В тази статия ще разгледаме много важния въпрос за отоплението на каменни и тухлени сгради в старите времена.
По време на писането на тези редове температурата извън прозореца ми е -36g. Извън града -48гр. Последният път в паметта ми такива студове бяха преди 12 години. Времето тези години развали южните райони на Източен Сибир.
При такива ниски температури въпросът за надеждното и ефективно отопление е много важен. В нашата техническа епоха в повечето случаи това е отопление на водата от топлоцентрали (в градовете) или различни видове горивни котли (ако е частна къща). В селата всичко е по старомодния начин: тухлена печка с достъп на части от печката до всички стаи, камина с дърва.
Но как са се отоплявали огромни тухлени дворци в старите времена?
Интериор на стари сгради с големи стаи и зали:
Почвата на печката в летния дворец на Петър I. Впечатлението е, че тази печка не е на мястото си или не е предвидена от проекта за двореца.
Промоционално видео:
За ефективно отопление на сграда такива фурни трябва да има във всяка стая.
В селска къща, изработена от дърво, всичко е по-просто, поставят печката в центъра на сградата:
Печката се загрява, отоплява всички стаи.
Или е още по-просто: къщата има една стая с руска печка в центъра:
Има версия, че печките за такива дворци и зали изобщо не са били предназначени. Те бяха инсталирани по-късно, от безнадеждност, когато климатът се промени към рязко континентален с ниски зимни температури. Всъщност много от пещите в дворците изглеждат странно, не на място. Ако преди изграждането на такава сграда е имало проект, тогава очевидно никой не е участвал в проекта за отопление.
Официалната версия за много дворци гласи, че повечето от тях са били летни дворци, където са се премествали само в топлия сезон.
Помислете за напредъка на отоплението, като използвате примера на Зимния дворец.
Гербът на Зимния дворец. Дори сега отоплението на такива зали все още е предизвикателство за дизайнерите.
Отначало отоплението на Зимния дворец очевидно беше печка. Жилищните помещения се отопляваха от камини и холандски печки, в леглата бяха поставени подложки за отопление - затворени мангали-тигани с въглища.
На долния етаж на Зимния дворец бяха монтирани големи печки, топлият въздух, от който трябваше да отоплява помещенията на втория етаж. В церемониалните двуетажни зали също бяха инсталирани многостепенни печки с декор, но за големи помещения подобна отоплителна система се оказа неефективна.
В едно от писмата, написани през зимата на 1787 г., граф П. Б. Шереметиев споделя впечатленията си: "и студът е непоносим навсякъде … всички краища, а печките са само за изложение, а някои не са заключени." Нямаше достатъчно топлина дори за покоите на кралското семейство, разположени на втория етаж, да не говорим за третия, където живееха прислужничките. „По случай величествения студ“от време на време дори се налагаше да отменя балове и приеми - в церемониалните зали на две височини температурата през зимата не се повишаваше над 10-12 ° С.
Огромната икономия на печките на Зимния дворец консумираше много дърва за огрев (през зимата пещта се правеше два пъти на ден) и представляваше сериозна опасност в смисъл на пожар. Въпреки че комините бяха почистени "с установената честота и специални грижи", бедствието не можа да се избегне.
Вечерта на 17 декември 1837 г. в Зимния дворец избухва пожар и е възможно да го потушите едва до 20-ти. Според спомените на свидетели сиянието можело да се види на няколко километра.
В процеса на възстановяване на двореца беше решено да се промени отоплението на печката на въздушно (или както тогава се наричаше "пневматично"), разработено от военния инженер Н. А. Ammosov. По онова време пещите по неговия дизайн вече бяха тествани в други сгради, където те се оказаха отлични.
В пещта на Амосов камината с всички димни потоци от железни тръби се намираше в тухлена камера с проходи, в долната част на която имаше дупки за свежия външен въздух или рециркулиран въздух от нагретите помещения, за да влезе в камерата. В горната част на камерата на пещта има отвори за отдушник за отвеждане на нагрятия въздух в отопляваните помещения.
„Една пневматична фурна, гледайки на собствения размер и удобството за поставяне на жилище, може да нагрее от 100 до 600 кубически метра. мощност на капацитета, заместващи 5 до 30 холандски фурни"
Друга основна разлика между системата Ammosov е опит за допълване на отоплението с вентилация. За отопление във вентилационните камери е използван най-свежият въздух, поет от улицата, а за отстраняване на отработения въздух от помещенията са направени дупки в стените, свързани с вентилационни канали, които „служат за извличане на задух и влага от помещението“. Освен това в стените бяха направени допълнителни или резервни канали за бъдещето. Трябва да се отбележи, че през 1987 г. при разглеждане на целия комплекс от сгради на Общинския Ермитаж са открити около 1000 канала с различно предназначение с обща дължина около 40 км (!).
Останки от фурна Амос в Малкия Ермитаж. Камина и вход към въздушната камера.
