede partikler fra den omgivende atmosfæren. Når temperaturen endres, endres den spontane polarisasjonen, noe som fører til frigjøring av noe ladning på den pyroelektriske overflaten, på grunn av hvilken det oppstår en elektrisk strøm i en lukket krets. Den pyroelektriske effekten brukes til å lage termiske sensorer og strålende energimottakere beregnet påspesielt for registrering av infrarød stråling og mikrobølgeovn.
Det viser seg at det er en elektrokalorisk effekt (motsatt av pyroeffekten) - en økning i temperaturen til et stoff når et elektrisk felt med styrke E opprettes i det og en tilsvarende reduksjon i temperatur når dette feltet er slått av under adiabatiske forhold.
Forskere, hvis de studerer disse effektene, bare i retning av avkjøling:
Bruken av den elektrokaloriske effekten (motsatt av den pyroelektriske effekten) gjør det mulig å oppnå lave temperaturer i temperaturområdet fra flytende nitrogen til freontemperaturer ved bruk av ferroelektriske materialer. Registreringsverdier av den elektrokaloriske effekten (2,6 gr. C) nær PT ble observert i antiferroelektrisk keramikk i zirkonat - stannat - bly titanatsystem og i keramikken til blyskandoniobat. Muligheten for å utvikle en pyroelektrisk flertrinns omformer med en sykluseffektivitet på rundt 10% med en forventet krafteffekt på opptil 2 kW / l energibærer er ikke utelukket, noe som i fremtiden vil skape reell konkurranseevne for klassiske kraftverk. [Kilde]
I følge prognosene fra fysikere er det store muligheter for den elektrokaloriske en til å lage solid-state kjølesystemer basert på det, lik Peltier-elementet, men basert ikke på strømmen, men på endringen i feltstyrken. I et av de mest lovende materialene var størrelsen på temperaturendringen lik 0,48 Kelvin per volt påført spenning.
En økning i det vitenskapelige samfunns aktivitet i studiet av den elektrokaloriske effekten og forsøk på å finne en verdig anvendelse for den falt på sekstitallet av det tjuende århundre, men på grunn av en rekke tekniske og teknologiske evner var det ikke mulig å lage prototyper med en temperaturendring som oversteg en brøkdel av en grad. Dette var tydeligvis ikke nok for praktisk anvendelse, og studier av den elektrokaloriske effekten ble nesten fullstendig begrenset.
En annen effekt:
Dielektrisk oppvarming er en metode for oppvarming av dielektriske materialer med et høyfrekvent vekslende elektrisk felt (HFC - høyfrekvente strømmer; området 0,3-300 MHz). Et karakteristisk trekk ved dielektrisk oppvarming er volumet av frigjøring av varme (ikke nødvendigvis ensartet) i det oppvarmede mediet. Når det gjelder HFC-oppvarming, er varmeutløsningen mer jevn på grunn av den store dybden av energiinntrengning i dielektrikken.
Et dielektrisk materiale (tre, plast, keramikk) plasseres mellom platene i en kondensator, som tilføres høyfrekvensspenning fra en elektronisk generator på radiorør. Et vekslende elektrisk felt mellom kondensatorplatene forårsaker polarisering av dielektrikum og utseendet til en forskyvningsstrøm, som varmer opp materialet.
Fordeler med metoden: høy oppvarmingshastighet; en ren berøringsmetode som tillater oppvarming i vakuum, beskyttelsesgass osv.; jevn oppvarming av materialer med lav varmeledningsevne; implementering av lokal og selektiv oppvarming osv.
Merkelig nok ble denne metoden brukt på slutten av 1800-tallet. i medisin for terapeutisk oppvarming av vev.
Alle disse effektene er basert på mulig mottak av strøm, som blir konvertert til varme gjennom hovedparameteren - høyspenning. Strømmene i elektrostatikk er veldig små. Mens all vår moderne elektroteknikk er kraftteknikk. Den har en streng spenningsparameter (ta vår standard 220V, i noen land er det en annen spenning i nettverket), og strømmen til enheten avhenger av strømene som forbrukes.
Jeg tror at titusenvis av volt fra installasjonen for å hente strøm fra atmosfæren og installert som en potensiell forskjell på veggene, kan erstatte våre moderne elektriske ovner og konvektorer gjennom dielektrisk oppvarming. Det er bare at ingen i den anvendte betydningen av forskning kastet seg inn i dette emnet. Siden N. Teslas tid er moderne fysikk ikke interessert i elektrostatikk. Men overalt er det rom for bragd. Det ser ut til, hva nytt kan oppfinnes i kretsene for elektriske motorviklinger? Det viste seg - det kan du. Dayunov opprettet en slik elektrisk motor ved å kombinere "stjerne" og "trekant" viklingskretser av en asynkron motor, og kalte hans viklingskrets "Slavyanka".
Effektiviteten til den elektriske motoren og dens trekkraftegenskaper har økt. Jeg bestemte meg for å forlate utviklingen i Russland, og fulgte veien for å lete etter private investorer. Hver oppfinner har sin egen måte og se på hjernen hans …
Når jeg kommer tilbake til det som ble skrevet over, vil jeg anta at nesten alt nytt er et godt glemt gammelt … Og hvis det er noe i teorien, så kan det implementeres i praksis!
Forfatter: sibved
