I denne artikel vil vi overveje det meget vigtige spørgsmål om opvarmning af sten og murbygninger i gamle dage.
På tidspunktet for skrivningen af disse linjer er temperaturen uden for mit vindue -36g. Uden for byen -48g. Sidste gang i min hukommelse var sådanne frost 12 år siden. Vejret i disse år forkælet de sydlige regioner i det østlige Sibirien.
Ved så lave temperaturer er spørgsmålet om pålidelig og effektiv opvarmning meget vigtigt. I vores tekniske tidsalder er det i de fleste tilfælde vandopvarmning fra termiske kraftværker (i byer) eller forskellige typer brændstofkedler (hvis det er et privat hus). I landsbyerne er alt på den gammeldags måde: en mursten komfur med adgang til dele af ovnen til alle værelser, en ildkammer med træ.
Men hvordan blev de store murstenes paladser opvarmet i gamle dage?
Interiører i gamle bygninger med store værelser og haller:
Flisebelagt ovn i sommerpaladset til Peter I. Indtrykket er, at denne ovn ikke er på sin plads eller ikke er forsynet med paladsprojektet.
Salgsfremmende video:
For effektivt at varme en bygning, skal sådanne ovne være i alle rum.
I et landsbyhus lavet af træ er alting enklere, de sætter ovnen i midten af bygningen:
Ovnen varmer op, opvarmer alle værelser.
Eller det er endnu enklere, huset har et værelse med en russisk komfur i centrum:
Der er en version, som komfurer til sådanne paladser og haller overhovedet ikke var beregnet til. De blev installeret senere, ude af håbløshed, da klimaet ændrede sig til en skarp kontinental klima med lave vintertemperaturer. Faktisk ser mange af ovne i paladserne mærkeligt ud af sted. Hvis der var et projekt inden opførelsen af en sådan bygning, var det naturligvis ingen, der var involveret i opvarmningsprojektet.
Den officielle version om mange paladser siger, at de fleste af dem var sommerpaladser, hvor de kun flyttede i den varme sæson.
Overvej fremskridt med opvarmning ved hjælp af eksemplet med Vinterpaladset.
Vinterpaladets våben Selv opvarmning af sådanne haller er stadig en udfordring for designere.
Først var opvarmningen af vinterpaladset åbenbart komfur. Opholdsrummet blev opvarmet af pejse og hollandske komfurer, opvarmningspuder blev anbragt i senge - lukkede brazier-pander med kul.
Store brændeovne blev installeret på underetagen i Winter Palace, hvor den varme luft var beregnet til at varme op på værelserne på anden sal. Multi-lags ovne med indretning blev også installeret i de ceremonielle to-etagers haller, men for store værelser viste et sådant varmesystem sig at være ineffektivt.
I et af de breve, der blev skrevet om vinteren 1787, tæller grev P. B. Sheremetyev deler sine indtryk: "og kulden er uudholdelig overalt … alle ender, og ovne er bare til show, og nogle er ikke låst." Der var ikke nok varme, selv for kamrene i den kongelige familie, der var placeret på anden sal, for ikke at nævne den tredje, hvor ærespigerne boede.”I anledning af den majestætiske kulde” måtte han til tider endda annullere kugler og modtagelser - i de tohøjde ceremonielle haller steg temperaturen om vinteren ikke over 10–12 ° С.
Winter Palace's enorme brændeøkonomi forbrugte meget brænde (om vinteren blev ovnen lavet to gange om dagen) og udgør en alvorlig brandfare. Selvom skorstene blev rengjort "med fastlagt hyppighed og særlig omhu", kunne katastrofen ikke undgås.
Om aftenen den 17. december 1837 brød der en brand i Vinterpaladset, og det var kun muligt at slukke den inden den 20. århundrede. I følge vidnernes erindringer kunne glødet ses flere miles væk.
I processen med at gendanne paladset blev det besluttet at ændre komfuropvarmningen til luft (eller som det dengang blev kaldt "pneumatisk"), udviklet af militæringeniøren N. A. Ammosov. På det tidspunkt var ovne på hans design allerede blevet testet i andre bygninger, hvor de viste sig at være fremragende.