И така, основателят на термохимията Г. И. Гес проведе проверка на пещите на Амосов и заключи, че те са безвредни за здравето. За „пневматичното отоплително устройство“бяха отпуснати 258 000 рубли. и процесът започна. 86 големи и малки пневматични пещи са монтирани в мазетата на двореца. Загрятият въздух се издигаше по „горещите“канали до церемониалните зали и дневни. Изходните точки на отоплителните канали бяха завършени с медни решетки на въздуховодите, направени според чертежите на проектанта V. P. Stasova:
За свое време отоплителната система, предложена от генерал Амосов, със сигурност беше прогресивна, но не и идеална - изсушава въздуха. През херметичните тръби в отоплителните уреди димните газове влизаха в загрятия въздух. Не много - прахът падаше от улицата заедно с подавания въздух. Намирайки се върху горещата повърхност на железните топлообменници, прахът изгаря и навлезе в помещенията под формата на сажди. Не само хората страдаха от този „страничен ефект“на новата отоплителна система - продуктите от горенето се настаниха върху боядисани нюанси, мраморни скулптури, картини … Нека добавим тук значителни температурни колебания по време и в интервала между пещите: когато печките се отопляват, помещенията са много горещи, но когато спрат да се нагряват, въздухът се охлажда бързо.
През 1875 г. друг представител на военния инженерен корпус - инженер-полковник G. S. Войницки представи проект за отопление на вода и въздух. Новият тип отопление е изпробван на малък участък от Зимния дворец (Кутузовская галерия, Малката църква, Ротонда), а през 1890-те е разширен до цялата му северозападна част, като в мазето са инсталирани общо 16 въздушни камери. Горещата вода се подаваше от котелно, разположено в един от "осветените дворове" на двореца. Топлата вода се подаваше от котлите през железни тръби към отоплителните уреди, а загрятият въздух преминаваше през вече съществуващите топлинни канали до жилищните помещения (естествено - поради факта, че топлият въздух е по-лек от студения въздух).
Едва до лятото на 1911 г. се появи отоплителната система, която е най-подобна на съвременната. Кабинет техник e.i.v. инженер Н. П. Мелников разработи нов проект. Той създаде две допълнителни системи в Ермитажа: система за отопление на воден радиатор и вентилационна система с елементи за климатизация. Реконструкцията на отоплението в Ермитажа е завършена до есента на 1912 г., вентилация е инсталирана до 1914 г. [Източник]
Както можете да видите, напредъкът на отопление на такива тухлени и големи помещения продължи близо 200 години. Твърде дълго. Но самите многоетажни тухлени къщи са построени почти еднакво през 18 век. и в началото на 20 век. Всъщност има мисли, че технологиите за отопление просто нямаха време да се приспособят след драматичните промени в климата. Възможно след катаклизмични промени в климата (изместване на полюсите, наводнение и т.н.).
В Европа климатът не е станал толкова суров - в миналото повечето са се заселили на камини. По отношение на ефективността те са по-лоши от фурните. Но, очевидно, този дизайн на огнището беше достатъчен.
Целият този опит за отопление не може да не се използва вече в сградите от края на 19 век, началото на 20 век.
Къщата на Вилнер в Минусинск (град близо до Абакан). Показани са комини в стените. Мисля, че затова много от стените в такива стари сгради са с дебелина метър. В мазето се загряваше печка и горещият въздух затопляше стените.
По подобен начин този дизайн за отопление би могъл и се използва в други сгради от 19 и 20 век. в Русия.
И сега, въз основа на информация от предишни статии за използването на електростатика в древните сгради, ние ще се опитаме поне теоретично да обосновеме алтернативни източници на отопление в онези дни, за които няма технически книги или други справки. Но каменните градове, съдейки по описанията и картите, бяха сигурни.
За тези, които не са запознати с темата - Използването на атмосферно електричество в миналото, прочетете етикета "атмосферно електричество".
Във физиката има много ефекти, свързани със статичното електричество.
Обратният пиезоелектричен ефект е процесът на компресия или разширяване на пиезоелектричен материал под действието на електрическо поле, в зависимост от посоката на вектора на силата на полето.
Ако към такъв пиезоелектрически елемент се приложи променливо напрежение, тогава пиезоелектрическият елемент ще се свие и ще се разшири поради обратния пиезоелектричен ефект, т.е. извършват механични вибрации. В този случай енергията на електрическите вибрации се преобразува в енергия на механични вибрации с честота, равна на честотата на приложеното променливо напрежение. Тъй като пиезоелектрическият елемент има естествена честота на механични вибрации, е възможно резонансно явление, когато честотата на приложеното напрежение съвпада с естествената честота на вибрациите на плочата. В този случай се получава максималната амплитуда на трептенията на плочата на пиезоелектрическия елемент.
Могат ли тези микро-трептения на диелектрика да го нагреят? Мисля, при определена честота на трептенията - доста. Друг въпрос - изпечена тухла, керамика, може ли да е материалът, където е възможен този ефект?
