Pada artikel ini, kami akan mempertimbangkan masalah yang sangat penting dari batu pemanas dan bangunan bata di masa lalu.
Pada saat menulis baris ini, suhu di luar jendela saya -36g. Di luar kota -48g. Terakhir kali dalam ingatan saya, cuaca beku seperti itu terjadi 12 tahun yang lalu. Cuaca tahun-tahun ini merusak wilayah selatan Siberia Timur.
Pada suhu rendah seperti itu, masalah pemanasan yang andal dan efisien sangat penting. Di zaman teknis kita, dalam banyak kasus, ini adalah pemanas air dari pembangkit listrik tenaga panas (di kota), atau berbagai jenis boiler bahan bakar (jika itu adalah rumah pribadi). Di desa-desa, semuanya menggunakan cara kuno: kompor batu bata dengan akses sebagian tungku ke semua kamar, kotak api dengan kayu.
Tapi bagaimana istana bata besar dipanaskan di masa lalu?
Interior bangunan tua dengan kamar dan aula besar:
Kompor ubin di istana musim panas Peter I. Kesannya adalah kompor ini tidak ada pada tempatnya, atau tidak disediakan oleh proyek istana.
Video promosi:
Untuk memanaskan bangunan secara efektif, oven semacam itu harus ada di setiap ruangan.
Di rumah desa yang terbuat dari kayu, semuanya lebih sederhana, mereka meletakkan kompor di tengah bangunan:
Kompor memanaskan, memanaskan semua kamar.
Atau bahkan lebih sederhananya, rumah tersebut memiliki satu ruangan dengan kompor Rusia di tengahnya:
Ada versi yang tidak dimaksudkan untuk kompor untuk istana dan aula seperti itu. Mereka dipasang kemudian, karena putus asa, ketika iklim berubah menjadi benua yang tajam dengan suhu musim dingin yang rendah. Memang, banyak oven di istana terlihat aneh, tidak pada tempatnya. Jika ada proyek sebelum pembangunan gedung semacam itu, maka jelas tidak ada yang terlibat dalam proyek pemanasan.
Versi resmi tentang banyak istana mengatakan bahwa kebanyakan dari mereka adalah istana musim panas, di mana mereka pindah hanya di musim hangat.
Pertimbangkan kemajuan pemanasan menggunakan contoh Istana Musim Dingin.
Lambang Istana Musim Dingin. Bahkan sekarang, memanaskan aula seperti itu masih menjadi tantangan bagi para desainer.
Awalnya, pemanas Istana Musim Dingin jelas-jelas menggunakan kompor. Tempat tinggal dipanaskan dengan perapian dan kompor Belanda, bantalan pemanas ditempatkan di tempat tidur - panci-panci dengan bara api tertutup.
Kompor besar dipasang di lantai bawah Istana Musim Dingin, udara hangat yang seharusnya menghangatkan kamar-kamar di lantai dua. Kompor bertingkat dengan dekorasi juga dipasang di ruang depan dua lantai, tetapi untuk ruangan besar, sistem pemanas seperti itu ternyata tidak efektif.
Dalam salah satu surat yang ditulis pada musim dingin tahun 1787, Count P. B. Sheremetyev berbagi kesannya: "dan hawa dingin tak tertahankan di mana-mana … semua ujungnya, dan kompor hanya untuk pertunjukan dan beberapa tidak dikunci." Tidak ada cukup kehangatan bahkan untuk kamar keluarga kerajaan yang terletak di lantai dua, belum lagi yang ketiga, tempat para pelayan wanita tinggal. "Pada saat musim dingin yang megah" dari waktu ke waktu bahkan harus membatalkan bola dan resepsi - di ruang upacara dua ketinggian suhu di musim dingin tidak naik di atas 10-12 ° С.
Perekonomian kompor besar di Istana Musim Dingin menghabiskan banyak kayu bakar (di musim dingin tungku dibuat dua kali sehari) dan menimbulkan bahaya yang parah dalam arti kebakaran. Meski cerobong asap dibersihkan "dengan frekuensi yang ditetapkan dan perhatian khusus", bencana tidak bisa dihindari.
Pada malam hari tanggal 17 Desember 1837, kebakaran terjadi di Istana Musim Dingin, dan baru dapat dipadamkan pada tanggal 20. Menurut memoar para saksi, cahaya itu bisa dilihat beberapa mil jauhnya.
Dalam proses pemulihan istana, diputuskan untuk mengubah pemanas kompor ke udara (atau saat itu disebut "pneumatik"), yang dikembangkan oleh insinyur militer N. A. Ammosov. Pada saat itu, tungku rancangannya telah diuji di gedung lain, yang terbukti sangat bagus.