I Ammosov-ovnen var ildstedet med alle røgstrømme fra jernrør placeret i et murværkskammer med passager, i hvilke den nedre del var åbninger for den friske udeluft eller recirkuleret luft fra de opvarmede rum for at komme ind i kammeret. I den øverste del af ovnkammeret er der luftventilationshuller til fjernelse af opvarmet luft i de opvarmede rum.
”En pneumatisk ovn, der ser på sin egen størrelse og bekvemmeligheden ved at placere en bolig, kan varme fra 100 til 600 kubikmeter. fathoms of kapacitet, der erstatter 5 til 30 hollandske ovne"
En anden grundlæggende forskel mellem Ammosov-systemet er et forsøg på at supplere opvarmning med ventilation. Til opvarmning i ventilationskamrene blev den friskeste luft, der blev taget fra gaden, brugt, og til at fjerne udblæsningsluften fra lokalerne blev der lavet huller i væggene, der var forbundet med ventilationskanaler, som "tjener til at trække fylde og fugt ud af rummet." Derudover blev der lavet yderligere eller ekstra kanaler i væggene for fremtiden. Det skal bemærkes, at i 1987, da man undersøgte hele bygningskomplekset i den kommunale eremitage, blev der fundet ca. 1000 kanaler af forskellige formål med en samlet længde på ca. 40 km (!).
Rester af en Ammos-ovn i Small Hermitage. Brændkammer og indgang til luftkammeret.
Så grundlæggeren af termokemien GI Gess foretog en undersøgelse af Ammosovs ovne og konkluderede, at de var ufarlige for helbredet. Der blev afsat 258.000 rubler til den "pneumatiske opvarmningsanordning". og processen startede. 86 store og små pneumatiske ovne blev installeret i kældrene i paladset. Den opvarmede luft steg gennem de "varme" kanaler til ceremonieringshaller og stuer. Udgangspunkterne til varmekanalerne blev afsluttet med kobberriste på luftkanalerne, lavet i henhold til tegningerne fra designeren V. P. Stasova:
For hans egen tid var det af General Amosov foreslåede varmesystem bestemt fremskridt, men ikke ideelt - det tørrede luften. Gennem de utætte rør i varmeapparaterne kom røggasserne ind i den opvarmede luft. Ikke meget - støv faldt fra gaden sammen med tilluften. Efter at have slået sig ned på den varme overflade af jernvarmevekslerne, brændte støvet ud og gik ind i lokalerne i form af sod. Ikke kun mennesker, der led af denne "bivirkning" af det nye varmesystem - forbrændingsprodukter afgjort på malede nuancer, marmorskulpturer, malerier … Lad os tilføje betydelige temperatursvingninger under og i intervallet mellem ovnene: når ovnene opvarmes, er værelserne meget varme, men når de holder op med at opvarme, afkøles luften hurtigt.
I 1875 kom en anden repræsentant for det militære ingeniørkorps - ingeniør-oberst G. S. Voinitsky præsenterede et projekt til opvarmning af vand-luft. Den nye type opvarmning blev testet på et lille afsnit af Vinterpaladset (Kutuzovskaya Galleri, Lille kirke, Rotunda), og i 1890'erne blev det udvidet til hele den nordvestlige del og installeret i alt 16 luftkamre i kælderen. Varmt vand blev bragt ind fra et kedelrum placeret i en af de "oplyste gårdspladser" i paladset. Varmt vand blev leveret fra kedlerne gennem jernrør til varmeapparaterne, og den opvarmede luft gik gennem de allerede eksisterende varmekanaler til boligkvarteret (naturligvis - på grund af det faktum, at varm luft er lettere end kold luft).
Først i sommeren 1911 dukkede varmesystemet op, hvilket ligner mest det moderne. Skabstekniker e.i.v. ingeniør N. P. Melnikov har udviklet et nyt projekt. Han oprettede to komplementære systemer i Hermitage: et vandradiatorvarmesystem og et ventilationssystem med airconditionelementer. Genopbygning af opvarmning i Hermitage blev afsluttet i efteråret 1912, ventilation blev installeret i 1914. [Kilde]
Som du kan se, varigheden af opvarmningen af sådanne mursten og store lokaler varede i næsten 200 år. For langt. Men selve murhusene i flere etager blev næsten det samme bygget i 1700-tallet. og i begyndelsen af det 20. århundrede. Der er faktisk tanker om, at opvarmningsteknologier simpelthen ikke havde tid til at tilpasse sig i kølvandet på de dramatiske klimaændringer. Eventuelt post-kataklysmiske klimaændringer (polskift, oversvømmelse osv.).
