Dans cet article, nous aborderons la question très importante du chauffage des bâtiments en pierre et en brique dans l'ancien temps.
Au moment d'écrire ces lignes, la température à l'extérieur de ma fenêtre est de -36g. En dehors de la ville -48g. La dernière fois dans ma mémoire de telles gelées remonte à 12 ans. Le temps ces années a gâté les régions du sud de la Sibérie orientale.
À des températures aussi basses, la question d'un chauffage fiable et efficace est très importante. À notre époque technique, dans la plupart des cas, il s'agit du chauffage de l'eau provenant de centrales thermiques (dans les villes) ou de divers types de chaudières à combustible (s'il s'agit d'une maison privée). Dans les villages, tout est à l'ancienne: un poêle en brique avec accès des parties du poêle à toutes les pièces, un foyer à bois.
Mais comment les immenses palais de briques étaient-ils chauffés autrefois?
Intérieurs de bâtiments anciens avec de grandes pièces et salles:
Le poêle en faïence du palais d'été de Pierre I. L'impression est que ce poêle n'est pas à sa place, ou n'est pas prévu par le projet du palais.
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Pour chauffer efficacement un bâtiment, de tels fours doivent être installés dans chaque pièce.
Dans une maison de village en bois, tout est plus simple, ils ont mis le poêle au centre du bâtiment:
Le poêle chauffe, chauffe toutes les pièces.
Ou c'est encore plus simple, la maison a une pièce avec un poêle russe au centre:
Il existe une version pour laquelle les poêles pour de tels palais et salles n'étaient pas du tout destinés. Ils ont été installés plus tard, par désespoir, lorsque le climat est passé à un climat fortement continental avec des températures hivernales basses. En effet, la plupart des fours dans les palais semblent étranges, déplacés. S'il y avait un projet avant la construction d'un tel bâtiment, alors évidemment personne n'était impliqué dans le projet de chauffage.
La version officielle de nombreux palais dit que la plupart d'entre eux étaient des palais d'été, où ils ne déménageaient que pendant la saison chaude.
Considérez les progrès du chauffage en utilisant l'exemple du Palais d'Hiver.
Les armoiries du palais d'hiver. Même maintenant, chauffer de telles salles est toujours un défi pour les concepteurs.
Au début, le chauffage du Palais d'Hiver était évidemment un poêle. Les pièces de vie étaient chauffées par des cheminées et des poêles hollandais; des coussins chauffants étaient placés dans les lits - des braseros fermés avec du charbon.
De grands poêles ont été installés à l'étage inférieur du Palais d'Hiver, l'air chaud à partir duquel était censé chauffer les pièces du deuxième étage. Des poêles à plusieurs niveaux décorés ont également été installés dans les salles de cérémonie à deux étages, mais pour les grandes pièces, un tel système de chauffage s'est avéré inefficace.
Dans l'une des lettres écrites à l'hiver 1787, le comte P. B. Sheremetyev partage ses impressions: "et le froid est partout insupportable … toutes les fins, et les poêles sont juste pour le spectacle et certains ne sont pas verrouillés." Il n'y avait pas assez de chaleur même pour les chambres de la famille royale situées au deuxième étage, sans parler du troisième, où vivaient les demoiselles d'honneur. «À l'occasion du froid majestueux», de temps en temps, il fallait même annuler les bals et les réceptions - dans les salles de cérémonie à deux hauteurs, la température en hiver ne dépassait pas 10–12 ° С.
L'énorme économie de fourneaux du palais d'hiver consommait beaucoup de bois de chauffage (en hiver, le four était fabriqué deux fois par jour) et posait un grave danger dans le sens d'un incendie. Bien que les cheminées aient été nettoyées «avec la fréquence établie et avec un soin particulier», le désastre n'a pas pu être évité.
Dans la soirée du 17 décembre 1837, un incendie se déclare au Palais d'Hiver, et il n'est possible de l'éteindre que le 20. Selon les mémoires de témoins, la lueur pouvait être vue à plusieurs kilomètres de là.
Dans le processus de restauration du palais, il a été décidé de changer le chauffage du poêle en air (ou comme on l'appelait alors «pneumatique»), développé par l'ingénieur militaire N. A. Ammosov. À ce moment-là, les fours de sa conception avaient déjà été testés dans d'autres bâtiments, où ils se sont avérés excellents.