Пироелектричният ефект се състои в промяна на спонтанната поляризация на диелектриците с промяна на температурата. Типичните линейни пироелектрици включват турмалин и литиев сулфат. Пироелектриците са спонтанно поляризирани, но за разлика от фероелектриците посоката на тяхната поляризация не може да бъде променена от външно електрическо поле. При постоянна температура спонтанната поляризация на пироелектрика се компенсира с безплатни заряди на противоположния знак поради процесите на електрическа проводимост и адсорбция на заредени частици от заобикалящата атмосфера. Когато температурата се промени, спонтанната поляризация се променя, което води до освобождаване на известно количество заряд върху пироелектричната повърхност, поради което в затворен кръг възниква електрически ток. Пироелектричният ефект се използва за създаване на термични сензори и приемници на сияйна енергия, предназначени запо-специално за регистрация на инфрачервено и микровълново излъчване.
Оказва се, че има електрокалоричен ефект (противоположно на пироефекта) - повишаване на температурата на дадено вещество при създаване на електрическо поле със сила Е в него и съответно понижаване на температурата при изключване на това поле при адиабатни условия.
Учените, ако изучават тези ефекти, само в посока на охлаждане:
Използването на електрокалоричния ефект (противоположно на пироелектричния ефект) дава възможност да се получат ниски температури в температурния диапазон от течен азот до фреонни температури, като се използват фероелектрични материали. Рекордни стойности на електрокалоричния ефект (2,6 g. C) в близост до PT са наблюдавани в антиферроелектричната керамика на цирконат - станат - оловен титанат и в керамиката на оловен скандиониобат. Не е изключена възможността за разработване на пироелектричен многостъпален преобразувател с ефективност на цикъла от около 10% с очаквана мощност до 2 кВт / л енергоносител, което в бъдеще ще създаде реална конкурентоспособност за класическите електроцентрали. [Източник]
Според прогнозите на физиците, има големи възможности електрокалоричната да създаде на базата на нея твърдо охлаждащи системи, подобни на елемента на Пелтие, но въз основа не на потока на тока, а на промяната на силата на полето. В един от най-перспективните материали величината на температурната промяна е равна на 0,48 Келвин на волт приложено напрежение.
Връх в активността на научната общност при изучаването на електрокалоричния ефект и опитите да се намери достойно приложение за него се случи през шестдесетте години на ХХ век, но поради редица технически и технологични възможности не беше възможно да се създадат прототипи с промяна на температурата, надвишаваща част от градуса. Това очевидно не беше достатъчно за практическо приложение и проучванията за електрокалоричния ефект бяха почти напълно ограничени.
Друг ефект:
Диелектричното отопление е метод за нагряване на диелектрични материали чрез честотно променливо електрическо поле (HFC - високочестотни токове; диапазон 0,3-300 MHz). Отличителна черта на диелектричното нагряване е обемът на отделяне на топлина (не непременно равномерно) в нагрятата среда. В случай на нагряване с HFC, отделянето на топлина е по-равномерно поради голямата дълбочина на проникване на енергия в диелектрика.
Диелектричен материал (дърво, пластмаса, керамика) се поставя между плочите на кондензатор, който се доставя с високочестотно напрежение от електронен генератор на радио тръби. Променливото електрическо поле между плочите на кондензатора причинява поляризация на диелектрика и появата на изместващ ток, който загрява материала.
Предимства на метода: висока скорост на нагряване; чист безконтактен метод, който позволява нагряване във вакуум, защитен газ и др.; равномерно нагряване на материали с ниска топлопроводимост; прилагане на локално и селективно отопление и др.
Странно, но този метод е използван в края на 19 век. в медицината за терапевтично загряване на тъканите.
Всички тези ефекти се основават на възможното получаване на мощност, която се преобразува в топлина чрез основния параметър - високо напрежение. Токовете в електростатиката са много малки. Докато цялата ни съвременна електротехника е енергетиката. Той има строг параметър за напрежение (вземете нашите стандартни 220V, в някои страни има различно напрежение в мрежата), а мощността на устройството зависи от консумираните токове.
Мисля, че десетки хиляди волта от инсталацията за получаване на електричество от атмосферата и инсталирана като потенциална разлика по стените могат да заменят съвременните ни електрически нагреватели и конвектори чрез диелектрично отопление. Просто никой в приложния смисъл на изследването не се е потопил в тази тема. Още от времето на Н. Тесла съвременната физика не се интересува от електростатиката. Но навсякъде има място за подвиг. Изглежда, какво ново може да се измисли в схемите на намотките на електродвигатели? Оказа се - можете. Даюнов създаде такъв електродвигател, като комбинира веригите на „звезда“и „триъгълник“на асинхронен двигател, наричайки своята навиваща верига „Славянка“.
Ефективността на електродвигателя и неговите теглителни характеристики са се увеличили. Реших да оставя развитието в Русия и следвах пътя на търсене на частни инвеститори. Всеки изобретател има свой собствен начин и погледнете на своето дете …
Връщайки се към написаното по-горе, ще приема, че почти всичко ново е добре забравено старо … И ако има нещо на теория, то може да се приложи на практика!
Автор: sibved