I Europa er klimaet ikke blevet så hårdt - tidligere har de fleste af dem slået sig ned på pejse. Med hensyn til effektivitet er de værre end ovne. Men tilsyneladende var dette design af ildstedet nok.
Al denne opvarmningsoplevelse kunne ikke andet end bruges allerede i bygningerne i det sene 19. århundrede, begyndelsen af det 20. århundrede.
Vilners hus i Minusinsk (en by nær Abakan). Skorstene i væggene vises. Jeg tror, det er derfor, mange af væggene i sådanne gamle bygninger er en meter tykke. En komfur blev opvarmet i kælderen, og varm luft varmet væggene.
Tilsvarende kunne og blev dette opvarmningsdesign brugt i andre bygninger fra det 19. og 20. århundrede. i Rusland.
Og nu, baseret på information fra tidligere artikler om brugen af elektrostatik i gamle bygninger, vil vi forsøge at i det mindste teoretisk underbygge alternative opvarmningskilder i disse dage, som der ikke er tekniske bøger eller andre referencer til. Men stenbyer, bedømt efter beskrivelser og kort, var helt sikkert.
For dem, der ikke er bekendt med emnet - Brug af atmosfærisk elektricitet i fortiden, skal du læse tagget "atmosfærisk elektricitet".
I fysik er der mange effekter forbundet med statisk elektricitet.
Den inverse piezoelektriske virkning er processen til komprimering eller ekspansion af et piezoelektrisk materiale under virkningen af et elektrisk felt afhængigt af retningen af feltstyrkevektoren.
Hvis en vekslende spænding påføres et sådant piezoelektrisk element, vil det piezoelektriske element sammentrække og ekspandere på grund af den inverse piezoelektriske effekt, dvs. udføre mekaniske vibrationer. I dette tilfælde konverteres energien fra elektriske vibrationer til energi fra mekaniske vibrationer med en frekvens, der er lig med frekvensen af den anvendte vekslingsspænding. Da det piezoelektriske element har en naturlig frekvens af mekaniske vibrationer, er et resonansfænomen muligt, når frekvensen af den påførte spænding falder sammen med pladevibrationernes naturlige frekvens. I dette tilfælde opnås den maksimale amplitude af svingninger af pladen i det piezoelektriske element.
Kan disse mikro-oscillationer af den dielektriske varme den op? Jeg tror på en bestemt svingningsfrekvens - helt. Et andet spørgsmål - fyret mursten, keramik, kan det være det materiale, hvor denne effekt er mulig?
Den pyroelektriske virkning består i en ændring i den spontane polarisering af dielektrik med en ændring i temperaturen. Typiske lineære pyroelektriske stoffer inkluderer tourmalin og lithiumsulfat. Pyroelektrik er spontant polariseret, men i modsætning til ferroelektrik kan retningen for deres polarisering ikke ændres af et eksternt elektrisk felt. Ved en konstant temperatur kompenseres den spontane polarisering af pyroelektrikum med frie ladninger af det modsatte tegn på grund af processerne med elektrisk ledningsevne og adsorption af ladede partikler fra den omgivende atmosfære. Når temperaturen ændrer sig, ændres den spontane polarisering, hvilket fører til frigivelse af en vis ladning på den pyroelektriske overflade, på grund af hvilken der opstår en elektrisk strøm i et lukket kredsløb. Den pyroelektriske effekt bruges til at skabe termiske sensorer og strålende energimodtagere beregnet tilisær til registrering af infrarød stråling og mikrobølgeovn.
Det viser sig, at der er en elektrokalorisk effekt (det modsatte af pyroeffekten) - en stigning i temperaturen på et stof, når der oprettes et elektrisk felt med styrke E og et tilsvarende fald i temperaturen, når dette felt er slukket under adiabatiske forhold.