Dans le four Ammosov, la chambre de combustion avec tous les flux de fumée des tuyaux en fer était située dans une chambre en briques avec des passages, dans la partie inférieure de laquelle des trous étaient prévus pour que l'air extérieur frais ou l'air recirculé des pièces chauffées pénètre dans la chambre. Dans la partie supérieure de la chambre du four, il y a des trous d'aération pour l'évacuation de l'air chauffé dans les pièces chauffées.
«Un four pneumatique, compte tenu de sa taille et de la commodité de placer une habitation, peut chauffer de 100 à 600 mètres cubes. brasses de capacité, remplaçant 5 à 30 fours hollandais"
Une autre différence fondamentale entre le système Ammosov est une tentative de compléter le chauffage par une ventilation. Pour le chauffage dans les chambres de ventilation, l'air le plus frais prélevé dans la rue a été utilisé, et pour éliminer l'air évacué des locaux, des trous ont été percés dans les murs reliés aux canaux de ventilation, qui «servent à évacuer l'étouffement et l'humidité hors de la pièce». De plus, des canaux supplémentaires ou de rechange ont été réalisés dans les murs pour l'avenir. Il convient de noter qu'en 1987, lors de l'examen de l'ensemble du complexe de bâtiments de l'Ermitage municipal, environ 1000 canaux à des fins diverses ont été découverts d'une longueur totale d'environ 40 km (!).
Vestiges d'un four Ammos dans le Petit Ermitage. Foyer et entrée de la chambre à air.
Ainsi, le fondateur de la thermochimie GI Gess a mené un examen des fours d'Ammosov et a conclu qu'ils étaient inoffensifs pour la santé. 258 000 roubles ont été alloués au «dispositif de chauffage pneumatique». et le processus a commencé. 86 grands et petits fours pneumatiques ont été installés dans les sous-sols du palais. L'air chauffé montait par les canaux «chauds» vers les salles de cérémonie et les salons. Les points de sortie des conduits de chauffage ont été complétés par des grilles de cuivre sur l'évent, réalisées selon les dessins du designer V. P. Stasova:
Pour son temps, le système de chauffage proposé par le général Amosov était certes progressif, mais pas idéal - il séchait l'air. Par les tuyaux qui fuyaient dans les appareils de chauffage, les gaz de combustion pénétraient dans l'air chauffé. Pas beaucoup - de la poussière tombait de la rue avec l'air d'alimentation. S'étant déposées sur la surface chaude des échangeurs de chaleur en fer, la poussière a brûlé et est entrée dans les locaux sous forme de suie. Non seulement les gens ont souffert de cet «effet secondaire» du nouveau système de chauffage - les produits de combustion se sont installés sur des nuances peintes, des sculptures en marbre, des peintures … Ajoutons ici d'importantes fluctuations de température pendant et dans l'intervalle entre les fours: lorsque les poêles sont chauffés, les pièces sont très chaudes, mais lorsqu'ils arrêtent de chauffer, l'air se refroidit rapidement.
En 1875, un autre représentant du corps du génie militaire - l'ingénieur-colonel G. S. Voinitsky a présenté un projet de chauffage eau-air. Le nouveau type de chauffage a été testé sur une petite section du palais d'hiver (galerie Kutuzovskaya, petite église, rotonde) et, dans les années 1890, il a été étendu à toute sa partie nord-ouest, installant un total de 16 chambres à air au sous-sol. L'eau chaude provenait d'une chaufferie située dans l'une des «cours éclairées» du palais. L'eau chaude était fournie par les chaudières par des tuyaux en fer aux radiateurs, et l'air chauffé passait par les canaux de chaleur déjà existants vers les quartiers d'habitation (naturellement - en raison du fait que l'air chaud est plus léger que l'air froid).
Ce n'est qu'à l'été 1911 que le système de chauffage est apparu, qui ressemble le plus au système moderne. Technicien en cabinet e.i.v. ingénieur N. P. Melnikov a développé un nouveau projet. Il a créé deux systèmes complémentaires dans l'Hermitage: un système de chauffage par radiateur d'eau et un système de ventilation avec éléments de climatisation. La reconstruction du chauffage de l'Ermitage a été achevée à l'automne 1912, la ventilation a été installée en 1914. [Source]
Comme vous pouvez le voir, les progrès du chauffage de telles briques et de grands locaux ont duré près de 200 ans. Trop long. Mais les maisons en briques à plusieurs étages elles-mêmes ont été construites presque de la même manière au 18ème siècle. et au début du 20e siècle. En effet, certains pensent que les technologies de chauffage n'ont tout simplement pas eu le temps de s'adapter à la suite du changement climatique dramatique. Changements climatiques éventuellement post-cataclysmiques (changement de pôle, inondation, etc.).