Di tungku Ammosov, kotak api dengan semua aliran asap dari pipa besi terletak di ruang bata dengan lorong-lorong, di bagian bawahnya ada lubang untuk udara eksternal segar atau udara resirkulasi dari ruangan yang dipanaskan untuk masuk ke ruangan. Di bagian atas ruang tungku, terdapat lubang ventilasi udara untuk membuang udara panas ke dalam ruang yang dipanaskan.
“Satu oven pneumatik, dengan melihat ukurannya sendiri dan kenyamanan menempatkan tempat tinggal, dapat memanaskan dari 100 hingga 600 meter kubik. depa kapasitas, mengganti 5 sampai 30 oven Belanda"
Perbedaan mendasar lainnya antara sistem Ammosov adalah upaya untuk menambah pemanas dengan ventilasi. Untuk pemanas di ruang ventilasi, udara segar yang diambil dari jalan digunakan, dan untuk menghilangkan udara buangan dari tempat, lubang dibuat di dinding yang terhubung ke saluran ventilasi, yang "berfungsi untuk menarik pengap dan kelembaban keluar dari ruangan." Selain itu, saluran tambahan atau cadangan dibuat di dinding untuk masa depan. Perlu dicatat bahwa pada tahun 1987, ketika memeriksa seluruh kompleks bangunan Pertapaan Kota, ditemukan sekitar 1000 kanal dengan berbagai tujuan dengan total panjang sekitar 40 km (!).
Sisa-sisa oven Ammos di Small Hermitage. Kotak api dan pintu masuk ke ruang udara.
Jadi, pendiri termokimia GI Gess melakukan pemeriksaan terhadap tungku Ammosov dan menyimpulkan bahwa tungku tersebut tidak berbahaya bagi kesehatan. 258.000 rubel dialokasikan untuk "perangkat pemanas pneumatik". dan prosesnya dimulai. 86 tungku pneumatik besar dan kecil dipasang di ruang bawah tanah istana. Udara panas naik melalui saluran "panas" ke ruang upacara dan ruang keluarga. Titik keluar dari saluran pemanas dilengkapi dengan kisi-kisi tembaga di saluran udara, dibuat sesuai dengan gambar desainer V. P. Stasova:
Untuk masanya sendiri, sistem pemanas yang diusulkan oleh Jenderal Amosov memang progresif, tetapi tidak ideal - ia mengeringkan udara. Melalui pipa bocor di pemanas, gas buang masuk ke udara panas. Tidak banyak - debu berjatuhan dari jalan bersama dengan pasokan udara. Setelah mengendap di permukaan panas besi penukar panas, debu terbakar dan masuk ke dalam bangunan dalam bentuk jelaga. Tidak hanya orang yang menderita "efek samping" dari sistem pemanas baru ini - produk pembakaran yang ditempatkan pada tirai yang dicat, patung marmer, lukisan … Mari tambahkan di sini fluktuasi suhu yang signifikan selama dan dalam interval antara tungku: ketika kompor dipanaskan, ruangan menjadi sangat panas, tetapi ketika mereka berhenti memanas, udara menjadi dingin dengan cepat.
Pada tahun 1875, perwakilan lain dari korps teknik militer - insinyur-kolonel G. S. Voinitsky mempresentasikan proyek untuk pemanas air-udara. Jenis pemanas baru diuji di sebagian kecil Istana Musim Dingin (Galeri Kutuzovskaya, Gereja Kecil, Rotunda), dan pada tahun 1890-an itu diperluas ke seluruh bagian barat lautnya, dengan memasang total 16 ruang udara di ruang bawah tanah. Air panas dibawa masuk dari ruang ketel yang terletak di salah satu "halaman yang diterangi" istana. Air panas dipasok dari boiler melalui pipa besi ke pemanas, dan udara panas melewati saluran panas yang sudah ada ke tempat tinggal (secara alami - karena fakta bahwa udara hangat lebih ringan daripada udara dingin).
Hanya pada musim panas 1911 sistem pemanas muncul, yang paling mirip dengan yang modern. Teknisi kabinet e.i.v. insinyur N. P. Melnikov telah mengembangkan proyek baru. Dia menciptakan dua sistem pelengkap di Hermitage: sistem pemanas radiator air dan sistem ventilasi dengan elemen AC. Rekonstruksi pemanas di Hermitage diselesaikan pada musim gugur 1912, ventilasi dipasang pada 1914. [Sumber]
Seperti yang Anda lihat, kemajuan memanaskan batu bata dan bangunan besar seperti itu berlangsung selama hampir 200 tahun. Terlalu panjang. Tapi rumah bata bertingkat itu sendiri dibangun hampir sama pada abad ke-18. dan pada awal abad ke-20. Memang, ada pemikiran bahwa teknologi pemanas tidak punya waktu untuk menyesuaikan diri setelah perubahan iklim yang dramatis. Perubahan iklim yang mungkin terjadi pasca bencana (pergeseran kutub, banjir, dll.).