Forskere, hvis de studerer disse effekter, kun i retning af afkøling:
Anvendelsen af den elektrokaloriske virkning (det modsatte af den pyroelektriske virkning) gør det muligt at opnå lave temperaturer i temperaturområdet fra flydende nitrogen til freontemperaturer under anvendelse af ferroelektriske materialer. Registreringsværdier for den elektrokaloriske virkning (2,6 gC) nær PT blev observeret i antiferroelektrisk keramik i zirkonat - stannat - bly titanatsystemet og i keramik af blyskandoniobat. Muligheden for at udvikle en pyroelektrisk multistages konverter med en cykluseffektivitet på ca. 10% med et forventet effekt på op til 2 kW / l af energibæreren er ikke udelukket, hvilket i fremtiden vil skabe reel konkurrenceevne for klassiske kraftværker. [Kilde]
I henhold til fysikernes prognoser er der rigelige muligheder for den elektrokaloriske en til at oprette solid state-kølesystemer baseret på det, svarende til Peltier-elementet, men ikke baseret på strømmen, men på ændringen i feltstyrken. I et af de mest lovende materialer var størrelsen af temperaturændringen lig med 0,48 Kelvin pr. Volt påført spænding.
En stigning i det videnskabelige samfunds aktivitet i studiet af den elektrokaloriske virkning og forsøg på at finde en værdig applikation til det faldt i tresserne af det tyvende århundrede, men på grund af en række tekniske og teknologiske evner var det ikke muligt at skabe prototyper med en temperaturændring på mere end en brøkdel af en grad. Dette var åbenlyst ikke nok til praktisk anvendelse, og undersøgelser af den elektrokaloriske virkning blev næsten fuldstændigt begrænset.
En anden effekt:
Dielektrisk opvarmning er en metode til opvarmning af dielektriske materialer ved hjælp af et højfrekvent vekslende elektrisk felt (HFC - højfrekvente strømme; interval 0,3-300 MHz). Et karakteristisk træk ved dielektrisk opvarmning er volumenet af frigivelse af varme (ikke nødvendigvis ensartet) i det opvarmede medium. I tilfælde af HFC-opvarmning er varmeudløsningen mere ensartet på grund af den store dybde af energiindtrængning i dielektrikum.
Et dielektrisk materiale (træ, plast, keramik) anbringes mellem kondensatorens plader, som forsynes med højfrekvensspænding fra en elektronisk generator på radiorør. Et vekslende elektrisk felt mellem kondensatorpladerne forårsager polarisering af dielektrikum og udseendet af en forskydningsstrøm, der opvarmer materialet.
Fordele ved metoden: høj opvarmningshastighed; en ren kontaktfri metode, der tillader opvarmning i et vakuum, beskyttelsesgas osv.; ensartet opvarmning af materialer med lav varmeledningsevne; implementering af lokal og selektiv opvarmning osv.
Mærkeligt nok blev denne metode brugt i slutningen af det 19. århundrede. inden for medicin til terapeutisk opvarmning af væv.
Alle disse effekter er baseret på den mulige modtagelse af strøm, der konverteres til varme gennem hovedparameteren - højspænding. Strømmene i elektrostatik er meget små. Mens al vores moderne elektroteknik er strømteknik. Den har en streng spændingsparameter (tag vores standard 220V, i nogle lande er der en anden spænding i netværket), og enhedens strøm afhænger af de forbrugte strømme.
Jeg tror, at titusinder af volt fra installationen til at hente elektricitet fra atmosfæren og installeret som en potentiel forskel på væggene kan erstatte vores moderne elektriske opvarmere og konvektorer gennem dielektrisk opvarmning. Det er bare det, at ingen i den anvendte betydning af forskning kastede sig ind i dette emne. Siden N. Teslas tid er moderne fysik ikke interesseret i elektrostatik. Men overalt er der plads til bragder. Det ser ud til, hvad nyt kan opfindes i kredsløb med elektriske motorviklinger? Det viste sig - det kan du. Dayunov skabte en sådan elektrisk motor ved at kombinere "stjerne" og "trekant" viklingskredsløb af en asynkron motor, kalder hans viklingskredsløb "Slavyanka".
Effektiviteten af den elektriske motor og dens trækkraftegenskaber er steget. Jeg besluttede at forlade udviklingen i Rusland og fulgte vejen for at lede efter private investorer. Hver opfinder har sin egen måde og se på sin hjernebarn …
Når jeg vender tilbage til det, der blev skrevet ovenfor, vil jeg antage, at næsten alt nyt er en godt glemt gammel … Og hvis der er noget i teorien, så kan det implementeres i praksis!
Forfatter: sibved