En Europe, le climat n'est pas devenu si rude - dans le passé, la plupart d'entre eux se sont installés sur des cheminées. En termes d'efficacité, ils sont pires que les fours. Mais, apparemment, cette conception du foyer était suffisante.
Toute cette expérience de chauffage ne pouvait qu'être déjà utilisée dans les bâtiments de la fin du 19e siècle, du début du 20e siècle.
La maison de Vilner à Minusinsk (une ville près d'Abakan). Les cheminées dans les murs sont montrées. Je pense que c'est pourquoi de nombreux murs de ces vieux bâtiments ont un mètre d'épaisseur. Un poêle était chauffé au sous-sol et l'air chaud réchauffait les murs.
De même, cette conception de chauffage pourrait et a été utilisée dans d'autres bâtiments des XIXe et XXe siècles. en Russie.
Et maintenant, sur la base des informations des articles précédents sur l'utilisation de l'électrostatique dans les bâtiments anciens, nous allons essayer de justifier au moins théoriquement les sources alternatives de chauffage à l'époque, sur lesquelles il n'y a pas de livres techniques ou d'autres références. Mais les villes de pierre, à en juger par les descriptions et les cartes, étaient sûres.
Pour ceux qui ne connaissent pas le sujet - L'utilisation de l'électricité atmosphérique dans le passé, lisez l'étiquette «électricité atmosphérique».
En physique, il existe de nombreux effets associés à l'électricité statique.
L'effet piézoélectrique inverse est le processus de compression ou d'expansion d'un matériau piézoélectrique sous l'action d'un champ électrique, en fonction de la direction du vecteur d'intensité de champ.
Si une tension alternative est appliquée à un tel élément piézoélectrique, alors l'élément piézoélectrique se contractera et se dilatera en raison de l'effet piézoélectrique inverse, c'est-à-dire effectuer des vibrations mécaniques. Dans ce cas, l'énergie des vibrations électriques est convertie en énergie des vibrations mécaniques avec une fréquence égale à la fréquence de la tension alternative appliquée. Puisque l'élément piézoélectrique a une fréquence propre de vibrations mécaniques, un phénomène de résonance est possible lorsque la fréquence de la tension appliquée coïncide avec la fréquence propre des vibrations de la plaque. Dans ce cas, on obtient l'amplitude maximale des oscillations de la plaque de l'élément piézoélectrique.
Ces micro-oscillations du diélectrique peuvent-elles l'échauffer? Je pense, à une certaine fréquence d'oscillations - tout à fait. Une autre question - la brique cuite, la céramique, peut-elle être le matériau où cet effet est possible?
L'effet pyroélectrique consiste en un changement de polarisation spontanée des diélectriques avec un changement de température. Les pyroélectriques linéaires typiques comprennent la tourmaline et le sulfate de lithium. Les pyroélectriques sont spontanément polarisés, mais contrairement aux ferroélectriques, la direction de leur polarisation ne peut pas être modifiée par un champ électrique externe. A température constante, la polarisation spontanée du pyroélectrique est compensée par des charges libres de signe opposé dues aux processus de conductivité électrique et d'adsorption des particules chargées de l'atmosphère environnante. Lorsque la température change, la polarisation spontanée change, ce qui conduit à la libération d'une certaine charge sur la surface pyroélectrique, en raison de laquelle un courant électrique se produit dans un circuit fermé. L'effet pyroélectrique permet de créer des capteurs thermiques et des récepteurs d'énergie radiante destinés àen particulier, pour l'enregistrement du rayonnement infrarouge et micro-ondes.
Il s'avère qu'il y a un effet électrocalorique (le contraire de l'effet pyro) - une augmentation de la température d'une substance lorsqu'un champ électrique de force E y est créé et une diminution correspondante de la température lorsque ce champ est désactivé dans des conditions adiabatiques.