Di Eropa, iklim tidak terlalu keras - di masa lalu, kebanyakan dari mereka menetap di perapian. Dalam hal efisiensi, mereka lebih buruk dari oven. Tapi ternyata, desain perapian ini sudah cukup.
Semua pengalaman pemanasan ini sudah tidak bisa tidak digunakan di gedung-gedung pada akhir abad ke-19, awal abad ke-20.
Rumah Vilner di Minusinsk (sebuah kota dekat Abakan). Cerobong asap di dinding ditampilkan. Saya pikir itu sebabnya banyak dinding di gedung-gedung tua setebal satu meter. Sebuah kompor dipanaskan di ruang bawah tanah dan udara panas menghangatkan dinding.
Demikian pula, desain pemanas ini dapat dan digunakan di bangunan lain dari abad ke-19 dan ke-20. di Rusia.
Dan sekarang, berdasarkan informasi dari artikel sebelumnya tentang penggunaan elektrostatik pada bangunan kuno, kami akan mencoba setidaknya secara teoritis mendukung sumber pemanas alternatif pada masa itu, yang tidak ada buku teknis atau referensi lainnya. Tapi kota batu, dilihat dari deskripsi dan petanya, sudah pasti.
Bagi mereka yang tidak terbiasa dengan topik - Penggunaan listrik atmosfer di masa lalu, baca tag "listrik atmosfer".
Dalam fisika, ada banyak efek yang berhubungan dengan listrik statis.
Efek piezoelektrik terbalik adalah proses kompresi atau pemuaian bahan piezoelektrik di bawah aksi medan listrik, tergantung pada arah vektor kekuatan medan.
Jika tegangan bolak-balik diterapkan ke elemen piezoelektrik seperti itu, maka elemen piezoelektrik akan berkontraksi dan mengembang karena efek piezoelektrik terbalik, yaitu. melakukan getaran mekanis. Dalam hal ini, energi getaran listrik diubah menjadi energi getaran mekanis dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi tegangan bolak-balik yang diterapkan. Karena elemen piezoelektrik memiliki frekuensi getaran mekanis yang alami, fenomena resonansi dimungkinkan ketika frekuensi tegangan yang diterapkan bertepatan dengan frekuensi alami pelat. Dalam hal ini, amplitudo osilasi maksimum pelat elemen piezoelektrik diperoleh.
Dapatkah osilasi mikro dielektrik ini memanaskannya? Saya pikir, pada frekuensi osilasi tertentu - cukup. Pertanyaan lain - batu bata yang dibakar, keramik, apakah itu bahan yang memungkinkan efek ini?
Efek piroelektrik terdiri dari perubahan polarisasi spontan dielektrik dengan perubahan suhu. Piroelektrik linier yang khas termasuk turmalin dan lithium sulfat. Piroelektrik terpolarisasi secara spontan, tetapi tidak seperti feroelektrik, arah polarisasinya tidak dapat diubah oleh medan listrik eksternal. Pada suhu konstan, polarisasi spontan piroelektrik dikompensasikan dengan muatan bebas dari tanda yang berlawanan karena proses konduktivitas listrik dan adsorpsi partikel bermuatan dari atmosfer sekitarnya. Ketika suhu berubah, polarisasi spontan berubah, yang mengarah pada pelepasan beberapa muatan pada permukaan piroelektrik, yang menyebabkan arus listrik muncul dalam rangkaian tertutup. Efek piroelektrik digunakan untuk membuat sensor termal dan penerima energi radiasikhususnya, untuk pendaftaran radiasi infra merah dan gelombang mikro.
Ternyata ada efek elektrokalorik (kebalikan dari efek pirus) - peningkatan suhu suatu zat ketika medan listrik dengan kekuatan E dibuat di dalamnya dan penurunan suhu yang sesuai saat medan ini dimatikan dalam kondisi adiabatik.
Ilmuwan, jika mereka mempelajari efek ini, hanya dalam arah pendinginan:
Penggunaan efek elektrokalorik (kebalikan dari efek piroelektrik) memungkinkan untuk memperoleh suhu rendah dalam kisaran suhu dari nitrogen cair hingga suhu freon menggunakan bahan feroelektrik. Catat nilai efek elektrokalorik (2.6 gr. C) di dekat PT yang diamati pada keramik antiferroelektrik dari sistem titanat timbal-stannat-zirkonat dan pada keramik skandoniobat timbal. Kemungkinan mengembangkan konverter piroelektrik multistage dengan efisiensi siklus sekitar 10% dengan output daya yang diharapkan hingga 2 kW / l pembawa energi tidak dikecualikan, yang di masa depan akan menciptakan daya saing nyata untuk pembangkit listrik klasik. [Sumber]
Menurut ramalan fisikawan, ada banyak peluang bagi yang elektrokalorik untuk membuat sistem pendingin solid-state berdasarkan padanya, mirip dengan elemen Peltier, tetapi bukan berdasarkan aliran arus, tetapi pada perubahan kekuatan medan. Dalam salah satu bahan yang paling menjanjikan, besarnya perubahan suhu sama dengan 0,48 Kelvin per volt tegangan yang diberikan.
Lonjakan aktivitas komunitas ilmiah dalam studi efek elektrokalorik dan upaya untuk menemukan aplikasi yang layak untuk itu terjadi pada tahun enam puluhan abad ke-20, tetapi karena sejumlah kemampuan teknis dan teknologi, tidak mungkin membuat prototipe dengan perubahan suhu yang melebihi sebagian kecil derajat. Ini jelas tidak cukup untuk aplikasi praktis, dan studi tentang efek elektrokalorik hampir seluruhnya dibatasi.
Efek lain:
Pemanasan dielektrik adalah metode pemanasan bahan dielektrik dengan medan listrik bolak-balik frekuensi tinggi (HFC - arus frekuensi tinggi; kisaran 0,3-300 MHz). Ciri khas dari pemanasan dielektrik adalah volume pelepasan panas (tidak harus seragam) dalam medium yang dipanaskan. Dalam kasus pemanasan HFC, pelepasan panas lebih seragam karena besarnya penetrasi energi ke dalam dielektrik.
Bahan dielektrik (kayu, plastik, keramik) ditempatkan di antara pelat kapasitor, yang disuplai dengan tegangan frekuensi tinggi dari generator elektronik pada tabung radio. Medan listrik bolak-balik antara pelat kapasitor menyebabkan polarisasi dielektrik dan munculnya arus perpindahan, yang memanaskan material.
Keuntungan metode ini: laju pemanasan tinggi; metode non-kontak bersih yang memungkinkan pemanasan dalam ruang hampa, gas pelindung, dll.; pemanasan seragam bahan dengan konduktivitas termal rendah; penerapan pemanasan lokal dan selektif, dll.
Anehnya, metode ini digunakan pada akhir abad ke-19. dalam pengobatan untuk terapi pemanasan jaringan.
Semua efek ini didasarkan pada kemungkinan penerimaan daya, yang diubah menjadi panas melalui parameter utama - tegangan tinggi. Arus dalam elektrostatika sangat kecil. Padahal semua teknik kelistrikan modern kita adalah teknik tenaga. Ini memiliki parameter tegangan yang ketat (ambil standar kami 220V, di beberapa negara ada tegangan yang berbeda dalam jaringan), dan daya perangkat tergantung pada arus yang dikonsumsi.
Saya pikir puluhan ribu volt dari instalasi untuk memperoleh listrik dari atmosfer dan dipasang sebagai perbedaan potensial di dinding dapat menggantikan pemanas dan konvektor listrik modern kita melalui pemanas dielektrik. Hanya saja tidak ada seorang pun dalam penelitian makna terapan yang terjun ke topik ini. Sejak zaman N. Tesla, fisika modern tidak tertarik pada elektrostatika. Tapi dimanapun ada ruang untuk prestasi. Tampaknya, hal baru apa yang bisa ditemukan di sirkuit belitan motor listrik? Ternyata - Anda bisa. Dayunov menciptakan motor listrik semacam itu dengan menggabungkan sirkuit lilitan "bintang" dan "segitiga" dari motor asinkron, menyebut sirkuit lilitannya "Slavyanka".
Efisiensi motor listrik dan karakteristik traksinya telah meningkat. Saya memutuskan untuk meninggalkan pengembangan di Rusia, dan mengikuti jalan mencari investor swasta. Setiap penemu memiliki caranya sendiri dan melihat gagasannya …
Kembali ke apa yang tertulis di atas, saya akan berasumsi bahwa hampir semua yang baru adalah yang lama yang terlupakan … Dan jika ada sesuatu dalam teori, maka itu dapat diterapkan dalam praktik!
Penulis: sibved