Les scientifiques, s'ils étudient ces effets, uniquement dans le sens du refroidissement:
L'utilisation de l'effet électrocalorique (le contraire de l'effet pyroélectrique) permet d'obtenir des températures basses dans la gamme de températures allant de l'azote liquide aux températures fréon à l'aide de matériaux ferroélectriques. Des valeurs record de l'effet électrocalorique (2,6 gr. C) près du PT ont été observées dans les céramiques antiferroélectriques du système zirconate - stannate - titanate de plomb et dans les céramiques de scandoniobate de plomb. La possibilité de développer un convertisseur pyroélectrique multicellulaire avec un rendement de cycle d'environ 10% avec une puissance attendue allant jusqu'à 2 kW / l du vecteur d'énergie n'est pas exclue, ce qui créera à l'avenir une réelle compétitivité pour les centrales électriques classiques. [La source]
Selon les prévisions des physiciens, il existe de nombreuses opportunités pour l'électrocardiogramme de créer des systèmes de refroidissement à semi-conducteurs basés sur lui, similaires à l'élément Peltier, mais basés non pas sur le flux de courant, mais sur le changement de l'intensité du champ. Dans l'un des matériaux les plus prometteurs, l'amplitude du changement de température était égale à 0,48 Kelvin par volt de tension appliquée.
Une augmentation de l'activité de la communauté scientifique dans l'étude de l'effet électrocalorique et des tentatives pour en trouver une application valable s'est produite dans les années soixante du XXe siècle, mais en raison d'un certain nombre de capacités techniques et technologiques, il n'a pas été possible de créer des prototypes avec un changement de température dépassant une fraction de degré. Ce n'était clairement pas suffisant pour une application pratique, et les études de l'effet électrocalorique ont été presque complètement réduites.
Un autre effet:
Le chauffage diélectrique est une méthode de chauffage de matériaux diélectriques par un champ électrique alternatif à haute fréquence (HFC - courants à haute fréquence; plage de 0,3 à 300 MHz). Une caractéristique distinctive du chauffage diélectrique est le volume de dégagement de chaleur (pas nécessairement uniforme) dans le milieu chauffé. Dans le cas du chauffage au HFC, le dégagement de chaleur est plus uniforme en raison de la grande profondeur de pénétration d'énergie dans le diélectrique.
Un matériau diélectrique (bois, plastique, céramique) est placé entre les plaques du condensateur, qui est alimenté en tension haute fréquence à partir d'un générateur électronique sur des tubes radio. Un champ électrique alternatif entre les plaques de condensateur provoque la polarisation du diélectrique et l'apparition d'un courant de déplacement, qui chauffe le matériau.
Avantages de la méthode: vitesse de chauffage élevée; une méthode propre sans contact qui permet de chauffer sous vide, gaz protecteur, etc. chauffage uniforme des matériaux à faible conductivité thermique; mise en place d'un chauffage local et sélectif, etc.
Curieusement, cette méthode a été utilisée à la fin du XIXe siècle. en médecine pour le chauffage thérapeutique des tissus.
Tous ces effets sont basés sur la réception possible d'énergie, qui est convertie en chaleur via le paramètre principal - haute tension. Les courants en électrostatique sont très faibles. Alors que toute notre ingénierie électrique moderne est de l'ingénierie électrique. Il a un paramètre de tension strict (prenez notre standard 220V, dans certains pays, il y a une tension différente dans le réseau), et la puissance de l'appareil dépend des courants consommés.
Je pense que des dizaines de milliers de volts de l'installation pour obtenir de l'électricité de l'atmosphère et installés comme différence de potentiel sur les murs peuvent remplacer nos radiateurs électriques et convecteurs modernes grâce au chauffage diélectrique. C'est juste que personne au sens appliqué de la recherche ne s'est plongé dans ce sujet. Depuis l'époque de N. Tesla, la physique moderne ne s'intéresse pas à l'électrostatique. Mais partout, il y a place pour l'exploit. Il semblerait, quelle nouveauté peut être inventée dans les circuits des enroulements de moteurs électriques? Il s'est avéré - vous pouvez. Dayunov a créé un tel moteur électrique en combinant les circuits d'enroulement «étoile» et «triangle» d'un moteur asynchrone, appelant son circuit d'enroulement «Slavyanka».
L'efficacité du moteur électrique et ses caractéristiques de traction ont augmenté. J'ai décidé de quitter le développement en Russie et j'ai suivi la voie de la recherche d'investisseurs privés. Chaque inventeur a sa propre voie et regarde son idée originale …
Revenant à ce qui a été écrit ci-dessus, je suppose que presque tout ce qui est nouveau est un vieux bien oublié … Et s'il y a quelque chose en théorie, alors il peut être mis en œuvre dans la pratique!
Auteur: sibved
